Экономия природного газа в России

Написал admin Суббота, 29 апрель 2017 12:00

Экономия природного газа в России 

Рациональное использование «голубого топлива» на внутренние нужды нашей страны – не только объективная необходимость, но и требование сегодняшнего дня, поскольку природный газ, как известно, является высококачественным углеводородным горючим, стратегическим природным энергоресурсом и национальным достоянием ныне живущих граждан Российской Федерации и будущих поколений россиян; кроме того, это высоколиквидный товар на мировом рынке.

О добыче газа и газификации страны

По данным Росстата, в 2015 г. в Российской Федерации было добыто около 438 млрд кубометров природного газа, из которых 221,2 млрд кубометров поступило на внутренний рынок страны, а остальное было экспортировано за рубеж. Несмотря на то что количество добытого в 2015 г. природного газа по сравнению с предыдущими годами несколько снизилось, объемы его добычи и внутреннего потребления по прежнему остаются внушительными.

В 2015 г. из потребленного внутри страны природного газа израсходовано:

  • на бытовые нужды 53,1 млрд кубометров (24 %);

  • на обеспечение работы жилищно-коммунального комплекса 35,4 млрд кубометров (16 %);

  • на функционирование энергетики и промышленности 79,6 млрд кубометров (36 %),

  • на прочие нужды 53,1 млрд кубометров (24 %).

На 1 января 2016 г. уровень газификации регионов России в среднем составил 66,2 %, а в сельской местности немногим более 56 %. Сегодня наиболее газифицированы Южный, Центральный и Северо-Западный федеральные округа, где уровень газификации превышает 75 %. Самыми газифицированными городами России являются Казань (96 %), Москва (89 %) и Санкт-Петербург (85 %). В то же время некоторые регионы страны, например Республика Саха (Якутия) и Мурманская область, газифицированы менее чем на 15 %, а Магаданская область вообще не газифицирована. Очевидно, что газификация, или перевод энергетического комплекса страны на использование газообразного топлива и значительное увеличение доли природного газа в топливно-энергетическом балансе нашего государства, требует постоянного увеличения объемов его поставок на внутренний энергетический рынок.


Природный газ, как известно, ресурс невозобновляемый, поэтому его рациональное использование и всемерная экономия внутри страны являются важной стратегической задачей государства. При этом становится очевидным, что чем больше природного газа будет сэкономлено внутри страны, тем больше его можно будет продать за рубеж, пополняя, таким образом, государственную казну. Экономию же природного газа внутри страны можно получить на основе внедрения и использования инновационных ресурсосберегающих технологий, позволяющих более рационально и качественно сжигать этот вид топлива.

Характеристики газа, влияющие на его использование

Известно, что использование любого вида топлива определяется в том числе и его характеристиками, улучшающими или ухудшающими процесс сжигания. Природный газ, как и любое углеводородное топливо, тоже обладает такими характеристиками.


К улучшающим характеристикам, в первую очередь, необходимо отнести агрегатное (газообразное) состояние «голубого» топлива. Любое топливо, как известно, горит только в парообразном состоянии, именно поэтому перед сжиганием, например, жидкого или твердого горючего необходимо сначала произвести процесс его газификации. Для реализации процесса паро­образования в топливных системах используются различные специальные технические устройства, например карбюратор и форсунки. Кроме того, на процесс газификации затрачивается определенное количество выделяемой при горении топлива энергии. Природный газ перед сжиганием перевода в парообразное состояние, то есть газификации, не требует, что повышает эффективность процесса его горения. Именно поэтому газоподающая система топливосжигающих установок более проста в конструкции и эксплуатации, поскольку в ней отсутствуют форсунки, распылители, топливные насосы, подогреватели, дробилки и другие сложные элементы, необходимые для распыления различных негазообразных видов углеводородного топлива перед горением.


