1.8. Перспективы развития и практические вопросы газовой отрасли

1.8. Перспективы развития и практические вопросы газовой отрасли

Современные технологии (производства), по возможности, должны быть связаны между собой таким образом, что конечный цикл одного из них становится началом другого цикла, благодаря чему достигается практически полная безотходность и интенсификация производства на достаточном удалении от границ динамической устойчивости экосистем.

По мнению экспертов ООН, именно такой комплексный подход, когда осуществляется схема подбора предприятий и производств, работающих на одном виде сырья, а отходы и побочные продукты одного производства выступают в качестве сырья или полуфабрикатов для другого, может полностью решить проблему устойчивого развития общества.

В своей статье «Традиционные газовые установки и возможности их модернизации» инженер из Омска Г.Б. Осадчий справедливо замечает, что в условиях постоянного повышения цен на ископаемые энергоносители, а также истощение запасов нефти и газа все большее количество стран развивают альтернативные источники энергии.

Одним из таких видов топлива является газ.

К слову Г. Осадчий автор 140 изобретений в СССР аргументировано утверждает, что основным недостатком газовой энергетики является значительный вес удельных капитальных затрат (в расчете на единицу мощности), невысокая рентабельность проектов, а также проблемы с организацией сбыта энергии посредством централизованных сетей.

Несмотря на это, в России наблюдается увеличение спроса на газовые установки (ГУ), как для малых потребителей, так и для более мощных.

Газовые технологии вписываются в Доктрину ООН устойчивого развития общества. И многие, в России, привержены этой идеи. Газ не загрязняет окружающую среду. При этом газ по сути своей становится возобновляемым источником энергии.

Необходим комплексный подход в производственной деятельности, когда «отходы», в том числе органические, тепловые, водные, газо-воздушные перерабатываются в технологической цепочке производства, минимально отражается на качестве окружающей среды, на продуктивности зональных экосистем. «Эволюционные» и «революционные» изменения в том числе в сфере энергетики взаимообусловлены, дополняют и нередко сменяют друг друга. Не исключаются и случаи возврата к «старым» техническим решениям на качественно новой технологической базе.

Обычно под газовой установкой (станцией) подразумевается комплекс инженерных сооружений, состоящий из устройств:

• подготовки сырья;

• производства газа;

• очистки и хранения газа;

• производства электроэнергии и тепла;

• трансляции газа к потребителю;

• автоматизированной системы управления газовым

хозяйством.

Магистрали газового оборудования должны быть герметичны, в них не должно быть доступа кислорода и посторонних примесей.

Контрольно-измерительные приборы, устанавливаемые на газовых магистралях, должны обеспечивать контроль уровня газа, температуры и давления внутри него.

Современные технологии позволяют перерабатывать в газ любые виды органического сырья, однако наиболее эффективно использование газовых технологий очистки для выработки из газового сырья.

Однако, не будем забывать и другой путь получения сырья – биогаз. Так эффективную и стабильную работу биогазовой установки (БГУ) обеспечивает периодическое перемешивание субстрата в специальном метатенке. Цель перемешивания – высвобождение образованного биогаза, перемешивание свежего субстрата и бактерий (прививка), предотвращение образования корки и осадка, недопущение образования участков разной температуры внутри метантенка, обеспечение равномерного распределения популяции бактерий, предотвращение формирования пустот и скоплений, уменьшающих эффективную площадь метантенка.

Но и слишком частое или продолжительное перемешивание вредно. Рекомендуется медленное перемешивание субстрата через каждые 4–6 ч.

Оптимальное перемешивание сырья повышает выход биогаза до 50 %. К примеру, в термофильном режиме при температуре 52–56 °C органические отходы перерабатываются за 5 —10 дней, при этом качество газа и удобрений, по ряду показателей, обычно ниже.

Такой режим подходит большего всего тем, у кого основная задача – переработать большое количество отходов. При оптимизации работы установки и состава отходов, можно ускорить переработку даже до 3–4 дней. Выгода от работы в термофильном режиме в том, что резко снижается стоимость 1 кВт установленной мощности БГУ.

Наиболее распространенной системой подогрева является внешняя система подогрева с водонагревательным котлом (котельной установкой), работающим на биогазе, электричестве или твердом топливе, где теплоносителем является вода с температурой около 60 °C. Более высокая температура теплоносителя, повышает риск налипания взвешенных частиц на поверхности теплообменника – теплообменники рекомендуется располагать в зоне действия перемешивающего устройства.

