Решения на попутном нефтяном и других специальных газах

Отдельное направление в деятельности ОАО «ЗВЕЗДА-ЭНЕРГЕТИКА» – производство электростанций, работающих на попутном нефтяном газе (ПНГ). Попутный нефтяной газ – это газ, растворенный в нефти, и выделяющийся из неё при сепарации. Несмотря на кажущееся обилие вариантов утилизации ПНГ, реально на небольшом удаленном месторождении рассматриваются лишь следующие:

1. Подготовка газа и подача его с использованием компрессорных станций в магистральный газопровод;

2. Выработка тепловой и электрической энергии с использованием газопоршневых или газотурбинных агрегатов;

3. Комбинированный вариант: выработка тепловой и электроэнергии на месторождении для обеспечения собственных нужд и транспорт излишков газа потребителю.

Варианты строительства на труднодоступном месторождении с небольшими ресурсами установок по сжижению нефтяного газа, установок получения моторных топлив, установок по производству метанола обычно не рассматриваются ввиду убыточности, хотя заслуживают внимания энергохимические установки, позволяющие параллельно с выработкой тепловой и электрической энергии получать метанол или моторное топливо.

При анализе технико-экономических показателей различных вариантов важно учитывать капитальные вложения, эксплуатационные затраты и другие показатели с учетом всего срока эксплуатации месторождения. Производство электроэнергии один из наиболее эффективных способов утилизации ПНГ. Этот вариант позволяет не только хотя бы частично решить проблему утилизации газа, но и вернуть вложенные в проект деньги, получив при этом прибыль за счет сокращения затрат на покупку электроэнергии.

Создание локальных энергогенерирующих мощностей для обеспечения собственных потребностей и повышения экономичности и надежности энергообеспечения стало одним из перспективных направлений развития отечественной энергетики. За 10 лет работы ОАО «ЗВЕЗДА-ЭНЕРГЕТИКА» ввела в эксплуатацию 12 объектов, где в качестве топлива используется ПНГ. В состав данных проектов помимо основного оборудования входит разработка систем подготовки топливного газа и утилизации тепла. Специалистами компании проводится постоянный анализ работы ГПЭС, работающих на попутном нефтяном газе, с целью оптимизации схем подготовки газа. Сегодня ОАО «ЗВЕЗДА-ЭНЕРГЕТИКА» с уверенностью решает самые сложные задачи в области утилизации ПНГ.

ОАО «ЗВЕЗДА-ЭНЕРГЕТИКА» готова предложить комплексные решения на базе газопоршневых и газотурбинных агрегатов «под-ключ», для различных составов ПНГ, в т.ч. с высоким содержанием сероводорода. Комплексные системы подготовки ПНГ разработанные ОАО «ЗВЕЗДА-ЭНЕРГЕТИКА» позволяют поддерживать работоспособность и эффективную работу генерирующего оборудования даже при серьезных изменениях состава и качества ПНГ, неизбежных во время добычи.

По оценкам экспертов, одним из перспективных, местных источников энергии является шахтный (угольный) метан – высококачественный и экологический чистый энергоноситель. В настоящий момент в ОАО «ЗВЕЗДА-ЭНЕРГЕТИКА» разработаны технологические и технические решения для применения шахтного газа в качестве топлива для выработки электроэнергии, в стадии реализации находится проект для ОАО «Воркутауголь» на проектирование, производство, поставку и строительство блочно-модульной газопоршневой теплоэлектростанции, работающей на шахтном метане. ТЭС предназначена для автономного теплоэлектроснабжения шахты «Северная». Электрическая и тепловая мощности станции составит 16 МВт.

Многие ассоциируют шахтный метан как опасный спутник добычи угля. Однако при правильной утилизации шахтный метан становится перспективным и ценным видом топлива.

Этот газ имеет много названий: шахтный газ, рудничный газ, угольный метан, но наиболее распространенное название этого газа – шахтный метан. Этот газ бесцветен, не имеет запаха, с воздухом образует взрывоопасные смеси. Кроме метана в шахтный газ также могут входить углекислый газ, азот, кислород и другие элементы.

Объемы выделяемого газа зависят от способа добычи угля, дальности нахождения от выработки газоносных массивов, геологических и физических свойств пластов. Шахтный газ является прекрасным энергетическим топливом. Однако его теплотворная способность в значительной степени зависит от концентрации в нем метана.

Зависимость теплоты сгорания шахтного газа от концентрации метана:

Концентрация метана в шахтном газе, (%)	0	0	50	60	70	80	90
Теплота сгорания, МДж/кг	0.5	4.3	17.8	21.3	24.7	28.5	32.1

В настоящее время существует несколько методов добычи метана из угольных пластов.Один из них – дегазация угольных шахт, снижающая объемы выделения метана в горные выработки и обеспечивающая безопасность работ в метанообильных шахтах. В этом случае каптированный газ с разной концентрацией метана является попутным полезным ископаемым, снижающим себестоимость угля. Содержание метана в шахтном газе колеблется от 10 до 98%.

По своему составу шахтный газ, полученный этим способом, зачастую лучше природного газа, поскольку содержит меньше примесей и состоит, в основном, из чистого метана.

Шахтный газ, в зависимости от способа каптажа, обладает несколькими особенностями:

1. Загрязнен угольной пылью. Широкое распределение примесей по линейным размерам – от 0,01 до 1000 мкм.

2. При использовании водокольцевых вакуумнасосов имеет 100 % влажность.

3. При использовании роторных газодувок имеет температуру до +125 оС.

4. Не зависимо от способа каптажа имеет низкое давление на выходе из вакуум-насосной станции (от 0,2 до 0,4 бар. изб.). Из этого вытекает применение газопроводов большого диаметра – от 200 до 600 мм.

Данные особенности были учтены специалистами ОАО «ЗВЕЗДА-ЭНЕРГЕТИКА» при разработке технологии газоподготовки для ОАО «Воркутауголь». Комплект поставки включает две газопоршневые теплоэлектростанции (ГПТЭС) производства ОАО «ЗВЕЗДА-ЭНЕРГЕТИКА» мощностью 6 и 10 МВт соответственно, созданных на базе двигателей MWM единичной мощностью 2МВт, блоки подготовки газа, систему утилизации тепла, а также автоматизированную систему управления ЭСН.

Сегодня проблема утилизации шахтного газа при угледобыче приобретает все большее значение в рамках возрастающей необходимости решения проблем климата, экологии, защиты окружающей среды и безопасности производства. Исходя из представленной информации абсолютно очевидно, что использование шахтного газа для целей генерации – это достаточно сложная инженерная задача, требующая помимо проектирования и строительства самой электростанции, разработки систем газоподготовки и оптимизации режимов работы станции. Высокий инжиниринговый потенциал компании «ЗВЕЗДА-ЭНЕРГЕТИКА» и многолетний опыт работы позволяет специалистам компании разрабатывать решения для каждого конкретного объекта, учитывая его эксплуатационные особенности и индивидуальные требования заказчика.

Примеры реализованных проектов:

	Заказчик: ОАО «НК«Башнефть» Эл. мощность: 12 МВт Двигатели: Cummins Число двигателей: 8 Топливо: попутный газ Режим: постоянный Год поставки: 2007 Местоположение: Кирско-Коттынское месторождение
	Заказчик: ОАО «НК«РИТЭК» Эл. мощность: 15 МВт (7,5 +7,5 МВт) Двигатели: Cummins Число двигателей: 10 Топливо: попутный газ Режим: постоянный Год поставки: 2005, 2007 Местоположение: Средне-Хулымское месторождение