К следующей улучшающей характеристике относится отсутствие в составе природного газа тяжелых высокомолекулярных углеводородных соединений, что повышает качественные показатели процесса его сжигания, например, за счет отсутствия на поверхностях нагрева и в элементах выходного тракта топливосжигающих установок большого количества отложений от несгоревшего топлива. Малое количество отложений способствует более интенсивной теплопередаче большего количества энергии от сгораемого топлива, снижению затрат на наружную чистку поверхностей нагрева и увеличению сроков между этими чистками.


Говоря о характеристиках природного газа, нельзя обойти стороной и вопрос его теплотворной способности, калорийности или теплоты сгорания. Сегодня теплотворную способность (калорийность) природного газа принято измерять в объемных единицах кДж / м3, поэтому все расчеты для природного газа проводятся с использованием так называемой объемной калорийности. Не зная этого, большинство людей сравнивают объемную теплотворную способность природного газа (кДж / м3) с весовой (кДж / кг) теплотворной способностью других жидких и твердых энергоносителей, что не совсем корректно. Очевидно, что для правильной и корректной оценки сравнение калорийности (теплоты сгорания) того или иного вида углеводородного топлива должно производиться в одних и тех же единицах измерения.


Для примера сравним калорийность природного газа с наиболее широко используемым для отопления в нашей стране топочным мазутом М-100. Сначала необходимо перевести теплоту сгорания российского природного газа из объемной (38231 кДж / м3), умножив на плотность (0,68‑0,85 кг / м3), в весовую (~45000‑56000 кДж / кг). Затем полученное значение сопоставить с калорийностью топочного мазута М-100 (40610 кДж / кг). Сравнение показывает, что калорийность природного газа в 1,1‑1,4 раза выше аналогичного показателя топочного мазута М-100, что явно в пользу газообразного топлива. Это значит, что для получения одного и того же количества тепловой энергии природного газа требуется сжечь на 10‑40 % меньше, чем топочного мазута, а следовательно, и стоимость единицы тепловой энергии при сжигании газа меньше, чем стоимость единицы той же тепловой энергии при сжигании топочного мазута.

К ухудшающим характеристикам природного газа следует отнести:

  1. Сброс в атмосферу большого количества оксидов азота (NOx). Азот (N) в зону горения поставляется как природным газом («топливный» азот), так и атмосферным воздухом («воздушный» азот). В составе атмосферного воздуха, поступающего на горение, как известно, содержится до 78 % азота. Учитывая, что природный газ сжигается при значительно завышенных коэффициентах избытка воздуха (ά), в воздушный бассейн в составе дымовых газов сбрасывается не менее 83‑85 % оксидов азота, даже несмотря на то, что «топливный» азот в природном газообразном горючем составляет менее 0,2 %.Оксиды азота, образующиеся при сжигании природного газа, имеют высокие концентрации, высокотоксичные и экологически небезопасные и, к сожалению, не единственные загрязнители атмосферы. Сажа, или молекулярный углерод, (С), пусть и в значительно меньших количествах, но присутствует в составе продуктов сгорания «голубого» топлива, что вызвано несовершенством организации процесса горения.
    Таким образом, использование энергокомплексов, сжигающих природный газ, требует дополнительных расходов на обеспечение и поддержание экологической чистоты их топливосжигающих установок, что снижает эффективность использования «голубого топлива».
  2. Высокая взрыво- и пожароопасность. Высокая активность углеводородных молекул, агрегатное состояние и химический состав природного газа могут привести в том числе и к самопроизвольному возникновению и протеканию неконтролируемой реакции окисления или ко взрыву. На практике это означает, что при использовании в качестве горючего природного газа требуется обязательная реализация довольно сложных и дорогостоящих противовзрывных и противопожарных мероприятий, например использование специальной газоплотной арматуры, что в конечном итоге снижает или ограничивает широкое использование «голубого топлива».
  3. Зависимость свойств и агрегатного состояния природного газа от давления и температуры наружного воздуха. Как известно, основной причиной изменений агрегатного состояния, а значит, и свойств различных химических веществ являются перепады температуры и/ или давления, а также изменение влажности окружающей среды. Природный газ также подчиняется этому правилу. Так, при нормальном атмосферном давлении и малой влажности уменьшение температуры наружного воздуха до –25° С и ниже приводит к переходу природного газа из газообразного состояния в жидкую фазу с более высокой вязкостью, следствие чего – прекращение текучести газа по газопроводам, то есть газ становится нетранспортабельным. В то же время подогрев природного газа для восстановления текучести строго запрещен в связи с его высокой взрыво- и пожароопасностью. Существенная зависимость физических свойств «голубого топлива» от внешних условий окружающей среды, возможно, и является основной причиной отсутствия газификации Магаданской области и других северных и северо-восточных регионов России, где в зимний период температура воздуха опускается значительно ниже –25° С.
  4. Необходимость использования жаропрочных материалов. Высокая теплота сгорания российского газа (~45000‑56000 кДж / кг) требует изготовления элементов и деталей зоны горения топливосжигающих установок из жаропрочных, а значит, более дорогих материалов по сравнению с аналогичными изделиями установок, отап­ливаемых жидкими и твердыми видами топлив. Использование природного газа в установках с обычными конструкционными материалами, как показывает опыт эксплуатации, становится причиной прогорания отдельных их элементов и газовыходного тракта. Очевидно, что применение более дорогих материалов в топливо­сжигающих установках, работающих на «голубом топливе», также усложняет его применение, поскольку приводит к удорожанию процесса сжигания.

