Мұнай ілеспе газы
Аңдатпа
Дипломдық жоба мұнай өндірісінің жанама өнімі болып табылатын
мұнай ілеспе газын пайдаға асыру мәселесіне арналған. Алауда ілеспе газын
жағу мәселесінің шешімі, мемлекеттің экологиялық және
макроэкономикалық жағдайына едәуір жақсартады. Осы дипломдық жобада
мұнай ілеспе газын алдын-ала тазартып, талап етілетін күйге дейін өңдеп,
контейнерлі типте орындалған газпоршенді қондырғыларында жағу
ұсынылады.
Аннотация
Данный дипломный проект посвящен проблеме утилизации
попутного нефтяного газа, который является побочным продуктом нефти
добычи. Решение проблемы сжигания попутного газа на факелах повлияет на
экологическое и макроэкономическое состояние страны.
В данном
дипломном проекте предлогается провести предочистку и переработку
попутного нефтяного газа до требуемого состояния газового топлива и
сжигания в газпорошневой установки контейнерного типа.
Abstract
This diploma project dedicated to the utilization problem of associated gas, which
is a byproduct of oil production. Solving the problem of associated gas flaring in
flares affect the ecological and macroeconomic situation of the country. In this
diploma project offers to carry out pre-treatment and processing of associated gas
to the desired state of the gas fuel and combustion gas piston installation of
container.
Мазмұны
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1. Мұнай ілеспе газы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.1 Мұнай ілеспе газын алу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.2 Мұнай ілеспе газын жағудағы адам ағзасына әсері ... ... ... ... ...
1.3 Мұнай ілеспе газын пайдаға асыру мәселелері ... ... ... ... ... ... . ...
1.4 Ілеспе газын пайдаға асыру жолдары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.5 Газ сапасына қойылатын талаптар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2. Когенерациялық қондырғылар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.1 Когенерациялық қондырғылардың түрлері ... ... ... ... ... ... ... ...
2.1.1 Бу шығырлары негізінде жұмыс істейтін когенерациялық
қондырғылар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.1.2 Газ шығырлары негізінде жұмыс істейтін когенерациялық
қондырғылар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
2.1.3 Поршенді қозғалтқыш негізіндегі когенерациялық
қондырғылар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
2.2 Когенерациялық қондырғыларды салыстыру ... ... ... ... ... ... .. ...
2.3 Когенерациялық қондырғаны таңдау ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... .
3. Мұнай ілеспе газын алдын-ала тазарту ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
3.1 Сепараторлар, олардың типтері, жұмысы мен құрылымы ... ...
3.2 Әтрүрлі сепараторлардың артықшылықтары мен кемшіліктері...
4. Мұнай ілеспе газын қайта өңдеу ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ..
4.1 Газды өңдеудің физика-энергетикалық әдісі ... ... ... ... ... ... ... .. ..
4.2 Газды өңдеудің термо-химиялық әдісі ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ...
4.3 Газды өңдеудің химия - каталитикалық әдісі ... ... ... ... ... ... ... .. ...
4.4 Мұнай ілеспе газын төменгі температуралы конденсациялау
технологиясымен өңдеу ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ..
5. Іштен жану қозғалтқышының технологиялық есебі және газдың
метандық санын анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
5.1 Іштен жану қозғалтқышының технологиялық есебі ... ... ... ... ...
5.1.1 Толтырылу процесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
5.1.2 Сығылу процесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
5.1.3 Жану процесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
5.1.4 Кеңею процесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
5.1.5 Қозғалтқыштың жұмыстық циклінің көрсеткіштерін
есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
5.2 Газдың метандық санын анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
6. Экономикалық бөлім ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
6.1 Жалпы жағдай ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
6.2 Электр және жылу энергияларының өзіндік құнын анықтау ... ... ..
7. Өміртіршілік қауіпсіздік бөлімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ..
7.1 Газпоршенді қондырғының жұмысы барысында пайда болатын
зиянды, қауіпті факторларды бағалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
7.2 Газпоршенді қондырғы жұмысының қоршаған ортаға әсері ... ... ...
7.3 Зиянды заттар шығарындыларының есебі ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... .
7.4 Құбырдың минималды биіктігін анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
7.5 Зиянды заттардың максималды концентрациясын есептеу ... ... ... .
7.6 Зиянды заттардың атмосферада сейілуі және санитарлы-қорғаныс
зонасын анықтауды есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
7.7 Өндірістік санитария ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
7.8 Еңбек қауіпсіздігін бағдарлау. Қалыпты еңбек шарттарын
қамтамасыз ету ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Кіріспе
Мұнай ілеспе газы (МІГ) - бұл мұнайда еріген немесе мұнай және газ
кен орындарында мұнай қалпақтарында болатын, табиғи көмірсутекті
газдар. Бір тонна мұнайда МІГ-ң мөлшері 1-2 мың м3-тен бірнеше мың м3-қа
дейін жету мүмкін.
