Министерство образования и науки Республики Казахстан
ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТИМ. Д. СЕРИКБАЕВА
КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ
ГАЗОСНАБЖЕНИЕ
Л.П. Дубовенко
Усть-Каменогорск 2014
Лекция 1
1.1 Место Республики Казахстан в развитии газовой промышленности
Промышленная добыча и широкое использование природного газа в конце 19 века сделали его одним из главных источников энергии во всем мире. За исторически небольшой период газовая промышленность выросла и развилась настолько, что в настоящее время большинство отраслей промышленности, сельского хозяйства и быта человека немыслимы без газа.
Теперь трудно найти такую отрасль народного хозяйства, которая не использовала бы газ в качестве топлива или сырья.
Первые сведения о газификации Казахстана относятся к 1925 г, когда на нефтепромысле Доссар впервые начали использовать нефтяной попутный газ для хозяйственных нужд промысла. В 1958г в Алматы была установлена первая газовая плита, а сегодня в республике газифицировано более 4 млн. квартир и более 1000 промышленных и коммунально-бытовых предприятий.
С 1965г республика начала добывать природный газ и вырабатывать сжиженный. После 1965г появляются газоперерабатывающие заводы, газоемкие потребители- крупные блочные электростанции, предприятия черной и цветной металлургии и кирпичные заводы.
Казахстан имеет некоторые отличительные черты в использовании газа в промышленности. Здесь впервые в СССР газ нашел применение в качестве технологического сырья в цветной и черной металлургии ( газовое дутье в домны, сушка и обжиг руды при плавке цветных металлов, для технологии плавки свинца).
Газ используется по двум основным направлениям: энергетическому и химической переработке углеводородов содержащихся в газе.
Газ легко транспортировать, регулировать и контролировать при горении. При минимальном времени и объеме он дает максимальное количество тепла. Газ горит чистым, без копоти пламенем, что позволяет применять его в самых тонких технологический процессах.
Отсутствие копоти способствует оздоровлению атмосферы городов.
Применение газа выгодно и с экономической точки зрения, так как при большей теплоте сгорания на его производство, доставку и потребление требуется гораздо меньше затрат, чем на уголь и мазут. Газообразное топливо обладает наибольшей тепловой эффективностью.
В топливном балансе Казахстана газ используется как технологическое ( в черной и цветной металлургии, машиностроении, пищевой, легкой, фармацевтической промышленности и промышленности строительных материалов) и энергетическое (энергетика и жилищно-коммунальное хозяйство) топливо. Казахстан располагает девятью основными видами газовых ресурсов: попутные, природный, шахтный, доменный, коксовый,сжиженнный, газы нефтепереработки и цветной металлургии, а также газы сульфатных и химических заводов.
В республике применяется природный, ( в основном на энергетические нужды 85%) сжиженный, (потребляется главным образом населением 70%), в незначительных количествах попутный, нефтяной и доменные газы.
В последние годы экономическое положение Казахстана резко изменилось. Получив независимость, республика вместе с распадом огромной державы получила и проблемы, которые надо решать самостоятельно. В значительной степени это касается и нефтегазового топлива.
В 60-70 годы структура топливоснабжения каждого региона СССР определялась рамками топливно - энергетического баланса всей страны. В этот период газ продавался по низкой цене и для получения большего экономического эффекта энергогенерирующие установки сооружались на потребление газомазутного топлива. Так например тепловые электростанции Западного и Южного Казахстана были построены на потребление природного газа Средней Азии.
В указанные периоды природный газ в значительных объемах продавался зарубежным странам и росла потребность Европейской части страны в этом топливе. В связи с этим были построены крупные магистральные газопроводы от Средней Азии и Западной Сибири до границы европейских стран: Средняя Азия - Центр, Бухара - Урал, Узень - Гурьев - Куйбышев, Узень - Орск и др.
Суммарная протяженность 10 тыс. км, на них 27 компрессорных станций, 85 ГРС, 2 подземных газохранилища ( Базайское и Акыр - Тюбинское).
В 1992 году реализовано газа 6,2 млрд. м3, транспортировано 44 млрд. м3 из них 38 млрд. м3 приходится на транзит. Из общего объема - 6,2 млрд. м3 собственной добычей покрывается 2,9 млрд. м3, остальная часть - туркменский газ (2,5 млрд. м3), узбекский (1,4 млрд. м3), российский (0,5 млрд. м3).
