Способ хранения и поставки природногогАзА Советский патент 1981 года по МПК F25J3/00 

Изобретение относится к способам хранения газа в подземных газохрани лищах. Известен способ хранения газа в подземном газохранилище, при котором в хранилище закачивают буферный газ и при отборе одного газа производят нагнетание другого газа ij. Недостатки данного способй заклю чаются в затрате энергии не только на закачку в хранилище, но и на отбо газа. Происходит смешение различных газов при отборе. Кроме того, не обеспечивается возможность хранения большой массм газа в существующем объеме хранилища. Известен также способ подземного хранения газа с охлаждением в градир не сжатого компрессором газа до температур на 10-15° выше окружающей среды с целью удаления компрессорног масла от газа, ;закачиваемого в хранилище, а также для устранения темпер турной деформации фонтанной арматуры 2. Основным недостатком этого способа являет.ся то, что в хранилище поме щается меньше газа, чем возможно. Цель изобретения - увеличение массы хранимого газа. Поставленная цель достигается тем, что в способе хранения и поставки природного газа, включающем подачу сжатого в компрессорах газа в подземное хранилище и выпуск его в газопроводную сеть после хранения, газ до подачи в хранилище охлаждают в теплообменнике до плюс минус 80°С. Указанный в формуле изобретения температурный интервал обосновывается тем, что охлаждение газа до температуры, соответствующей большему значению (+20°С) указанного диапазона, можно осуществить с помощью окружающей среды (воды, воздуха). Однако подобное охлаждение требует больших поверхностей теплообмена, энергии для привода циркуляционных насо.сов и вентиляторов, а также большого расхода охлаждающей воды. При этом имеет место незначительное увеличение массы хранимого газа, так как такой же охладительный эффект достигается в результате теплоотдачи от газа к окружающему подземное хранилище грунтовому массиву. Охлаждение природного газа ниже температуры () указанного диапазона нецелесообразно, так как газ конденсируется и после поступления в хранилище испаряется за счет тепла, отнятого из окружаквдего грунтового массаива. При этом объем резко увеличивается (до 50 раз), следовательно увеличивается и давление в хранилище, что создает аварийную ситуацию. Во избежание этого приходится постоянно выпускать газ из хр нилища раньше намеченного срока, Таким образом, охлаждение природного газа до температур ниже мзлнус 8 нецелесообразно из-за сжижения, что требует большого расхода энергии и средств. Закачиваемый в хранилище газ будет охлаждаться до гданус , что обеспечивает увеличение массы храни мого газа на 30%, что равнозначно 300000 м физического объема подземных газохранилищ, подготовка которых потребует 1,5 млн. руб. капитальных вложений и около 5 лет строи тельных работ. Таким образом, внедрение предлагаемого способа позволяет отказатьс от подготовки новых газохранилищ ук занного объема. Проведенные расчеты для подземны газохранилищ проверены с помощью на турных исследований тех хранилищ, в которых были зафиксированы изменения давления в зависимости от време ни наполнения и массаа закачиваемого в хранилище газа. Сравнения результ тов теоретических и натур{шх исслед ваний показали, что погропность не превышает 5-8%. Пример. Объем хранилища V 100000 м . Объем, описываекый поршнями компрессора для первой ступени 1500 муч, для второй ступени соответственно 650 коэф11 1Циент объемных потерь компрес сора из-за утечек Хц 0,98, давление всасываемого компрессором газа равно 25 атм, масса буферного газа, имеющегося в хранилище до наполнения, 1808000 кг, удельная теп лоемкость газа 0,43 Kr.nJffl- телшература грунтового массива в начале процесса наполнения 313°С (на глубине 900 м). Также приводим расчеты, проведенные на ЭВМ для известного режима, когда закачиваемый в хранилище газ охлаждается окружающей средой (водой) до температуры , и для одного из режимов по предлагаемому способу, когда газ охлаждается до температуры перед закачкой в хранилище. Как видно из расчетов, при охлаждении закачиваемого газа по известному способу до Т З43тс, расчетное давление 125 атм в хранилище достигается через 271 ч после начала закачки, температура в хранилище 369°К,масса газа 6355000 кг.. При охлаждении закачиваемого газа до Т 243к продолжительность закачки составляет 343 ч, а температура в хранилище 314,6 К и масса газа 7452000 кг. Сравнение значений двух масс газа показывает, что в случае охлаждения газа до Т 243°К, масса хранимого газа увеличивается на 10224040 кг, что равнозначно постройке новых хранилищ с сумгчарным физическим объемом 150000 м. 1 Формула изобретения Способ хранения и поставкиприродного газа, включающий подачу сжатого газа в подземное хранилище и выпуск его в газопроводную сеть, о т л ичаю11 ийся тем, что, с целью увеличения массы хранимого газа, последний до подачи в хранилище охлшкдают в теплообменнике до плюс 20с - минус 80°С. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе If Авторское свидетельство СССР № 398803, кл. F 17 С 5/00, 1973. 2. Ширковский А. И. и Задора Г. И. Добыча и подземное хранение газа. М., Гостехиздат, 1974, с. 135-138 (прототип).