Мұнай ілеспе газы - мұнай өндірісінің қосымша өнімі болып табылады.
Біздің еліміз ірі мұнай-газ кен орындарындары бай, сондықтанда мұнай
ілеспе газын пайдаға жарату өзекті мәселе болып саналады.
Инфраструктураның қажетті деңгейде болмауы, кен орындарының газ
өңдеу зауыттарынан алыс орналасуы және МІГ-ң құрамы, мұнай ілеспе
газын осы уақытқа дейін пайдаға жарата алмаудың басты себебі болып
табылады.
Табиғи газға қарағанда мұнай ілеспе газының кұрамында метан мен
этаннан бөлек пропан газдарының үлесі жоғары: бутандар және ауыр
көмірсутектер буы. Кен орындарына байланысты көпшілік мұнай ілеспе
газдарының құрамында күкіртсітек және меркаптандар, көмірқышқыл газ,
азот, геллий және аргон кездеседі.
Мұнай қыртыстарын тілгенде, алдымен мұнай қалпақтарының
газдары атқылайды, содан соң өндірілетін газдың көпшілігі мұнайда еріген
ілеспе газдарына тиесілі. Газ қалпақтарының газы немесе ерікті газ,
құрамы бойынша мұнайда еріген газдарға қарағанда жеңіл болады. Сол
себептен жаңа кен орынын пайдалануға жіберу, алғашқы кезде құрамында
метан үлесі басым болатын ілеспе газын көп мөлшерде өндірумен
сипатталады. Кен орынын ұзақ уақыт пайдалану барысында, ілеспе
газынының кірісі азайып, газдардың көпшілік мөлшері газдың ауыр
құраушыларына тиесілі болады.
Энергетика мен химия өнеркәсібі үшін мұнай ілеспе газы маңызды
шикізат болып табылады. МІГ жоғары жылу шығару қабілетіне ие, оның
мәні шамамен 9 мың - 15 мың ккалм3, бірақ құрамының тұрақсыздығы мен
қоспалардың көптігі, оларды энергогенерацияда қолдануда қиындықтар
туғызады және газды тазартуда қосымша шығынға ұшыратады.
Мұнай ілеспе газының құрамындағы метан мен этан, химия өнеркәсібінде
пластикалық массалар мен каучук өндірісінде қолданылса, ал ауырлау
құраушылары ароматты көмірсутектер, жоғарыоктанды отындық қосымдар
және төмендетілген көмірсутекті газдар, соның ішінде техникалық
төмендетілген пропан-бутан өндірісінде қолданылады. Мұнай ілеспе газын
жағу, ауыр ластағыш заттардың атмосфераға шығуына және мұнай
өнеркәсібі аймағының экологиялық жағдайының нашарлауына алып келеді.
Мұнай ілеспе газын алауларда жағып жіберуден ерекшеленетін
утилдеуші әдістермен утилдеудің қажеттілігі келесіде:
1. Газдың алауларда жағылуы және атмосфераға шығарылуы, жағудың
нәтижесінде ауада пайда болатын улы заттар өсімдіктермен абсорбцияланып,
тамақ шынжырына түсіп, адам ағзасына потенциалды қауіп төндіреді.
Мұнай ілеспе газының алауларда жағылуы, қоршаған ортаның жылулық
ластануымен жүреді.
2. Газды жағу, бүкіләлемдік жылу, қышқылдық жаңбырлар және
климаттың өзгеруі секілді экологиялық жағдайларға алып келеді. Көміртек
екі тотығы және алаулы газдардың атмосфераға шығарылуы парниктік
әсердің артуы мен бүкіләлемдік жылуылануға алып келуі мүмкін.
3. Қымбат жаңғыртылмайтын ресурстар шығындалады.
Сонымен, мұнай ілеспе газы бағалы энергетикалық шикізат болып
табылады. Ол шағын - ЖЭО-ң, газпоршенді және газтурбиналы
қондырғылардың отыны рөлін атқара алады, және энергетика нысандарында
жағылатын ілеспе газынан атмосфераға шығарылатын зиянды заттар
мөлшері, оны алауларда жағып жібергенге қарағанда әлде-қайда аз.
Дипломдық жобаның мақсаты - ілеспе газын, кіші және орта мұнай-газ
кен орындарындағы газ поршенді қондырғалырдың газдық отынының
талаптарына сай етіп өңдеп, отын ретінде қолдану.
