Использование мобильных компрессорных станций для сохранения газа при проведении ремонтных работ на магистральных газопроводах
Проблема экономии топливно-энергетических ресурсов и охраны окружающей среды — одна из ключевых на сегодня. Она определяет значимость и актуальность реализации энергосберегающих и ресурсосберегающих проектов, направленных на минимизацию экологических рисков и повышение экологической безопасности.Для решения данной задачи реализуется проект ПАО «Газпром» по использованию мобильных компрессорных станций для выработки газа из ремонтируемого участка в смежный или параллельный участок газопровода. Их применение соответствует высоким экологическим стандартам и способствует минимизации объемов стравливаемого газа с максимальным экономическим и экологическим эффектом.Проект реализуется в масштабах Единой системы газоснабжения ПАО «Газпром». С ноября 2019 г. на объектах газотранспортных дочерних обществ ПАО «Газпром» с использованием мобильных компрессорных станций проведено 234 перекачки и сохранено 604 млн м3 природного газа.
ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ
Мобильная компрессорная станция (МКС) — это комплекс основного и вспомогательного оборудования. Основное оборудование — это две мобильные установки с компрессором высокого давления LMF 600 кВт (Австрия) и двигателем Caterpillar 749 кВт (США). Оно включает компрессорный агрегат, газопоршневой привод, запорно-регулирующую и предохранительную арматуру, систему автоматики и управления, систему подготовки топливного и пускового газа, рукава высокого давления, подводящие и отводящие трубопроводы, манифольды всасывания и нагнетания, системы газоотвода и глушения звука двигателя, маслосистемы, системы пожаротушения, отопления, вентиляции, электроснабжения, обнаружения утечек газа и другое вспомогательное оборудование.
Основное оборудование соответствует техническим требованиям и стандарту. В соответствии с указанными документами для оценки экономической эффективности проекта главными критериями выбора моделей МКС стали технические требования к ним, утвержденные действующими нормативами. Комплект вспомогательного оборудования МКС включает следующее.Автомобиль бортовой на грузовом шасси «КамАЗ» с кран-манипуляторной установкой (КМУ) и двухосным бортовым тентованным прицепом. Назначение бортового автомобиля: перевозка технологической обвязки МКС, манифольдов всасывания и нагнетания, контрольно-измерительных приборов, запорной арматуры; КМУ предназначена для разгрузки и раскладки технологической обвязки.Технологическая обвязка МКС обладает быстроразъемными соединениями, что позволяет производить монтаж трубопроводной обвязки без сварки. Длина трубопроводной обвязки — более 200 м, это обеспечивает соединение с узлами подключения МКС на крановых узлах из выводимого в ремонт участка газопровода в действующий участок. Все элементы технологической обвязки МКС испытаны в заводских условиях на давление не менее 1,25 от максимального в линии нагнетания МКС.
Манифольд на двухосном тентованном прицепе с бортовой платформой предназначен для соединения трубопроводной обвязки с МКС и с ремонтируемым и действующим участками газопровода.Манифольд для всасывания (внутренний диаметр трубы DN — 200 мм, номинальное давление PN — 7,4 МПа) имеет штуцеры DN 125 мм и DN 150 мм для соединения с трубопроводами от кранового узла и МКС, штуцер DN 50 мм для продувочной свечи, штуцер под манометр, шаровой кран DN 150 мм, фильтр, манометр.Манифольд для нагнетания (DN 200 мм, PN 7,4 МПа) имеет штуцеры DN 125 мм и DN 150 мм для соединения с трубопроводами от компрессорной установки и мобильной компрессорной установки (МКУ), штуцер DN 50 мм для продувочной свечи, штуцеры под манометр и термометр, шаровой кран DN 150 мм, обратный клапан DN 150 мм.Передвижная авторемонтная мастерская (ПАРМ) на шасси грузового автомобиля «КамАЗ» и передвижной жилой модуль на шасси прицепа. Передвижная авторемонтная мастерская предназначена для размещения оператора МКС на период производства работ, освещения площадки МКС, перевозки расходных материалов, запасных частей, технологических жидкостей, а также инструмента для проведения монтажа трубных соединений и несложных ремонтов оборудования МКС. В состав ПАРМ входит спутниковое оборудование и система видеонаблюдения. Для организации связи в проекте используется передвижная антенна Ка-диапазона и модем производства Gilat (Израиль). Самонаводящаяся антенна диаметром 98 см установлена на ПАРМ. Развертывание и автоматическая настройка на спутник занимают около минуты. Скорость передачи данных обеспечивает просмотр видео в высоком разрешении.