Все газовое хозяйство (газовая установка – ГУ) должно быть максимально автоматизировано. Объем автоматически выполняемых операций газовых установок различного назначения может быть различен. В обязательный объем автоматизации входят (для газовых установок небольшой мощности):

• при срабатывании датчика загазованности (газоанализатора) помещения автоматически включаются системы оповещения персонала (сигнальные лампы, электрические звонки и др.) и происходит аварийное отключение систем ГУ, в частности срабатывает предохранительный клапан, перекрывающий подачу газа;

• при срабатывании любого теплового реле в цепях питания насосов циркуляционного, водяного или загрузочного включаются системы аварийного оповещения потребителей.

По данным корпорации AEnergy, составляющие положительного денежного потока газовых проектов могут быть следующими (табл. 1.1), при гарантированной надежности и долговечности надежной работы ГУ.

Таблица 1.1

Составляющие положительного денежного потока газовых проектов

При этом учитывается, что производство 1000 м³ газа обеспечивает замещение 10 тонн выбросов СО₂. Средняя рыночная цена 1 тонны СО₂ сегодня составляет 10 Евро.

Газ легче воздуха, поэтому стремится вверх.

Роспотребнадзор регламентирует все отходы производства и потребления; их делят на 4 класса опасности: 1 – чрезвычайно опасные, 2 – высоко опасные, 3 – умеренно опасные и 4 – малоопасные.

Органы Федеральной налоговой службы осуществляя плановые проверки объектов хозяйственной и иной деятельности независимо от форм собственности с целью государственного экологического контроля, принимают решения по отчислениям, по уплате экологического налога. Несмотря на то, что экологический налог нельзя считать обременительным, и он существенно не влияет на конкурентоспособность отечественной животноводческой продукции, для отдельных категорий товаропроизводителей экологический налог является одним из основных видом обязательных платежей государству.

В помещении, где размещено газовое оборудование большой мощности по правилам безопасности и регламенту (ГОСТ Р 53790-2010) должны находиться:

• комплект противопожарного инвентаря;

• диэлектрические перчатки и ковры у щитов управления электрическими агрегатами;

• газоанализаторы или газосигнализаторы;

• средства индивидуальной защиты;

• взрывобезопасные аккумуляторные фонари;

• аптечка первой доврачебной помощи.

Контролировать концентрацию газов в воздухе помещения можно с помощью газоанализаторов. Этим современным приборам посвящена вторая глава книги.

В обслуживающем помещении газовой установки электрическое освещение, электродвигатели, пусковые и энергопитающие устройства и аппаратура должны выполняться во взрывозащищенном исполнении в соответствии с классом взрывоопасной зоны (в зависимости от категории помещения).

Устройство и эксплуатация газгольдеров и газовой сети должны проводиться в соответствии с требованиями Правил безопасности в газовом хозяйстве и Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением.

При прямом сжигании газа в горелках котлов и двигателях внутреннего сгорания не требуются большие газгольдеры. В этих случаях газгольдеры должны обеспечивать выравнивание неравномерностей газовыделения и улучшения условий последующего горения, в зависимости от типа газгольдера и выдерживаемого им давления объем газгольдера составляет от 1/5 до 1/3 объема реактора.

Так пластиковые газгольдеры применяют для сбора газа в простых, совмещенных установках, где пластиком покрывают открытую емкость, служащую в качестве реактора, или отдельный пластиковый газгольдер соединяют с реактором. Стальные газгольдеры делят на газгольдеры низкого (0,01-0,05 кгс/см²), среднего (810 кгс/см²) и высокого (200 кгс/см²) давления. Стальные газгольдеры низкого давления оправданы только в случае большого расстояния (минимум 50-100 м) от установки до использующих газ приборов. В других случаях следует рассматривать возможность использования более дешевого пластикового газгольдера.

В газгольдеры среднего и высокого давления газ закачивается с помощью компрессора. Газгольдеры высокого давления используют для заправки автомашин и баллонов. Контрольно-измерительные приборы, устанавливаемые на газгольдеры, должны включать в себя водяной затвор, предохранительный клапан, манометр и редуктор давления. Стальные газгольдеры должны быть заземлены.

Привлекательно применение газа для факельного обогрева теплиц и иных локальных обогревательных установок. Кроме поступления углекислого газа из газгольдера происходит образование углекислого газа, к примеру, при сгорании метана, производится освещение теплиц и одновременно образуется вода, увлажняющая воздух.

Еще одно направление использования составных компонентов газа – утилизация углекислого газа, содержащегося в нем в количестве около 40 %.

Извлекая углекислый газ путем отмывки (в отличие от метана он растворяется в воде), можно подавать его в теплицы, где он служит «воздушным удобрением», увеличивая продуктивность растений.