1. Мұнай ілеспе газы
Мұнай ілеспе газын пайдаға асыру мәселесі біздің елімізде де
актуалды. Қазіргі таңда елімізде жыл сайын өнідрілетін 9 млрд. м3 мұнай
ілеспе газының екіден үші ғана пайдаға жаратылады. Факелдарда жағылып
кететін газдың мөлшері 3 млрд. м3. Қазақсатандағы мұнай-газ өндіруші
мекемелер өндіретін мұнай ілеспа газының 90% жағып жібереді. Елімізде
өндірілетін жалпы газ мөлшерінің жартысына жуық бөлігі МІГ-на тиесілі
және мұнай ілеспе газын өндіру темпі табиғи газбен салыстырғанда жоғары
[1].
Қазақстан,
орталық Азияның үлкен аймағын алып жатқан,
энергоресурстарға бай, 16 миллиондық халқы бар мемлекет. Күннен күнге,
еліміз энергоресурс нарығының маңызды мүшесіне айналуда. Каспий теңізі
аймағында ең көп шикі мұнай қорына ие Қазақстан, күн сайын 1,3 млн.
барель мұнай өндіреді, соның 1 миллионы экспортқа жіберіледі. Мемлекет
үкіметі 2015 жылға күніне 3,5 миллион барель мұнай өндіруді көздеп отыр.
Егер бұл көрсеткішке қол жеткізілсе, күндік мұнай өндіру көрсеткіші
бойынша Иран секілді елдерді қуып жетеміз. Мұнай өндіру барысында, көп
мөлшерде мұнай ілеспе газы бөлінеді, сол себептен МІГ пайдаға жарату мен
тиімді пайдалану біздің мемлекет үшін актуалды мәселе болып табылады.
Мұнай ілеспе газының шығындары, оны жинауға арналған
инфраструктураның, тасымалдау желілерінің қажетті деңгейде орындалмауы
мен тұтынушылардың болмауымен сипатталады. Сол себептен ілеспе газ
алауларда жағылады.
Мұнай ілеспе газдары - ол мұнай өндіру барысында бөлінетін, табиғи
газдар. Ілеспе газының негізі ерекшеліктеріне құрамында метаннан басқа
этан, пропан, бутан және ауыр көмірсутектердің болуы жатады. Көпшілік
мұнай ілеспе газдарының құрамында күкіртсутек және жанбайтын азот,
көмірқышқылы, сирек гелий (Не), аргон (Аr) газдары бар. Соңғыларының
мөлшері өнеркәсіптік қызығушылық тудырмайды.
Жер қыртысының (қақпан) телімдерінде, мұнай және газдың ұзақ
уақыт бойы сақталуына физикалық және геологиялық шарттар әсер етеді.
Мұнай қорларындағы газ, сұйық түрінде (ауыр көмірсутектер) болуы мүмкін
немесе мұнай астында газ қалпағын түзіп орналасуы мүмкін.
Мұнай астында немесе жоғары орналасқан коллекторларға жылжыған
еркін газдар құрамы, мұнайда еріген газдардың құрамынан айырмашылығы
көп.
Мұнай өндіру процесі барысында өндірілген мұнай құрамынан
бөлінген ілеспе газдар құрамы, дәл сол кен орынының газ тасымалдаушы
қыртыстарында өндірілген ерікті газдар құрамынан ерекшеленеді. Ауыр
көмірсутектердің ерігіштігін, бір скважинадан өндірілген, жиі байқалатын,
газ сынамаларының құрам бойынша ерекшелітерімен түсіндіріледі. Газдар
құрамы сынаманы алу шарттарына, скважинадағы газға әсер ететін қысымға,
газ қасындағы ерікті газ сынамасының қатынасына және мұнай өндіру
кезіндегі газдың көтерілуіне тәуелді [2].
Кесте 1.1 - МІГ-ның жуықтама компоненттік құрамы
Табиғи газға қарағанда мұнай ілеспе газының компоненттік құрамы,
өндіруші кен орынына байланысты, өзгеше болады. Ары кетсе, бір кен
орынынан әртүрлі уақытта алынған мұнай ілеспе газдарының компоненттік
құрамдарында айырмашылықтар орын алады.
Әртүрлі кен орындарына байлынысты мұнай ілеспе газының
компоненттік құрамы табиғи газ құрамымен салыстырылып келтірілген. 1.2
кестесінде табиғи газ бен мұнай ілеспе газдарының көлемдік үлестері
арасындағы айырмашылықты бағалауға болады. Мұнай ілеспе газының
құрамы сепарацияның үш сатысы бойынша келтірілген.
