Источники загрязнения магистральных газопроводов

Рис. 1.3. Завод по очистке газа и получения сжиженных газов.

Рис.1.2. Завод сероочистки газа и получения серы.

Рис. 1.1. Часть территории установки комплексной подготовки газа на месторождении.

Для оценки качества природного газа, транспортируемого по магистральным газопроводам и подаваемого потребителям, используют следующие показатели.

Содержание влаги в газе. Способствует коррозии газопровода и оборудования компрессорных станций, а также образованию кристалло-гидратов. Для предотвращения образования необходимо, чтобы точка росы газа по влаге была на 5-7 градусов ниже наиболее низкой температуры газа при его транспортировке по газопроводу. При этом механических примесей не должно превышать 0,1г/100м³, сероводорода не более 2г/100м³, кислорода не более 1%.

Точка росы по углеводородам. Наличие в газе конденсирующихся углеводородов приводит при определённых термодинамических условиях к выделению конденсата, что снижает пропускную способность магистрального трубопровода и увеличивает потребную мощность компрессорных агрегатов. Современные сорбционные процессы – процессы поглощения из газа определённых фракций, позволяют выделить тяжёлые углеводороды до точки росы (313 °К). Такая глубина извлечения позволяет наиболее полно использовать углеводороды для получения сжиженных газов, газовых бензинов и других продуктов.

Содержание сероводорода. Наличие в газе сероводорода способствует развитию коррозии внутренней поверхности газопровода и газоперекачивающих агрегатов, арматуры, загрязнению атмосферы помещений токсичными продуктами.

Содержание механических примесей. Механические примеси, содержащиеся в газе, способствуют развитию эрозии, износу трубопровода и ГПА, а также засоряют контрольно-измерительные приборы и увеличивают вероятность возникновения аварийных ситуаций на компрессорных станциях (КС), газопроводах и газораспределительных станциях (ГРС).

Содержание кислорода. В природных газах кислород отсутствует, но при строительстве или ремонте газопровода кислород может оказаться в трубопроводе при недостаточной продувке газопровода. Наличие кислорода в природном газе приводит к образованию газовоздушной смеси (ГВС), являющейся взрывоопасной или выделению элементарной серы при наличии сероводорода.

Содержание двуокиси углерода. В сухом газе СО₂ образует балластную смесь, снижающую калорийность газа. В природных газах, транспортируемых по газопроводам, содержится относительно небольшое количество СО₂. По технико-экономическим данным содержание СО₂ в газе не должно превышать 2%.

Содержание меркаптановой и общей серы. Меркаптановую серу в небольших количествах в качестве одоранта вводят в газ для придания ему запаха. Установленная норма содержания одоранта в газе обусловлено необходимым уровнем запаха и составляет 16г на 1000м³ газа. Наличие в газе органической серы более 30-50мг ограничивает возможность его использования без доочистки для химических процессов.

Число Воббе – основной показатель качества газа, используемого в бытовых горелочных устройствах. Он определяет режим горения газа в бытовых приборах, взаимозаменяемость газа переменного состава для обеспечения нормального режима горения.

Число Воббе W учитывает взаимосвязь теплоты сгорания газа q и плотности газа по отношению к воздуху Δ: . Число Воббе для газовых и газоконденсатных месторождений находится в пределах 40195÷50244 кДж/м³, для нефтяных месторождений - 46057÷60711кДж/м³.

Исходя из условий нормальной работы газовых приборов, установлено номинальное значение числа Воббе природного газа транспортируемого по основным магистральным газопроводам Единой Системы Газоснабжения Страны (ЕСГС) и составляет от 11000 до 12000 кДж/м³.

Анализ загрязнений внутренней полости газопроводов позволил установить, что загрязнения представляют собой сложную многокомпонентную смесь, состоящую из пластовой, конденсационной и поверхностной вод, углеводородного конденсата, эмульсий, механических примесей, минеральных масел, органических кислот, солей двух- и трёхвалентного железа, метанола гликолей. На рис. 1.3. показан завод по очистке газа и получения сжиженных газов.

Для повышения гидравлической эффективности и надёжности работы газопроводов, периодически производят продувку и очистку внутренней полости трубопроводов очистными устройствами (поршнями). При строительстве газопроводов предусматривают установку узлов запуска и приёма очистных устройств, локальное повышение скорости газа и др.

При эксплуатации магистральных газопроводов значительные трудности создаёт запылённость газа, т.е. наличие мелких твёрдых частиц, не подвергшихся удалению при очистке газа из-за малых размеров. Установлено, что износ рабочих колёс центробежных нагнетателей прямо пропорционален содержанию пыли в газе. Наибольшую эрозию металла рабочих колёс нагнетателя вызывают фракции пыли размером более 20мкм. При воздействии смоченной пыли на металл интенсивность эрозии возрастает.