УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ ГАЗА

Полезная модель относится к области газодобычи, а именно, к транспортировке газа по трубопроводам и может быть применено для различных газов при их транспортировке на значительные расстояния.
3
3
Наиболее распространенным транспортируемым газом в мире является природный газ, только для России международные поставки газа по трубопроводам за год составили более 500 млрд м и сжиженного газа более 200 млрд м. В настоящее время основным видом транспорта является трубопроводный. Газ под давлением 75 атмосфер движется по трубам диаметром до 1,4 метра. По мере продвижения газа по магистральному трубопроводу он теряет энергию, преодолевая силы трения как между газом и стенкой трубы, так и между слоями газа. Поэтому через определенные промежутки необходимо сооружать компрессорные станции, на которых газ дожимается до 75 атм. Трубопроводы проложены в большинстве случаев в труднодоступных местах в и эксплуатируются в тяжелых природных условиях, затраты на их сооружение и обслуживание весьма велики, но тем не менее - это наиболее дешевый способ транспортировки газа.
2
2
Известна система для транспортировки природного газа, разработанная в компании «Криогаз» (АА.Беляев, «Перспективы сжиженного природного газа», http://www.rgsg.ru/art.php?id_art=183_) Она включает в себя магистральный трубопровод с компрессорными станциями, которые поднимают давление газа в трубопроводах с 35 до 55, а потом и до 75 кг/см, установку по сжижению природного газа за счет его дросселирования, где происходит сжижение газа, который затем в контейнерах-криостатах доставляют к месту потребления. Сжиженный природный газ (СПГ) газифицируют на газораспределительной станции и при давлении порядка 6 кг/см направляют потребителю. Несмотря на то, что процесс сжижения уменьшает объем топлива в 600 раз (в 35 куб. метрах СПГ находится около 18 000 куб. метров обычного газа) эта система транспортировки имеет ограниченное применение из-за необходимости иметь контейнеры-криостаты и транспорт для их доставки потребителю - морской или наземный. К недостаткам транспорта природного газ по трубопроводам относится огромная металлоемкость трубопроводов, большая протяженность сварных швов (в 1,5 раза больше протяженности трубопровода), коррозия трубопроводов и особенно сварных
2
2
2
швов, что приводит к нарушению герметичности газопровода. В случае проведения ремонтных работ, как правило, связанных со сварными работами, возникают проблемы взрыво-пожаробезопасности. Необходимо перекрывать (отсекать) ремонтный участок задвижками, которые находятся друг от друга на большом расстоянии. Продувать его воздухом, сбрасывая метан в атмосферу. После проведения ремонта по специальной технологии заполнять этот участок метаном, обеспечивая взрывобезопасность. При прокладке газопровода необходимо использовать тяжелую технику. Особенно сложно такие трубопроводы прокладывать в условиях Сибири, а так же при прокладке трубопроводов под водой через большие реки и по дну морей. В настоящее время максимальное давление метана в газопроводах 75 кг/см (при этом давлении и температуре 20°С плотность метана не высокая и составляет 3,5 моль/л). Существуют ограничения по прочности трубопроводов с большим диаметром. Анализ проведенный специалистами «Газпрома» показывают, что исходя из реальности создания в перспективе трубопроводов на давление 100 кг/см можно увеличить плотность (а следовательно и массовый поток) прокачиваемого метана до 14,8 моль/л (более чем в 4 раза), но для достижения такой плотности при указанном давлении метан (и весь трубопровод) необходимо охлаждать до температуры -65°С. Последнее условие делает проблемным создание такого трубопровода. При температуре 20°С плотности метана 14,8 моль/л соответствует давление 350 кг/см, трубопроводы на такое давление по традиционной технологии создать невозможно.
Техническим результатом, на которое направлена полезная модель является повышение эксплуатационных свойств устройства для транспортировки газа за счет повышения безопасности его транспортировки, возможности повышения давления газа до сверхвысоких значений, простота прокладки газопровода и его ремонта за счет заменяемости участков трубопроводов, низкая материалоемкость трубопровода.
Для достижения указанного результата предложено устройство для транспортировки газа, состоящее из магистрального трубопровода с компрессорными станциями, станции по снижению давления газа до потребительского значения, при этом на магистральном трубопроводе дополнительно устанавливают блок повышения давления газа, а магистральный трубопровод повышенного давления выполняют в виде пучка полых капилляров.
При этом блок повышения давления газа может быть выполнен в виде компрессора.
При этом блок повышения давления газа может быть выполнен в виде установки по сжижению газа и испарительной установки.
Трубопровод выполнен из пучка полых капилляров, помещенных в оболочку.
На фиг.1 представлена общая схема устройства для транспортировки газа, где
1 - магистральный трубопровод повышенного давления из капилляров;
2 - система соединения трубопровода с коллектором;
3 - коллектор газа;
4 - запорная арматура;
5 - датчик давления;
6 - блок повышения давления
7 - соединительный коллектор или быстроразъемные соединения трубопровода, для сочленения трубопроводов при прокладке многокилометровых газопроводов.
На фиг.2 показано сечение А-А трубопровода из капилляров, где
8 - капилляры;
9 - оболочка трубопровода.
2
2
Сущность полезной модели заключается в том, что предложено выполнить часть магистрального трубопровода 1 для транспортировки газа из пучка полых капилляров 7. Такое выполнение позволит поднять давление прокачиваемого газа до 3170 кг/см - в случае сжижения газа или до 320 кг/см в случае использования компрессора. Капилляры 8 выполняют из стекла, кварца, полимеров - материалов не подверженных коррозии, и способных выдерживать высокое давление без разрыва, следовательно, требование к материалу оболочки трубопровода 9 снижаются, снижается риск разрушения трубопровода, что повысит эксплуатационные свойства устройства.
Технология производства капилляров из стекла, кварца, полимеров освоена промышленностью, которая производит как единичные капилляры протяженностью несколько километров, так и пучки капилляров, содержащих миллионы капилляров. Капилляры и пучки капилляров имеют высокую гибкость, что позволяет транспортировать и прокладывать трубопроводы, используя бухты, аналогично бухтам кабелей связи.
Устройство работает следующим образом.
2
2
2
2
В систему перекачки природного газа, представляющую собой магистральный трубопровод с компрессорными станциями включают блок повышения давления 6. Он может представлять собой компрессор, выпускаемый промышленностью, который позволит поднять давление газа до 320 кг/см. По второму варианту газ, транспортируемый по магистральному трубопроводу с давлением 75 кг/смдросселируют, переводя его в сжиженное состояние. Плотность сжиженного газа 450 г/л (28,125 моль/л), газифицируя его - переводя из жидкости с температурой - 161°С в газ с температурой 20°С при той же плотности в испарительной установке, можно получить давление газа 3170 кг/см. Используя это давление, газ по магистральному трубопроводу повышенного давления 1 из капилляров, которые способны выдержать это давление, можно транспортировать на большие расстояния к потребителю, где давление газа снижают до 6 кг/см. В случае прокладки многокилометровых газопроводов трубопроводы соединяют специальными коллекторами 3 высокого давления или быстроразъемными соединениями 7. Поступление и давление газа регулируют и контролируют запорной арматурой 4 и датчиками давления 5.
Таким образом, такое выполнение устройства для транспортировки газа позволит повысить надежность его эксплуатации при большой протяженности транспортировки.