Кесте 1.2 - Мұнай кен орынының мұнай ілеспе газының компоненттік
құрамы Газдың компоненттері
Көлемдік үлес, %
Метан
(CH4)
81
Этан
(C2H6)
5
Пропан
(C3H8)
6
Изо-бутан
(i-C4H10)
2,5
Н-бутан
(n-C4H10)
1,5
Азот
(N2)
1
Көмірқышқыл газ
(CO2)
0,15
Басқалары
2,85
Компоненттік құрам көлемдік үлес бойынша
Газдық
қоспаның
компоненттері
Компоненттің
атауы
Табиғи
газ
(газдық
мр)
Мұнай ілеспе газы (мұнайлық
мр)
Газдық
қоспаның
компоненттері
Компоненттің
атауы
Табиғи
газ
(газдық
мр)
1 саты
2 саты
3 саты
Метан
СН4
94,3442
61,7452
45,6094
19,4437
Этан
С2Н6
2,9114
7,7166
16,314
5,7315
Пропан
С3Н8
0,4312
17,5915
21,1402
40,5642
И-Бутандар
iC4H10
0,0457
3,7653
5,1382
4,3904
Бутан
C4H10
0,0719
4,8729
7,0745
9,6642
И-Пентандар
iC5H12
0,0289
0,9822
1,4432
9,9321
Пентан
C5H12
0,0258
0,9173
1,3521
12,3281
И-Гександар
iC6H14
0,0014
0,5266
0,7539
13,8146
Сурет 1.1 - Мұнай ілеспе газының компоненттік құрамының пайыздық үлесі
диаграмма түрінде
Кестеде көрсетілгендей мұнай кен орнында өндірілген мұнай ілеспе газының
құрамында метан газының мөлшері табиғи газдың құрамындағы метанға
Гексан
C6H14
0,018
0,2403
0,2825
3,7314
И-Гептандар
iC7H16
0,0082
0,0274
0,1321
6,726
Бензол
C6H6
0,0261
0,0017
0,0061
0,0414
Гептан
C7H16
0,0092
0,1014
0,0753
1,5978
И-Октандар
iC8H18
0,0017
0,0256
0,0193
4,3698
Толуол
C7H8
0,0111
0,0688
0,0679
0,0901
Октан
C8H18
0,0058
0,0017
0,0026
0,4826
И-Нонандар
iC9H20
0,0035
0,0006
0,0003
0,8705
Нонан
C9H20
0,0052
0,0015
0,0012
0,8714
И-декандар
iC10H22
0,0148
0,0131
0,01
0,1852
Декан
C10H22
0,0074
0,0191
0,016
0,1912
Көмірқышқыл
газы
CO2
0,7379
0,0382
0,1084
0,7743
Азот
N
1,2906
1,343
0,453
0,1995
Күкіртсутек
H2S
0
0
0
0
Молекулалық масса, гмоль
17,111
27,702
32,067
63,371
3
Газ тығыздығы, гм
711,339
1151,61
1333,052
2634,436
С3+в көмурсутектерінің
3
болуы , гм
17,215
627,019
817,684
2416,626
С5+в көмурсутектерінің
3
болуы , гм
6,468
95,817
135,059
1993,36
қарағанда екі есе аз. Әр сепарация сатысынан кейін метанның көлемдік үлесі
азайатындығы байқалады. Бұл метанның ең жеңіл көмірсутекті газдар
қатарына жататындығына байланысты болып келеді. Осы себептен метан
мұнайды өндіру процесі кезінде оның гомологтарына қарағанда тезірек
ұшып кетеді. Ал метан гомологтарының көлемдік үлесі әр сепарация
сатысынан кейін өсіп отырады. Бұл құраушылардың мұнайдан бөлінуіне,
мұнайды қыздыру кезіндегі температураның жоғарлауы мен мұнайды
дайындау нысандарындағы сепараторлардағы төменгі кысым әсер етеді.
Және ескеретін бір факт - мұнай ілеспе газының тығыздығы әр сатыдан
кейін өседі (ауырлау құраушылары бөлінеді). Тағы бір ескеретін жайт, ілеспе
газының тығыздығы әр саты сайын өсіп отыр. (ауыр компоненттер бөлінеді).
Мұнай кен орынындағы ілеспе газы мен табиғи газдың тығыздығын
салыстырсақ, бірінші сатыда 1,5 есе, 2 және 3 сатыда 2 -4 есе
айырмашылықтың бар екендігі байқалады. Мұнай ілеспе газының
бағалылығын анықтайтын - С3+В пропаннан жоғары компоненттердің
қосынды мөлшері. Кестеде көрсетілгендей ілеспе газындағы химиялық
бағалы компоненттердің мөлшері (пропан, бутан және т.б.) табиғи газға
қарағанда жуықтап алғанда 30 есе көп. Аталған шикі заттың құрамында
(мұнай ілеспе газы) С3+В компоненттері көбірек болған сайын, қайта өңдеу
процесі нәтижесінде көбірек өнім түрін алуға болады.
