Спосіб транспортування стиснутого природного газу

Корисна модель відноситься до нафтогазової промисловості, а саме, до способів транспортування видобутого природного газу до пунктів призначення. Відомі традиційні способи транспортування газу за допомогою мережі промислових і магістральних сухопутних газопроводів, що разом складають газотранспортну систему (ГТС), які полягають в очищені та закачуванні видобутого природного газу у газогін на газовому родовищі і доставки його до пунктів призначення за допомогою ряду компресорних станцій. ГТС являє собою розгалужену систему окремих ділянок з компресорними станціями, які тісно пов'язані між собою. За допомогою магістральних газопроводів з діаметрами труб до 1420мм існує можливість транспортування великих обсягів газу на тисячі кілометрів [див. Трубопроводный транспорт газа. С.А. Бобровский, С.Г. Щербаков, Е.И. Яковлев, А.И. Гарляускас, В.В. Грачёв. М., Наука, 1976, 495с.]. Недоліками такого транспортування є те, що кожна нитка газогону прив'язана до конкретного газового родовища, необхідні проміжні компресорні станції, країна - споживач газу залежить від країн - транзитерів газу. Крім того, будівництво газогону потребує значного часу та великих капіталовкладень. Існує також спосіб транспортування газу за допомогою трубопровідної морської газотранспортної системи (ГТС), який полягає в очищенні та закачуванні видобутого природного газу у газогін на газовому родовищі та подальшу його доставку споживачам газогоном, прокладеним по дну моря (по всій довжині або частково). Крім недоліків, притаманних сухопутному газогону, слід відмітити складні умови прокладки труб по морському дні, які значно підвищують вірогідність аварійних розривів. Також треба враховувати складність ремонту та обслуговування таких газогонів, та той факт, що в морі неможливо побудувати проміжні компресорні станції [див. В.В. Зайцев, А.Е. Еганов, Э.В. Толышев. Технико-экономические вопросы проектирования и строительства систем морской транспортировки газов. - Николаев: издательство ЧП "И.А. Гудым", 2002. - 150с.]. І насамкінець, у зв'язку з вичерпуванням родовищ природного газу у традиційних регіонах видобування, нові родовища віддалені від ГТС на тисячі кілометрів і доставка з них видобутого газу стає досить проблематичною. При цьому, значно зростає вартість транспортування природного газу, що автоматично веде до збільшення кінцевої ціни газу для споживачів. Існує цілий ряд способів транспортування природного стиснутого і зрідженого газу за допомогою транспортних засобів. Найпоширеніший спосіб транспортування природного газу з використанням транспортних засобів - морський транспорт [див. Зайцев В.В., Коробанов Ю.Н. Суда - газовозы. - Л.: Судостроение, 1990. 304с.]. Як найближчий аналог до способу, який заявляється, вибраний спосіб транспортування стиснутого природного газу за допомогою нової проривної технології морського транспортування - CNG (Compressor Natural Gas), яка здійснюватимуться на спеціальних суднах CNG. Особливості цієї технології у тому, що газ не зріджується, а стискається, із-за чого зникають додаткові витрати на процес зрідження газу і підтримки його у такому стані. Природний газ можна завантажувати на судна CNG безпосередньо на газовому родовищі, а розвантажувати – безпосередньо у споживчу мережу. Країна - імпортер газу не пов'язана з якоїсь однією країною - експортером [Придатько А.А. Современные морские газовозы. Проблемы и некоторые решения // Двигателестроение. - 2005. - №1. - С.39-41.]