Технологию сжигания газа необходимо менять

Рациональное использования природного газа с каждым годом приобретает все большую актуальность, что вызвано целым рядом объективных причин. Во-первых, быстрым истощением запасов природного газа в России при его сегодняшних огромных объемах добычи. Так, только в течение 2015 г. из российских недр добывалось не менее 1,2 (!) млрд кубометров газа в сутки. Во-вторых, значительным перерасходом природного газа и «отоплением» им атмосферы, что вызвано использованием устаревшей технологии (12 / 15 частей воздуха на 1 часть газа) его сжигания и заведомо делает технологию сжигания «голубого топлива» малоэффективной, экономически невыгодной. В-третьих, интенсивным антропогенным тепловым и газовым загрязнением воздушного бассейна страны при сжигании природного газа с использованием устаревшей технологии. Так, по самым скромным подсчетам, например, при сжигании всего добытого за 2015 г. в России природного газа по применяемой сегодня технологии в атмосферу будет выброшено более 3300 млрд кубометров (~83 %) оксидов азота (NOx) и более 670 млрд кубометров (~17 %) оксидов углерода (СОх), сажи (С) и других экологически опасных химических элементов, соединений и веществ с температурой не менее 500° С. В-четвертых, сложным финансово-экономическим положением государства, вызванного в том числе падением мировых цен на природные энергоносители и действием экономических санкций против Российской Федерации.


Таким образом, для повышения эффективности сжигания природного газа необходимо внедрение и использование новых технологий его подготовки и сжигания.


  • 1 2

 


Нашли ошибку, выделите её , нажмите ENTER+CTRL и предупредите администратора.
Рейтинг статьи
(0 Голосов)

Похожие новости

  • #1 Среда, 10 май 2017 14:07 написал urevichk

    Вранье в тексте: "Так, при нормальном атмосферном давлении и малой влажности уменьшение температуры наружного воздуха до –25° С и ниже приводит к переходу природного газа из газообразного состояния в жидкую фазу с более высокой вязкостью"

    Цитата  
  • #2 Суббота, 20 май 2017 18:40 написал admin

    Цитата: urevichk
    Вранье в тексте: "Так, при нормальном атмосферном давлении и малой влажности уменьшение температуры наружного воздуха до –25° С и ниже приводит к переходу природного газа из газообразного состояния в жидкую фазу с более высокой вязкостью"

    Есть такое

    Цитата  

Оставь комментарий

Обязательно заполните поля с пометкой (*).

  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent

Подпишись

Ваш кабинет

Спонсоры

» » » » Экономия природного газа в России

Подпишись на новости

Хотите быть в курсе событий на сайте.
Подпишитесь на новости.

Подписка на новости от www.turbinist.ru

Статистика

Анализ веб сайтов

Рейтинг@Mail.ru