§ 7. Хранение газа в трубах
Хранение природного газа под высоким давлением может осуществляться в стальных трубах. При весьма высоких давлениях метан сжимается больше, чем при умеренных давлениях. Этим свойством обладают реальные газы.
Из уравнения состояния масса газа, находящегося в емкости, равна:
Чем меньше коэффициент сжимаемости, тем большее количество газа можно закачать в емкость. Коэффициент сжимаемости для метана при температуре 0°С и давлении 150 кгс/см2 равен 0,75. При отклонении давления от 150 кгс/см2 в сторону уменьшения или увеличения коэффициент сжимаемости возрастает. Поэтому наиболее выгодными условиями хранения метана в трубах является диапазон от 120 до 180 кгс/см2.
По данным зарубежных исследователей сжатый природный газ можно перевозить в танкерах на сравнительно небольшие расстояния. Анализ капитальных и эксплуатационных расходов при морском транспорте сжиженного природного газа показал, что значительная доля этих расходов связана со средствами сжижения газа. При транспорте на небольшие расстояния затраты на морской транспорт составляют менее четверти от общих затрат. Следовательно, для таких перевозок может быть использован способ сжатия метана в емкостях, установленных на специальных судах.
Для оборудования танкера рекомендуются трубы диаметром 500 мм и длиной 20 м. Трубы изготовляют из стали марки Х100 с пределом прочности 70 кгс/см2. Всего размещается на танкере 1500 труб. Трубы располагаются вертикально. Общий вес труб составляет 44 000 т. Такой танкер для перевозки сжатого природного газа вмещает 9 · 106 м3 метана. Аналогичные танкеры для нефти рассчитаны на 90 000 т жидкости. Подсчеты показали, что транспорт сжатого природного газа может оказаться выгоднее транспорта газа в сжиженном состоянии, если расстояние не превышает 1000 км.
§ 8. Технико-экономические показатели газгольдеров различных типов и области их применения
Наиболее распространены в промышленности мокрые газгольдеры низкого давления. Строительство их хорошо освоено, а также они удобны в эксплуатации. Сухие газгольдеры низкого давления поршневого типа мало надежны в эксплуатации. Кроме того, на сухие газгольдеры расходуется меньше металла, чем на мокрые. Например, на газгольдеры объемом 10 000 м3 расходуется следующее количество металла: 33,9 кг/м3 на мокрые газгольдеры и 30,8 кг/м3 на сухие газгольдеры.
Стоимость хранения газа в газгольдерах высокого давления составляет 0,0012 - 0,009 коп/м3.
Газгольдеры различных типов могут использоваться для длительного или кратковременного хранения газа, смешения различных газов, измерения количества газа и его распределения.
Газгольдеры низкого давления широко применяются на химических заводах, но могут быть использованы и в газораспределительных сетях.
Газгольдеры высокого давления в газораспределительных сетях используются для покрытия суточной неравномерности потребления газа в городах.
Трубчатые газгольдеры можно применять для транспортирования природного газа в танкерах на относительно небольшие расстояния.
В Советском Союзе в городских газораспределительных сетях используются газгольдеры высокого давления. В Москве некоторые газгольдерные станции оборудованы цилиндрическими вертикальными газгольдерами высокого давления (-8 кгс/см2). Эффективность газгольдеров в системе городского газоснабжения и их практическая целесообразность снижаются с появлением подземных хранилищ природного газа.