Важнейшей проблемой, требующей своего решения является дефицит республики в природном газе. В настоящее время только 8 областей республики снабжаются природным газом. Общий объем потребления газа составил в 1991 году 11,7 млрд. м3, из которого 53,8% пошел на энергетические нужды.
Преобладающая часть территории республики ( центр, северные и восточные районы ), вообще лишены природного газа, а в тех областях, где он используется, газоснабжение осуществляется лишь частично, только 90 населенных пунктов республики получает сегодня природный газ, хотя по территории республики транзитом проходят крупнейшие магистральные газопроводы: Средняя Азия - Центр, Бухара - Урал, БГР - Алматы. В топливно балансе республики природный газ составляет 18%, хотя общеизвестно, что использование газа в качестве топлива повышает эффективность производства минимум вдвое. При этом практически весь добываемый газ Карачаганака поступает на газоперерабатывающие заводы России.
За счет роста добычи газа на Карачаганакском газоконденсатном месторождении, ввода в эксплуатацию Урыхтаусского и других месторождений ресурсы природного газа в республике возрастут, сократится соответственно импорт природного газа из других регионов.
Для скорейшего решения энергетической независимости Казахстана в плане газопотребления представляется наиболее целесообразным в ближайшие годы построить газопроводы: Карачаганак - Актюбинск и Урыхтау - Актюбинск, что позволит подать газ Карачаганака и Урыхтау в существующий магистральный газопровод Бухара - Урал. В этом случае, от этого газопровода возможно направить газ в наиболее неблагополучные экологически регионы Приаралья, испытывающие острую нехватку энергоресурсов, по магистральному газопроводу - отводу Соленая - Ленинск и далее до Кзыл - Орды.
Предполагается также в перспективе строительство газопровода Красный Октябрь - Аркалык - Акмола, который свяжет западный регион с центральными и целинными областями республики.
Велось проектирование магистрального газопровода Багандинка - Ишим - Петропавловск - Кокшетау - Акмола - Караганда и Омск - Павлодар - Семипалатинск - Усть-Каменогорск, по которым предполагалось подать газ Тюменских месторождений в северные и центральные районы Казахстана. Однако строительство этих газопроводов требует от республики огромных финансовых и материальных затрат.
Для покрытия республиканский потребностей на ближайшие годы сохраняются установившиеся связи по поставкам природного газа с Россией, Узбекистаном, Туркменией.
Большие геологические перспективы связаны с шельфом Каспийского моря, где запасы газа оцениваются 2,0 трлн м3.
Основным потребителем природного газа в республике является промышленность. Из всех отраслей промышленности более половины используемого природного газа идет на энергетические нужды. На втором месте по потреблению природного газа находится промышленность строительных материалов. В этой отрасли природный газ используется в первую очередь при производстве цемента. Одна шестая часть потребляемого газа идет в черную и цветную металлургию республики. Весьма низок удельный вес потребления природного газа в химической промышленности. Казахстан не имеет значительного опыта в использовании газа в легкой промышленности. В химической промышленности один и тот же продукт можно получить из разного сырья, применив разные способы переработки.
Так для производства 1 т этилового спирта требуется не менее 4т зерна или 10т картофеля. Себестоимость этилового спирта полученного из нефтяных газов будет вдвое ниже.
Себестоимость аммиака, полученного из природного газа - 40%, азотной кислоты на 36%, аммиачной селитры на 33% ниже себестоимости этих продуктов, полученных из другого сырья.
Из газа получают пластмассу, полиэтилен, удобрения, газовый бензин.
Из всех видов газового топлива наибольшую тепловую эффективность дает сжиженный газ, тепловая эффективность которого в 4 раза больше тепловой эффективности угля.
Газообразное топливо позволяет автоматизировать теплотехнические процессы при сжигании топлива, легко регулировать параметры горения, повысить КПД котельных установок, топочных печей и устройств.
Газовое топливо позволяет максимально использовать возможности оборудования.
