Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ВЫПОЛНЕНИЯ РЕМОНТНЫХ РАБОТ НА ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СТАНЦИИ МАГИСТРАЛЬНОГО ГАЗОПРОВОДА БЕЗ ПРЕКРАЩЕНИЯ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЯ

Предлагаемое изобретение относится к газовой отрасли, конкретно к транспортировке природного газа (ПГ) по магистральным газопроводам (МГ), к способам обеспечения ПГ потребителя, и может быть использовано при выполнении аварийных, профилактических и ремонтных работ на газораспределительных станциях (ГРС).

В настоящее время при проведении аварийных, ремонтных, профилактических работ, как правило, производится остановка ГРС, с обязательным уведомлением потребителя о прекращении подачи газа. Известен способ ремонта ГРС, в котором бесперебойное газоснабжение потребителя обеспечивается от соседней (смежной) ГРС. Такая схема применима только в случае замкнутой газораспределительной системы и только при наличии ПГ в подводящем газопроводе.

Известен способ ремонта ГРС, в котором для предотвращения прекращения газоснабжения потребителей производят переключение потока газа в обход ГРС через обводную линию (байпас), соединяющую газопроводы входа и выхода ГРС, обеспечивающую кратковременную подачу газа потребителю (п. 9.2.2 СТО Газпром 2-3.5-051-2006). Такая схема имеет ряд недостатков: направлять поток газа через байпас допускается только в течение непродолжительного промежутка времени, газ потребителю поступает ненадлежащего качества (что может вызывать отказы газоиспользующего оборудования потребителя) и только при наличии ПГ в подводящем газопроводе.

Для бесперебойного газоснабжения потребителей на период ремонтных работ возможно использование временных узлов редуцирования или «передвижных Мини-ГРС» (п. 9.1.11 СТО Газпром 2-3.5-051-2006), недостатком данного технического решения является необходимость наличия достаточной по размерам площадки для ее размещения, ограничения по производительности (не более 10 тыс. м³/ч), а также наличие ПГ в подводящем газопроводе.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является, на наш взгляд, способ, описанный в книге под редакцией Басниева К.С. Энциклопедия газовой промышленности. Издание 4, Москва, Акционерное общество «ТВАНТ», 1994 г., стр. 480 - прототип. В указанном способе для обеспечения возможности снабжения потребителей газом во время ремонтных работ к месту проведения ремонтных работ доставляется сжиженный природный газ (СПГ) в мобильном регазификаторе. Каждый регазификатор соединен с резервуаром, изолированным на основе вакуума, а вся установка смонтирована на автоприцепе. Качество подаваемого газа корректируется подачей жидкого азота в резервуар, а его одоризация обеспечивается подачей одоранта в резервуар. Используемые в способе регазификаторы являются атмосферными: источник тепла - атмосферный воздух. Большая поверхность теплообмена создается оребренными трубками, а производительность регазификатора изменяется в зависимости от атмосферных условий (Фиг. 1).

К недостаткам прототипа следует отнести сравнительно высокую себестоимость СПГ, производимого на заводах, как правило, размещаемых на месторождениях, весьма удаленных от места использования, с высокими энергозатратами на его производство и доставку к месту применения. Недостатком также является способ корректировки качества регазифицированного ПГ, при котором добавка жидкого азота позволяет корректировать теплотворную способность ПГ только в сторону ее понижения.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является бесперебойная подача газа потребителю во время ремонтных работ на ГРС путем упрощения и удешевления производства и транспортирования СПГ.

Поставленная задача достигается за счет того, что в способе выполнения ремонтных работ на ГРС МГ без прекращения газоснабжения потребителя, в котором подлежащую ремонту ГРС отключают, выводят в ремонт, ПГ доставляют в криогенной транспортной емкости, регазифицируют, подают через врезку в распределительный газопровод потребителю, предусмотрены следующие отличия. ПГ отбирают из МГ, относящегося к той же газотранспортной сети, что и ремонтируемая ГРС, на входе технически исправной ГРС подвергают адиабатическому расширению с совершением внешней работы для генерирования холода, необходимого для перехода ПГ в жидкую фазу, отделяют ее от газовой фазы для получения СПГ, который перегружают в криогенную транспортную емкость и перевозят к подлежащей ремонту ГРС,

В предлагаемом способе отбираемый из МГ ПГ дросселируют для генерирования холода, необходимого для перехода ПГ в жидкую фазу.

В указанном способе ПГ может быть пропущен через детандер для генерирования холода, необходимого для перехода ПГ в жидкую фазу.

В способе привезенный СПГ для подачи через регазификатор в распределительный газопровод нагнетают за счет давления, возникающего при испарения части СПГ в специальном теплообменнике-испарителе. Также СПГ можно нагнетать при помощи криогенного насоса.

В указанном способе привезенный ПГ может быть регазифицирован при помощи атмосферного регазификатора. Кроме того, ПГ может быть регазифицирован при помощи внешнего источника тепла (электрического нагревателя, продуктов сгорания ПГ или промежуточного теплоносителя, например, из системы централизованного теплоснабжения).