Мұнай-газ кен орындары үшін мұнай құрамында жоғары деңгейде
газдың болуымен сипатталады. Осы типті кен орынының газының
компоненттік құрамында метанның болуы табиғи газ құрамындағы метан
мөлшерімен теңдес. Ал құрамындағы басқа компоненттер бойынша ілеспе
газы табиғи газға қарағанда әлдеқайда бай.
1.1 Мұнай ілеспе газын алу
Мұнай ілеспе газы - тұтынушылар қажеттілігі үшін өндірілетін
көміртекті минералдарды тасымалдау, қайта өңдеу кезінде бөлінетін бағалы
көмірсутектерді құраушы болып табылады. Ілеспе газының шығу тегінің
ерекшелігі - ол мұнай және газды жер қыртысынан іздеу және өндіруден
бастап ақтық жүзеге асыруға дейін, оларды кез -келген қалпында және
қандай көмірсутекті өнім болмасын, қайта өңдеу процесі кезінде бөлінуі.
МІГ-ын мұнайдан көпсатылы сепарация арқылы бөліп алады.
Сепарация сатыларының қысымдарының бір -бірінен айтарлықтай
айырмашылығы, мысалы бірінші сатыда 15 - 30 бар құраса, соңғы
сатыларында 1,5 - 5 бар болуы мүмкін. Алынатын мұнай ілеспе газының
қысымы мен температурасы скважинадан түсетін қоспа су - мұнай - газ
сепарациялау технологиясы бойынша анықталады.
МІГ-ның айырықша ерекшелігі ол өндірілетін газдың аз шығыны, 100 -
5000 нм3сағ. Құрамындағы С3+ құраушылары 100 - ден 600 гм3 аралығында
жатады. Соған қарамастан ілеспе газының құрамы мен мөлшері тұрақсыз
шама болып табылады. Маусымдық және реттік ауытқулар орын алуы
мүмкін ( қалыпты ауытқу шамасы 15%).
Әдетте, сепарацияның бірінші сатысынан кейінгі газ, газ өңдеуші
зоуытқа жіберіледі. Қысымы 5 бар - дан кіші газды қолдану кезінде
айтарлықтай қиыншылықтар туындайды. Осы уақытқа дейін бұндай газ,
мұнай кен орындарындағы факелдарда жағылатын, бірақ соңғы жылдары,
мемлекет үкіметінің мұнай және газ саясатының өзгеруіне байланысты,
ілеспе газын пайдаға асыру мен басқада жағдайлар жақсы жағына қарай
өзгеруде. Қазіргі таңда өндірілетін, факелдарда жағылатын және пайдаға
асырылатын мұнай ілеспе газының көлемін, кен орындарында газ шығынын
есептеуші тораптардың болмауының салдарынан анықтау мүмкін емес.
Жуықтап алынған есептеу бойынша ол шама 25 млрд. м3 құрайды.
Төмендегі кестеде Қазақстан Республикасындағы кейбір мұнай-газ кен
орындарында өндірілетін мұнай ілеспе газының жуықталған құрамы
келтірілген.
Кесте 1.3 - ҚР мұнай кен орындарындағы күкіртсутек қраушы мұнай
ілеспе газдарының компоненттік құрамы
1.2 Мұнай ілеспе газын жағудағы адам ағзасына әсері
Мұнай ілеспе газын жағудағы бөлінетін, қоршаған ортадағы заттар
бетіне қонған, химиялық заттар, адам ағзасына ауамен демалу арқылы және
сол химиялық заттар құрамында бар азық - түлік өнімдерімен тамақтану
арқылы түседі. Мысалы, сүйекте жиналған қорғасын кальциймен әрекеттесіп,
ағзаны улайтын көзге айналады. Ал қорғасынның органикалық қосылыстары
бейорганикалық қосылыстарына қарғанда өте улы болып келеді.