Сравнение показателей производительности оборудования различных производств до и после перехода на газ свидетельствует об увеличении производительности оборудования предприятий переведенных на газ на 10 - 70%. На рост производительности технологического оборудования работающего на газе оказывают влияние такие свойства газа, как равномерность и высокая температура горения, возможность регулирования технологического режима производства, поддержание устойчивого температурного режима.
Применение сжиженного газа сокращает технологический цикл строительных работ, улучшает их качество, уменьшает стоимость штукатурных работ в 3 раза.
Локализированное применение газовых горелок, установленных там, где работают люди, полностью решает вопрос отопления помещений. И, наконец, благодаря использованию газа в качестве сырья и топлива стало возможным создание таких продуктов питания как воздушная кукуруза и др.
В сельскохозяйственном производстве газ применяется для сушки зерна, приготовления кормов в кормозапарниках, пламенной обработки полей от сорняков, обогрева птицеферм и теплиц.
Особое место принадлежит газификации быта. Газификация жилищ и промышленных предприятий положительно сказывается на здоровье людей.
Потребление твердого и жидкого топлива загрязняет атмосферу, вредно влияет на органы дыхания человека. Самой действенной мерой предохраняющей воздух от загрязнения продуктами сгорания, является газификация.
Удельный вес газовых ресурсов в топливном балансе каждого региона различен.
Западный Казахстан.
Здесь сконцентрирована вся добыча нефти и природного газа в республике. На его территории соединяются две крупнейшие газовые магистрали: Бухара - Урал и Азия - Центр.
В западном Казахстане расположен Атыраусский нефтеперерабатывающий завод - предприятие по производству сжиженного газа. Это наиболее газоемкий район Казахстана. В топливном балансе его газ занимает более 50%. Почти все тепловые электростанции Западного Казахстана работают на природном и попутном газах.
Северный Казахстан.
По территории Северного Казахстана проходит отвод от газопровода Средняя Азия - Центр к г. Кустанаю. По нему подается газ на промышленные предприятия. Кроме природного газа в Северном Казахстане применяется также привозной сжиженный газ идущий в основном на коммунально-бытовые нужды.
На павлодарском нефтеперерабатывающем заводе получают сжиженный газ из газа поступающего из Западной Сибири.
Восточный Казахстан.
В Восточном Казахстане применяется только сжиженный газ, используемый на коммунально - бытовые нужды. Газ поставляется из Башкирии.
Южный Казахстан.
В Южном Казахстане газовое топливо является самым рациональным видом топлива. В этом районе используется природный газ (из Узбекистана) и сжиженный газ ( из Башкирии). В основном газ применяется на технологические и энергетические нужды производства. Основное направление использования сжиженного газа - жилищно - коммунальные нужды района. В южном Казахстане находится Шымкентский нефтеперерабатывающий завод.
Лекция 2
2.1 Состав газового топлива и требования кнему
Различные виды газового топлива представляют собой механические смеси газов, как горючих, так и не горючих.
Горючая часть представляет собой следующие газы:
Водород Н2 - газ без цвета, вкуса и запаха, самый легкий из всех составляющих газового топлива. Содержится только в искусственных газах.
Метан СН4 - газ без цвета, вкуса и запаха. Является основной горючей частью в искусственных газах.
Оксид углерода (угарный газ), СО - газ без цвета, вкуса и запаха. Получается при неполном сгорании угрода топлива. Очень ядовитый. Содержится только в искусственных газах.
Тяжелые углеводороды - ряд горючих газов(этан, пропан, бутан и др.тяжелые угводороды характеризуются большой теплотой сгорания, некоторые из них при сравнительно низком давлении перезодят в жидкое состояние и доставляются потребителям в баллонах и систернах.
В негорючую часть газового топлива входят следующие газы:
Двуокись углерода ( углекислый газ).
СО2 - газ без цвета, вкуса и запаха со слабым кисловатым вкусом.
Азот N2 - газ без цвета, вкуса, запаха.
Кислород О2 - газ без цвета, вкуса, запаха. Сам не горит но поддерживает горение. Содержится в небольшом количестве в некоторых искусственных газах. Некоторую часть газового топлива называют балластом.чем больше в горючих газах балласта, тем хуже их качество. К примесям отнаосятся: пары воды, сероводород, нафталин, смолы.