Регулирование неравномерности потребления газа
Для регулирования неравномерности газопотребления применяют следующие способы: 1) подземное хранение газа; 2) использование потребителей-регуляторов, которым сбрасывают излишки в летний период; 3) использование сжиженного газа для получения пропан-воздушной смеси в пики потребления; 4) использование аккумулирующей ёмкости последних участков магистральных газопроводов; 5) хранение газа в трубах под давлением; 6) резервные мощности промыслов и газопроводов.
Для каждого из этих способов имеется своя область, в которой применение его наиболее рационально. Оптимальный состав средств регулирования неравномерности газопотребления определяется технико-экономическим анализом.
Для регулирования сезонной неравномерности используют резервную мощность магистральных газопроводов, подземные хранилища и потребители-регуляторы.
Магистральные газопроводы обычно проектируют с коэффициентом загрузки годового графика Кз = 0,85. Это значит, что фактическое количество газа, подаваемое по газопроводу, составляет 85% максимально возможного количества или производительности магистрального газопровода. Т.е. использование резервной мощности магистрального газопровода для полного выравнивания годового графика потребления газа городом или промышленным узлом возможно, если только превышение линии максимальной подачи газа над средней линией годового графика составляет не более 15% максимальной мощности магистрального газопровода.
При регулировании неравномерности годового графика сначала выявляют возможную степень его выравнивания путём использования подземных хранилищ.
Хранилища газа устраивают в выработанных месторождениях нефти и газа, в водоносных горизонтах, в отложениях каменной соли, в изотермических ёмкостях.
Для хранения газа в сжиженном виде используются изотермические хранилища. Такие хранилища позволяют хранить сжиженные газы: при высоком давлении и температуре окружающей среды, если это пропан или бутан; при давлении, близком к атмосферному и при температуре несколько ниже температуры кипения, если это метан или этан (метан - -161.4 ºС, этан - -88.7 ºС).
В периоды наименьшего потребления (провалов) газ закачивают в хранилища, в результате увеличивается суммарное потребление, а в месяцы наибольшего потребления газ отбирают из хранилища и тем самым уменьшают максимум подачи газа магистральным газопроводом.
Если ёмкость хранилищ ограничена, тогда используют потребителей-регуляторов. С помощью этих потребителей можно заполнить только провалы потребления в графике путём подачи потребителям-регуляторам излишков газа. Так как зимой потребители-регуляторы работают на другом топливе, поэтому с их помощью уменьшить максимумы потребления нельзя.
В качестве потребителей-регуляторов используют электростанции, котельные цехи которых имеют двойное топливоснабжение.
Наибольшие трудности представляет удовлетворение суточных пиковых нагрузок, возникающих при значительных снижениях наружных температур (при морозах), т.е. суточной неравномерности отопительной нагрузки. Использование для этой цели подземных хранилищ неэкономично, т.к. с увеличением интенсивности отбора газа резко возрастают капитальные вложения и эксплуатационные расходы в хранилища. Для уменьшения суточной неравномерности отопительной нагрузки приходится вводить ограничения, т.е. прекращать или сокращать подачу газа промышленным предприятиям, переводя их газоиспользующие установки на другой вид топлива. Если использование двойного топливоснабжения для электростанций с сезонным потреблением газа экономически обосновано, то для большинства промышленных предприятий это связано с определённым ущербом.
Рациональное решение рассматриваемого вопроса – это создание станций пикового покрытия неравномерности газопотребления. На таких станциях сооружают изотермические хранилища сжиженного метана или пропана и установки регазификации.Из испарившегося пропана до подачи в газораспределительную сеть приготовляют газовоздушную смесь, которая по теплотехническим характеристикам эквивалентна природному газу. Если на станции хранится сжиженный метан, тогда его после испарения непосредственно подают в сеть.
Часовую, внутрисуточную неравномерность потребления покрывать с помощью подземных хранилищ также неэкономично. Неэкономично использовать и газгольдерные парки, которые по указанным причинам теперь не строят. Для покрытия часовой неравномерности используют аккумулирующую ёмкость последних участков магистральных газопроводов.
Участок газопровода от последней компрессорной станции (КС) до ГРС представляет собой систему с неустановившимся движением газа. Массовый расход газа в разных сечениях газопровода различен. Последняя КС подаёт в магистраль почти постоянное количество газа, а потребление газа переменное. Это позволяет использовать последний участок магистрального газопровода в качестве аккумулирующей ёмкости для покрытия неравномерности потребления газа в течение суток. Перед ГРС города днём при максимальном потреблении газа давление его снижается до 1.5…1.6 МПа, а ночью при минимальном потреблении давление газа повышается до 4…5 МПа. Это значит, что последний участок магистрального газопровода работает как аккумулирующая ёмкость.