Қорғасынның бейорганикалық қосылыстары адам ағзасынының зат алмасу
процесіне зақым келтіреді. Асфальт бетіне қонатын, автомобильдерден
бөлінетін түтін газдарында олар 25 - 75% болса, көпшілік бөлігі ауада
қалқиды. Дәл осы фактор, ауада қалқитын (химиялық заттар) адам өміріне
зиянды. Зерттеулер нәтижесіне сенсек, топыраққа түскен қорғасын, күрделі
органиминералды құрамға сіңіп, қозғалыссыз күйге енеді. Соның
нәтижесінде, топырақ құрамындағы қорғасынның жоғары концентрациясы
темірдің сіңірілуіне кедергі жасайды, ал бұл өсімдіктердік хлорозом
ауыруына шалдықтырады. (Р.Р. Брукс, 1982). Тағы бір сақталатын элемент,
мырыш, ағзаға түсіп, ферменттерге қоздырушы әсер етеді. Ауыр металдар
тобынан ағзаға ауыр зақым келтіретін ол - мырыш. Мырыштың ағзаға түсуі,
зәр құрамында жоғары деңгейде нәруыздың болымен және бүйректе тастың
жиналуымен сипатталады. Және ағзада мыс металының концентрация
көбейген жағдайда ми, тері, бауыр мүшелерінің әртүрлі ауыруларға
шалдығатыны дәлелденген. Малға берілетін бір кг жем құрамында қорғасын
мен мыс жуықтық мәні 10 мг -нан аспауы тиіс. (Алексеев Ю.В., 1987). Мұнай
ілеспе газын жағу барысында қоршаған ортаға кететін жану өнімдері, адам
ағзасына физиологиялық деңгейде зиян келтіруі мүмкін. Бір қатар аурулар
пайда болуы ықтимал және ауырулар санының өсуі бақыланады.
Симптомдары бірден айқындалмайтын ауру түрлері өте қауіпті. Ластаушы
заттардың адам ағзасына әсерлері: бала көтере алмау, тұқымдық
кемшіліктердің орын алуы, иммундық жүйенің әлсіреуі және онкологиялық
аурулардың өсуіне[3].
Күкірт оскидтері қоршаған ораға кері әсерін тигізеді, өсімдіктер
хлорофилдерінің бұзылуын және жапырақтардың зақымдануына алып келеді.
Атмосфераға түсетін күкірт үш оксиді (SO3) ауамен әрекеттесіп, күкірт
қышқылының түзілуіне алып келеді. Отынның механикалық кем жануының
әсерінен жану өнімдерінің құрамында улы көміртек тотығы, көмірсутектер,
соның ішінде күрделі полициклдік ароматтық көмірсутектер және күйе
болады. Көміртек оксиді (СО) қан құрамын өзгертіп, жүйке жүйесінің
жұмысын нашарлатады. Молекулярлық азоттың ауамен тотығуы азот
тотығының (NО) түзілуіне алып келеді. Ары қарай азот тотығының бір бөлігі
азот екі тотығын (NО2) түзеді. Азот екі тотығы тынысалу жолдарына және
көздің шырышты қабықшасына қоздырушы әсер етеді. Ылғалдың қатысында
азот екі тотығы ауа құрамындағы оттегімен әсерлесіп, азот қышқылының
(НNO3) түзілуіне алып келеді. Азот оксидтері табиғи күн радиациясын
жұтып, атмосфераның мөлдірлігін төмендетеді және фотохимялық смогтың
түзілуене себепші болады.
1.3 Мұнай ілеспе газын пайдаға асыру мәселелері
Мұнай ілеспе газын пайдаланудың маңызды құраушысы болып оның
бағасының құралуы болып табылады. Көпшілік инфраструтуралары қажетті
деңгейде дамымаған мұнай-газ кен орындарында, мұнай ілеспе газын
дайындау мен тасымалдау үлкен бастапқы шығындармен сипатталады. Ал
газға деген баға, мемлекетпен ерікті газ бағасының деңгейімен бекітілген.
Соның әсерінен нарықтағы мұнай ілеспе газына қойылған баға мұнай-газ
өндірушілерді де газөңдеуші зауыттарды да қанағаттандырмайды. Жобалық
экономика шарттары бойынша, ілеспе газының бағасы, элетр энергиясының,
жеңіл көмірсутекттердің кең фракцияларының бағаларымен, мұнайға деген
бағандан 10 пайызға жоғарылатып қойылған. Ілеспе газын өндіру мен қайта
өңдеуга арналған нысандар, мемлекеттің қаржыландыруымен салынған, ал
бұл қуатты газөңдеуші кешенді тұрғызу мен ілеспе газын кеңінен
пайдалануға мүмкіндік берді. Осы жағдайларда газды өңдеу пайда әкеле
бастады.
Шет аймақтардағы мұнай тасымалдау жүйелерінің дамуы, шикі мұнай
өндірісінің көлемін және ұлттық бюджеттің өсуіне себепші болады.