. Недоліком такої технології є великі капіталовкладення у будівництво самих суден CNG, відсутність можливості подальшого транспортування стиснутого газу до споживачів після доставки його до порту розвантажування. У цьому випадку можливе перевантажування газу тільки у сховища або трубопровідну систему. Завданням створення корисної моделі є здешевлення способу транспортування природного стиснутого газу і зниження його кінцевої ціни газу для споживачів за рахунок зменшення собівартості його пересування. Рішенням поставленого завдання є спосіб транспортування стиснутого природного газу, що полягає у заповненні ємностей високого тиску, які розміщені у стандартних морських контейнерах, стиснутим природним газом, і переміщуванні їх морським транспортним засобом до пункту споживання, причому, заповнення ємностей здійснюють підготовленим очищеним стиснутим газом після визначення експрес-методами його теплотворних характеристик на контейнерному терміналі безпосередньо в порту завантаження, а переміщування контейнерів з ємностями до пункту споживання забезпечують без проміжних перекачувань газу з них. Спосіб здійснюється наступним чином. Очищений природний газ під тиском, який є у газовому родовищі (приблизно 20МПа), закачується на контейнерному терміналі безпосередньо в порту завантаження у ємності для стиснутого газу, які розміщені у стандартних морських контейнерах. З метою складання супроводжуючого сертифікату визначають відомими експрес-методами характеристики природного газу, який закачується. Головною якісною характеристикою газу є кількість теплоти, виділена під час повного згоряння одиниці об'єму сухого газу, виміряного за стандартних умов [ДСТУ 4314:2004 "Газ горючий природний. Транспортування. Терміни та визначення понять"]. Розрізняють теплоту згоряння вищу та нижчу. Визначення вищої теплоти згоряння проводять із врахуванням теплоти конденсації водяної пари, а нижчої теплоти згоряння - без врахування теплоти конденсації водяної пари. Цей показник є енергетичною характеристикою газу, а отже і показником призначення, оскільки основне використання газу - виділення з нього тепла при спалюванні, що враховується при переміщенні його через кордон України [Гречка О.М. Методичні аспекти обліку природного газу в системі натуральних вимірників // Матеріали Всеукраїнської НТК "Витратометрія-2005" - Івано-Франківськ: ІФНТУНГ. - 2005. - С.38-39]. Для нелінійної багатопараметрової апроксимації теплоти згоряння, як функції від швидкості поширення звуку в газі, вмісту азоту та вмісту діоксиду вуглецю використовують штучні нейронні мережі [WO2008028453 Method of measuring calorific values of combustible gases and a calorific value meter. J.Lerchner, H. - J. Schneider, G01N25/32, G01N33/22.3]. Морські контейнери в порту завантажуються на контейнеровоз. Розвантажування контейнерів проводиться на будь-якому контейнерному терміналі у порту розвантаження. Подальше транспортування контейнерів зі стиснутим газом з порту до споживача здійснюється за допомогою наземного, повітряного, річкового або залізничного виду транспорту. Основними об'єктами капіталовкладень при цьому є морські контейнери з балонами для стиснутого газу. Ефективність способу пояснюється наступними розрахунками. Наприклад, візьмемо судно - контейнеровоз, дедвейтом 61152т, найбільшою довжиною - 275м; шириною - 37,1м; осадкою - 13,62м, місткістю - 4480 TEU; швидкістю - 25 вузлів, яке може перевозити одночасно 19,5млн.м3 газу при атмосферному тиску. На судні 112тис. транспортних ємностей, довжиною 5,75м та діаметром 0,406м кожна. За попередніми розрахунками, ціна транспортування природного газу таким контейнеровозом на морській лінії порт Skikda (Алжир) – порт Іллічівськ (Україна) довжиною 1650 морських миль (3054км) складе 65USD/1000м3 або 2,12USD/1000м3 на 100км. (ставки транзиту газу по газогонах європейських країн: Україна - 1,7USD/1000м3×400км; Австрія - 3,5USD/1000м3×100км; Польща - 2,43...2,7USD/1000м3×100км; Чехія - 2,7...3,8USD/1000м3×100км; Словаччина - 3,4 USD/1000м3×100км). Крім того, будівельна вартість контейнеровозу для перевезення одночасно 19,5млн.м3 газу при атмосферному тиску у 1,5...2 рази менше будівельної вартості судна CNG. Таким чином, ми бачимо, що транспортування природного газу за допомогою способу, що запропонований, набагато ефективніше, ніж тими, що використовуються.