За последние годы в мировой экономике произошла смена приоритетов, нефть заменил природный газ. В России природный газ доминирует в электроэнергетике и жилищно-коммунальном хозяйстве около 80%, в химической и металлургической промышленности почти 10%, на автозаправках — 2%, закачивается в пласт и сгорает в факелах почти 8-11 %. Неотъемлемой частью инфраструктуры поставок сырья является газовый резервуар или газгольдер, который представляет собой сосуд, с хранящимся в нем углеводородным сырьем. Это может быть природный, сжиженный нефтяной, биологический газы и прочие газообразные вещества под давлением.
Конечно, применение резервуаров в газовой промышленности связано с одной из важнейших задач отрасли — хранением углеводородного сырья, оперативного или длительного. Например, на морских терминалах, в резервуарных парках в конце магистральных газопроводов, где и происходит временное хранение топлива и его подготовка к перекачке в морские газовозы, по сути, самоходные резервуары для перевозки газа.
Всегда следует учитывать, что газовое хранилище представляет собой сложное инженерное сооружение, включающее не только сами резервуары с целым комплексом разных систем мониторинга и контроля, но и различное насосное оборудование, сети трубопроводов и подъездных путей и иных вспомогательных зданий.
Резервуар для хранения газа может иметь вместимость от кубического метра до нескольких тысяч тонн, располагаться на поверхности и под землей. Предприятия выпускают как готовые изделия, например резервуары горизонтальные стальные, так и компоненты для шеф-монтажа на площадке — резервуары вертикальные стальные. Кроме того, всегда есть предложения с индивидуальными решениями по организации газовых хранилищ.
Классифицировать резервуары под газ специалисты предлагают следующим образом: одностенные и многостенные модели, вертикальные и горизонтальные конструкции, подземные и наземные варианты. Отдельно выделяется малогабаритная тара.
Обычно на крупных хранилищах преобладают вертикальные двустенные варианты наземного исполнения. В них между стенками емкости размещается инертный газ. Эти модели имеют плавающий мосток. Довольно часто применяются цилиндрические емкости с со сферической или конической крышей. Металлические резервуары надежны, прочны, устойчивы к механическим воздействиям и коррозии. Перед наземными вариантами предпочтительными являются подземные варианты. Они обеспечивает лучшую сохранность топлива.
В отдельную группу выделяются емкости под сжиженный природный газ (СПГ). Напомню, что здесь применяется изотермический способ хранения (объем газа уменьшается в 1500 раз). При нем в резервуарах поддерживается давление близкое к атмосферному и соответствующая температура кипения. Основной особенностью этих резервуаров является наличие внешней и внутренней емкостей (стакан в стакане), причем последняя имеет двухстенную конструкцию, а внешняя чаще всего бывает из железобетона.
Хранение газа, как и другого углеводородного сырья, считается довольно сложной задачей и требует тщательного подхода и особого внимания. Газ огнеопасен и взрывоопасен, - все это вынуждает предприятие провести работы по исключению проявления искры статического тока, появления открытого пламени и нейтрализация его распространения. Кроме того, следует обеспечить герметизацию резервуаров с целью попадания в продукт хранения посторонних веществ, снижающих качество сырья.
Добавим, что при проектировании и производстве резервуаров инженерам приходится учитывать физико-химические свойства газообразных веществ, в том числе горючих газов. Такие как жаропроизводительность, температура воспламенения и температура вспышки. Первая указывает на максимальную температуру сгорания газа в смеси воздухом, вторая — на возможность самовозгорания при отсутствии источника огня, третья — на возможность возгорания от внешнего воздействия, например, искры.
Хранилище не должно представлять опасности для окружающей среды, поэтому всегда будет находиться под особым контролем соответствующих служб.
Общий срок эксплуатации резервуара прогнозируется на основании факторов влияния на площадке базирования: температурных, силовых, коррозионных. Конечно, подбираются оптимальные решения конструкций, уточняются методы защиты, определяется регламент обслуживания.
Добавим, что резервуары вертикальные стальные и резервуары горизонтальные стальные могут эксплуатироваться в умеренном и холодном климате. Их расчетный срок службы в этих условиях составляет 10 лет, конечно стальные резервуары эксплуатируются более длительное время. Главное, своевременное проведение регламентных работ по обслуживанию и ремонту. Жизненный срок металлического резервуара считается завершенным, если емкость неремонтопригодна, либо нет экономических обоснований для проведения капитального ремонта.
Для производства газовых резервуаров применяется широкий диапазон марок стали ВСт3, 15ХСНД, 09Г2С, 10Г2С1, 16ГС, выбор из которых осуществляется на основании конструктивных особенностей емкости, например толщины стенок, условий эксплуатации и т. д.
На сегодняшний день со стальными успешно конкурируют полимерные газгольдеры. Например, сталь марки 09Г2С-6 используется при температурах от - 30оС до +50оС, арктический вариант стали 09Г2С-12 от минус 60оС до плюс 50оС. В «арктическом» соревновании полиуретан вместо стали выигрывает полиуретан.
Мобильные газгольдеры, изготовленные из полимеров, производства НПФ «Политехника» при сроке эксплуатации в 12-15 лет, работают в температурном диапазоне от – 50°C до +85°C. Существует устаревшее мнение, что воздействие ультрафиолета на резервуары разрушает их оболочку.
Да, но не у всех изделий. Производители научились бороться с этим явлением. Так, НПФ «Политехника» производит изделия из композитной ткани с двухсторонним ПВХ-покрытием. Поливинилхлорид изготавливают из этилена и хлора, в них добавляют различные смягчители, наполнители, пластификаторы (дибутилфталат, диоктилфталат), пигменты, термостабилизаторы (оксиды, фосфиды, карбонаты). Вот они успешно противостоят ультрафиолету. Добавим, что огнестойкость ткани ПВХ составляет около +400оС
Каждый проект по организации хранилищ газа должен пройти всестороннюю экспертизу, исключений не бывает.