Бағдарлама бойынша үлкен кен, өндіріс орындарына және шығындардың
азайтылуына сүйеніш жасалды. Аз пайда келтіретін жобалар, қомақты
бастапқы шығындарды талап еткендіктен, ілеспе газын қайта өңдеу екінші
орында қалып қойды, ал үлкен кен орындарында, сол кен орынының шикі
затын (газ) өңдейтін зауоттар және газ жинағыш жүйлер салынды.
Мұнай ілеспе газын пайдаға асырушы сұлбалар, үлкен газөңдеуші
зауыттардың салынуын, газ жинағыш және жеткізгіш кең жайылған
құбырлар жүйісін жорамалдайды. Тәжірибелерге сенсек, мұнай ілеспе газын
пайдаға асырудың дәстүрлі сұлбалары, қомақты қаржылық шығындарды
талап етеді және кейде бірнеше жылдың ішінде кен орынын игере
алмайтындығын айқындайды. Дәстурлі технологияларды қолдану, үлкен кен
орындарына экономикалық жағынан тиімді, ал орта және кіші кен
орындарына мүлдем тиімсіз [4].
Бұл сұлбалардың кемшілігі келесі
-
спепарацияның соңғы
сатыларынның газын ауыр көмірсутектермен байюы нәтижесінде техникалық
және тасымалдау қиындықтары әсерінен падаға асыру мүмкін емес. Және
аталған газ ауыр көмірсутектерге қаныққандықттан құбыр желілерімен
тасымалдана алмайды, сол себепті, оны алауларда жағып жібереді. Соның
әсерінен, газ құбырлары қондырылған мұнай-газ кен орындарында
сепарацияның соңғы сатысындағы газдарды факелдарда жағып отыр.
Газ бойынша негізгі шығындар кіші және орта мұнай кен
орындарының үлесінде. Ал соңғылардың үлесі, біздің елімізде өсіп келуде.
Жоғарыда көрсетілген сұлбалардағыдай, осындай кен орындарындан газды
жинау мен газ өңдеуші зауытты салу қомақты бастапқы қаржыны талап етеді
және тиімсіз болып табылады.
Газ өңдеуші зауыттар мен тармақталған газ жинаушы желі бар
аймақтардың өзінде де, газды қайта өңдеуші зауыттар 40% шейін
жұмысбасты болып отыр, ал осы зауыттардың айналасында ескі алауларға
жаңа газ жағатын алаулар қосылуда. Аталған мәселе, саланы реттеу
шарттары мен мұнайшылар мен газ өңдеуші зауыттар тарапынан дұрыс зейін
қойылмағандықпен түсіндіріледі.
Совет үкіметі кезінде газды жинау мен мұнай ілеспе газын
тасымалдау, жеткізу, жобалық жүйе бойынша жүргізіліп, кен орынының
даму бағдарламасына сәйкес қаржыландырып отырды. Софет үкеміте
құлағаннан кейін, тәуелсіз мұнай компаниялары құрылды. Мұнай ілеспе
газын тасымалдау мен жинау инфраструктурасы газ өңдеуші зауыттардың
қолына, ал газ көзі мұнай компанияларының бақылауына енді. Сатып
алушының монопилизм жағдайы туындады, ал мұнай компанияларына
ілеспе газын, газөңдеуші зауыттарға құбырлары арқылы жіберуден басқа
пайдаға асырудың басқа шешімдері болмай қалды. Одан қалса, үкімттің
қатысуымен, заң жүзінде, ілеспе газын газөңдеуші зауыттарға жіберуге төмен
бағалар қойылды. Бір жағынан, бұл шешім, қиын тоқсаныншы жылдары
газөңдеуші зауыттардың құрып кетпеуіне көмектесті, екінші жағынан,
мұнай-газ өндіруші кен орындарының газ жинаушы инфраструктураны
дамутыға және өңдеуші зауыттар салуға деген қызығышылығын бәсеңдетті.