Также в способе газ может быть одорирован перед подачей в сеть.

В указанном способе регазифицированный и подогретый газ может быть редуцирован.

Кроме того, в способе выходное давление регазифицированного ПГ перед подачей в сеть может быть обеспечено давлением газовой подушки в криогенной емкости или за счет регулирования подачи криогенного насоса.

Техническим результатом является бесперебойное обеспечение потребителя газом во время ремонтных работ малозатратным способом.

Для пояснения сущности предлагаемого технического решения представлены:

фиг. 1 - передвижная установка регазификации (прототип);

фиг. 2 - схема способа выполнения ремонтных работ на ГРС, на которой приняты следующие обозначения:

1 - магистральный газопровод,

2 - действующая исправная ГРС,

3 - труба для отвода ПГ,

4 - детандер,

5 - криогенное хранилище для СПГ,

6 - криогенный насос,

7 - криогенная транспортная емкость,

8 - газовоз,

9 - криогенный насос,

10 - специальный испаритель-регазификатор,

11 - регазификатор,

12 - подогреватель,

13 - регулятор давления,

14 - одоризатор,

15 - подлежащая ремонту ГРС,

16 - выходной кран ГРС.

Предлагаемый способ используется в следующем порядке. Подлежащую ремонту ГРС 15 отключают, выводят в ремонт. ПГ отбирают из магистрального газопровода 1 на входе в технически исправную действующую ГРС 2, предпочитая наименее удаленную от подлежащей ремонту ГРС 15, относящуюся к той же газотранспортной сети, что и ремонтируемая ГРС 15. Отобранный ПГ пропускают через детандер 4, где ПГ подвергают адиабатическому расширению с совершением внешней работы для генерирования холода, необходимого для перехода ПГ в жидкую фазу, отделяют ее от газовой фазы для получения СПГ. При этом сопутствующую газовую фракцию (несжиженную часть потока) направляют через трубу 3 в газовую сеть, предварительно пропустив ее через теплообменник для охлаждения ПГ, идущего на сжижение.

Существенная часть сжижаемого потока переходит в жидкую фазу, которую сливают в криогенное хранилище для СПГ 5. Далее СПГ перегружают из хранилища 5 в криогенную транспортную емкость 7 при помощи криогенного насоса 6 или под действием гидростатического столба жидкости, или под действием избыточного давления в паровой подушке хранилища 5 и на газовозе 8 доставляют к подлежащей ремонту ГРС 15. Здесь СПГ из транспортной криогенной емкости 7 в атмосферный испаритель-регазификатор 11 нагнетают за счет давления, возникающего при испарении части СПГ в специальном теплообменнике-испарителе 10 или при помощи криогенного насоса 9. В регазификаторе 11 СПГ нагревается за счет атмосферного тепла. При этом сжиженный газ переходит в газообразную фазу (регазифицируется) и затем нагревается до температуры, близкой к температуре окружающей атмосферы.

Далее для получения необходимых параметров температуры и давления регазифицированный ПГ пропускают, если это необходимо, через подогреватель 12 и узел редуцирования 13. После, если это необходимо (для промышленных предприятий газ одорировать не требуется), газ пропускают через одоризатор 14 и подают в распределительный газопровод потребителю через врезку в распределительный газопровод (после выходного крана ГРС 16).

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является то, что при описанном выше способе ремонта ГРС обеспечивается бесперебойная подача газа потребителю малозатратным, экономичным способом: ПГ сжижается за счет перепада давления между магистральным и распределительным газопроводами на ГРС и доставляется на небольшие расстояния. ПГ отбирается из одной и той же газотранспортной системы, поэтому нет необходимости корректировать его теплотворную способность, а состав ПГ идентичен поставляемому ранее.

Кроме того, описанный способ не требует дополнительных затрат электроэнергии на регазификацию, так как привозной СПГ регазифицируется за счет тепла окружающей среды; для бесперебойной подачи газа потребителю нет необходимости в подборе временного узла редуцирования и подготовки площадки для его установки, а также нет необходимости в использовании обводного газопровода. Описанный способ дает возможность обеспечивать потребителей при отсутствии закольцованной газовой сети, а также при аварии на подводящем газопроводе неограниченное время.

Согласно описанной выше схеме на предприятии заявителя уже несколько лет активно используется предлагаемый к патентованию способ выполнения ремонтных работ на ГРС без прекращения газоснабжения потребителя. При проведении ремонтных работ на ГРС заявителя ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург» за время использования способа потребителю было поставлено свыше 650 т СПГ, что позволило избежать негативных последствий для технологических процессов на газоснабжаемых предприятиях и подтвердило экономическую эффективность способа. Ремонтные работы на ГРС, выполняемые заявителем, в настоящее время проходят совершенно неощутимо для рядовых потребителей ПГ.