Авторы

Анализ технических решений в области транспорта и хранения сжиженного природного газа

DOI: 10.17586/1606-4313-2019-18-3-15-22
УДК 621.643.07:621.642.07

Анализ технических решений в области транспорта и хранения сжиженного природного газа

Воронов В.А., Карякина Е.Д., Ахмеров Э.В.

Аннотация
В связи с быстрым ростом потребления сжиженного природного газа (СПГ) вопросы осуществления его транспорта и хранения становятся все более актуальными. Наибольшее внимание исследователей привлекает транспорт СПГ по трубопроводам, так как он связан с целым рядом проблем, таких как предотвращение образования двухфазного потока по всей длине трубопровода, первоначальное заполнение и захолаживание трубы, подбор материала трубопровода, обеспечивающий необходимый запас прочности и устойчивости, грамотный выбор изоляционного покрытия и т.д. В данной работе проанализированы возможные пути решения этих проблем, описаны различные типы материалов трубопроводов, и предложено использование полимеров в качестве материала трубопровода для транспорта СПГ при низких отрицательных температурах. Предложена последовательная методика гидравлического расчета СПГ-трубопровода. На сегодняшний день хранение крупных объемов СПГ осуществляется в хранилищах изотермического типа. При проектировании систем хранения СПГ необходимо учитывать большое количество факторов, таких как особенности местности, геологии, метеорологии, особые требования по экологии, безопасности и др. В данной работе рассмотрены основные типы применяемых конструкций резервуаров, а также материалов, используемых для их сооружения. Помимо этого, предложен способ подземного хранения, который заключается в сооружении хранилища в толще породы бесшахтным способом. Грунты в условиях крайнего севера на определенной глубине всегда находятся в вечномерзлом состоянии и обладают несущей способностью, позволяющей при определенных условиях сооружать резервуары больших объемов с наименьшими металлозатратами. Для обеспечения охлаждения предлагается применить термосифоны. Сделаны выводы о достоинствах и недостатках предлагаемых технических решений.

Ключевые слова: СПГ, низкотемпературный трубопровод, подземное низкотемпературное хранилище, гидравлический расчет трубопровода СПГ, полимеры, кольцо холода, термосифоны.

Список литературы

1. Малков М.П., Данилов И.Б., Зельдович А.Г., Фрадков А.Б., Справочник по физико-техническим основам криогеники Под ред. М.П. Малкова. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1985. 432 с.

2. McKinnon Colin, Offredi Michael, Ollier Pierre. Camisea offshore loading system – design and construction of Subsea LPG Pipelines // The 28th Annual Offshore Pipeline Technology Conference, Amsterdam, March 2005.

3. Рачевский Б.С. Сжиженные углеводородные газы. – М.: Нефть и Газ, 2009. 640 с.

4. Сафонов В.С. Обоснование режимных параметров технологических трубопроводов комплексов СПГ с учетом требований промышленной безопасности. // Вести газовой науки. 2017. № 1 (29) с. 83-99.

5.Солнцев Ю.И., Пряхин Е.И. Материаловедение: Учебник для вузов. Изд. 4-е, перераб. и доп. – СПб.: Химиздат, 2007. 784 с.

6. Стручков А.С. Хладостойкость и особенности сопротивления разрушению нефтегазовых пластмассовых труб: дис… д-ра техн. наук. – Якутск: Институт неметаллических материалов СО РАН, 2005. 398 с.

7 Бабенко Ф.И., Булманис В.Н., Родионов А.К. Инженерная климатология полимерных материалов // Физико-технические проблемы Севера (ч. II): сборник тр. международн. конф. – Якутск, 2000. С. 62-81.

8. Аношкин А.Н., Поспелов А.Б., Якушев Р.М. Особенности деформирования и разрушения комбинированных полимерных труб при низких температурах // Вестник ПНИПУ. Механика. 2014. № 2 С. 5-28.

9. Рид. Р., Праусниц Дж. Свойства газов и жидкостей: Справочное пособие/Пер. с англ. под ред. Б.И. Соколова – Л.: Химия, 1982. 592 с.

10. Земенков Ю.Д. Газовые сети и газохранилища – М.: ИРЦ Газпром, 2004. 360 с.

11. Воронов В.А., Любин Е.А., Загороднева Е.Ю. Обеспечение экологической и пожарной безопасности хранения сжиженного природного газа в криогенных резервуарах // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2015. №S7. с. 759-767.

12. Краснова В.С., Мартынюк В.Ф.Барьеры безопасности на хранилищах сжиженного природного газа // Труды российского государственного университета нефти и газа им. и.м. Губкина. 2011. № 1 (262). с. 154-161.

13. Бармин И.В., Кунис И.Д. Сжиженный природный газ вчера, сегодня, завтра / Под ред. Архарова А.М. – М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. 256 с.

14. J. de Wit. EEMUA recommendations for the design and construction of refrigerated liquefied gas storage tanks, 1988.

15. Saeid Mokhatab, John Y. Mak, Jaleel V. Valappil, David A. Wood.HandbookofLiquefiedNaturalGas. Elsevier Inc., 2014. 590 р.

16. Иванцова С.Г. Анализ технических решений при изготовлении и строительстве мембранных изотермических резервуаров сжиженного природного газа // Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ. 2018. № 2. с. 44-48.

17. Федорова Е.Б. Современное состояние и развитие мировой индустрии сжиженного природного газа: технологии и оборудование. – М.: РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2011. 159 с.

18. Eui-Seob Park, So-Keul Chung, Dae-Hyuk Lee and Taek-Gon Kim. Innovative Method of LNG Storage in Underground Lined Rock Caverns // Natural Gas Extraction to End Use. 2012. p. 159-180.

19. Ананьев В.В. Термостабилизация грунтов с помощью низкотемпературных природных хладагентов // Решетневские чтения 2017. с. 61-62.

20. Ананьев В.В. Моделирование двухфазного термосифона // Решетневские чтения 2015. с. 62-65.

21. Комаров И.А., Ананьев В.В., Бек Д.Д. К проблеме использования хладоресурса сжиженного природного газа для целей термостабилизации грунтов. // Криосфера Земли. 2015. Т. XIX, № 2. с. 75-80.

Читать статью полностью