Все оборудование МКС расположено на колесной базе, автономно и позволяет производить работы без привлечения сторонних организаций. Новизна представленной технологии определяется созданием современного способа сохранения газа в дополнение к уже существующим (выработка газа для потребителей через газораспределительную станцию, выработка газа на газоперекачивающий агрегат, перепуск газа в смежные или параллельные участки газопроводов), позволившего решить задачу по увеличению объема сохраняемого газа на объектах ПАО «Газпром».
ТЕХНОЛОГИЯ СОХРАНЕНИЯ ГАЗА
Традиционный технологический цикл производства работ по перекачке газа занимает 14 дней. Использование гибких рукавов высокого давления и быстроразъемных соединений для монтажа технологической обвязки МКС позволило сократить этапы подготовительных и завершающих работ. Таким образом, общий технологический цикл сократился до 9 дней. Перед производством работ по перекачке газа необходимо выполнить монтаж подключения МКС в зависимости от способа перекачки (в параллельный или в смежный газопровод). Далее проводится установка техники на месте проведения работ. Осуществляется монтаж технологической обвязки, соединение манифольда, компрессора и узлов подключения МКС на крановых узлах с помощью труб с быстроразъемными соединениями и рукавами высокого давления.
Затем из МКУ и технологической обвязки вытесняется воздух путем продувки природным газом. Вытеснение воздуха завершают при достижении объемной концентрации кислорода в природном газе не выше 0,9 %. На следующем этапе технологическую обвязку МКУ заполняют природным газом до давления 2,0 МПа, проверяют герметичность быстроразъемных соединений, после чего производят дальнейший подъем давления природного газа во входном шлейфе, входном манифольде и в выходном шлейфе, выходном манифольде до величин, равных рабочим давлениям в выведенном из работы участке и в действующем участке газопровода соответственно.
Производство работ по перекачке газа ведется в газопроводах с рабочим давлением до 7,4 МПа. Перекачка происходит вплоть до достижения давления 1,0 МПа в выводимом в ремонт участке газопровода.Завершающим этапом работ по перекачке газа является демонтаж шлейфов и сборка оборудования. В процессе все показатели МКС фиксируются в электронном журнале перекачек газа в автоматизированном рабочем месте, которое находится в ПАРМ. Управление и регулировка параметрами МКУ осуществляется через пульт дистанционного управления. При помощи спутникового оборудования и видеонаблюдения, установленного в ПАРМ, диспетчерское подразделение отслеживает производство работ по перекачке газа. Во время их проведения оборудование (компрессор, ПАРМ, манифольд) находится в охранной зоне газопровода. Контроль параметров ведется круглосуточно бригадой МКС. Ключевая особенность используемой технологии заключается в мобильности, автономности и высокой производительности комплекса, позволяющих проводить работы по перекачке газа в любой точке, даже вдали от крупных производственных и жилых объектов.
ПРИМЕНЕНИЕ И ЭФФЕКТЫ
Сохранение природного газа с использованием МКС — это масштабная программа по снижению экологических рисков и повышению энергоэффективности, в которой участвуют 13 газотранспортных дочерних обществ ПАО «Газпром». Единый поставщик услуг по сохранению газа с использованием МКС — ООО «Газпром инвестпроект», для реализации программы создана компания специального назначения — ООО «Газпром МКС». Инвестиционное решение по проекту было принято в октябре 2017 г. по результатам согласования технико-экономического обоснования (ТЭО), подготовленого ООО «Газпром инвестпроект». При подготовке ТЭО были изучены факторы (методы выработки газа, их доступность и возможности на разных участках газопровода, давление в трубе и др.), влияющие на объемы стравливания в атмосферу природного газа при проведении ремонтных работ с 2009 по 2016 г. На основании этого определен потенциальный объем спасаемого при помощи МКС газа.На сегодняшний день ежегодный планируемый к сохранению объем — более 700 млн м3. Для достижения данных показателей в проекте предусмотрено централизованное управление парком из 10 МКС проектной компанией — ООО «Газпром МКС».
Впервые технология была применена на объектах ООО «Газпром трансгаз Югорск». В зоне производственной деятельности Пелымского линейного производственного управления магистральных газопроводов при помощи МКС сохранили 2,7 млн м3.В 2020 г. работы продолжились на объектах 11 газотранспортных дочерних обществ ПАО «Газпром». За год было проведено 200 перекачек и сохранено 500 млн м3 газа. Это обеспечило снижение парниковых выбросов — 8,5 млн т СО2-эквивалента. Проект по сохранению природного газа с использованием МКС — эффективное бизнес-решение, которое обладает высоким потенциалом развития в текущей деятельности ПАО «Газпром», соответствует экологическим стандартам и решает задачу по минимизации объемов стравливаемого газа с максимальным экономическим и экологическим эффектом.
Источник: «Газовая Промышленность»