1.4 Ілеспе газын пайдаға асыру жолдары
Мұнай ілеспе газын пайдаға жаратудың бернеше жолдары бар:
- Газды консервациялау. Жұмыс істеп шыққан газдарды табиғи газға
арналған қайта өңдеуші қондырғыларда қолдану үшін сақтау. Осындай қайта
өңдеудің ең үмітті нұсқасы - газдың сұйық көмірсутектерге конверсиясы
(GTL). Қазіргі таңда бұндай жоба Катар елінде жүзеге асуда. Жоба бойынша
Солтүстік мұнай кен орынының газ қорларын пайдалануда. GTL
технологиясы мұнай аналогтарының кең сұрыптамасын өндіруге мүмкіндік
береді: дизельдік және реактивтік қозғалтқыштарға арналған таза отын,
отраша дистилляттар, майлағыш майлар және метанол;
- элекрт энергиясын өндіру мақсатында шағын газдық шығыр
генераторларын қолдану, ал өндірілген электр энергиясын энергетика
нарығында саудаға салу. Мұнай ілеспе газы - мұнай коллекторында мұнай
кенінде еріген табиғи газ болып табылады. Мұнай өндірісі кезінде, ілеспе
газын аулап, ары қарай өткізу үшін қайта өңдеуші қондырғыға жіберу. Бұл
жағдайда, ол электр энергиясын өндіретін шағын шығыр генераторлардың
отыны болып табылады. Мысалы кейбір шет елдерде, осы әдісті қолдануды
ынталандыру үшін, мұнай кен орындарын жергілікті салықтан босату
туралы жарғы шыққан. Камерун үкіметі алауларда жағылатын газдың
көлемі мен атмосфераға лақтырылатын зиянды заттар мөлшерін азайту үшін,
аталған әдістің қаржылай жүзеге асушылығын қарастыруда. Рессей, өздерінің
мұнай өнеркәсібі үшін шағын шығыр генераторлардың қолдану аймағын
зерттеуде;
-
Мұнай кен орынының қыртысына ілеспе газын, қыртыстың мұнайды
босатуын жоғарылату үшін қайта жіберу. Бұл әдіс, жер қыртысынан
шығатын газдарды қайталап айдамалау мен мұнай өндіру кезінде жер
қыртысының қысымын қалыпты деңгейде ұтап тұру мақсатында жүргізіледі.
Мұнаймен ілесіп шыққан газды қайталап айдамалау екінші ретті мехнизм
ретінде қолданылады және газдың тазартылуы мен компримирленуін талап
етеді. Бұндай әдіс қосымша шығындардың болуымен сипатталады, бірақ,
соның арасынша, газды қайталап адамалаудың арқасында келесіде
өндірілетін мұнай көлемін көбейтуге ықпал етеді және мұнай кен
орынынның жұмыс істеу мерзімін ұзартады. Осылай, газды, мұнай кен
орынының белсенді жұмыс мерзімінде көп рет қолдануға болады. Мысалы,
Норвегияда газды утилдеудің аталған әдісін қолданудың бағдарламасы ойлап
табылған. Бірақ, ілеспе газын жер қыртысына қайта айдамалау мұнай
ағынына кері әсерін тигізуі мүмкін. Ол нақтылы мұн ай- газ кен орынына
байланысты болады.
Мұнай-газ кешенін дамыту бағдарламасына сәйкес, соңғы жылдары
біздің Еліміз де жоғарыда аталған мәселеге зейін қоюда. Мәселені тез
уақытта шешуге асығушылық, экологиялық және мактроэкономикалық
сипатқа ие.
Қазақстан Республикасының мұнай және газ Министрлігіне сенсек,
еліміз шикі газдың өндірісін 2010 жылдағы 37,4 млрд. м3- тан 2015 жылға
59,3 млрд. м3 көтермекші. Осы жобада негзгі рөлдердің бірі мұнай ілеспе
газына тиесілі болса керек. Өкінішке орай, Қазанстаннның мұнай - газ кешені
экологиялық заңбұзушылықтардан басын шығарар емес. Ең көп таралған
экологиялық заңбұзушылықтардың бірі - мұнай өндіруші кен орындарына
жақын орналасқан аймақтардың экологиялық тұрақтылығына кері әсерін
тигізіп жатқан, ілеспе газдарының шектен тыс алауларда жағылуы.
Ілеспе газының жануы нәтижесінде бөлінетін зиянды заттар
шығарындылары, Қазақстанның жалпы атмосфераға жіберетін
шығарындыларының 10% құрайды (басқа елдермен салыстырғанда Ресейде
2%, Норвегияда 1,5% кем). Жылдық жағылатын ілеспе газдарының
көлемінен келетін шығын, айппұлдар көлемінен асып түсіп, $2,5 -3 млрд кем
түспейді.
Мұнай ілеспе газының утилдеу мәселесі Қазақстандық Киот
хаттамасына сәйкес өте актуалді болып табылады.
Мемкелетпен бекітілген заңдар, мұнай ілеспе газын алауларда жағуға,
мұнай өндіруші мекемелерге қатаң шарттар қойды. Қазақстан
Республикасының Жер қыртыстары және жер қыртыстарын пайдалану
туралы заңына сәйкес, мұнай өндіруші мекемелерге ілеспе газын
утилдеуісіз, кен орындарын пайдалануға шектеу қояды.
Статистикаға сенсек, мемлекеттік деңгейде жасалған іс-шаралардың
арқасында, алауларда жағылатын ілеспе газдарының көлемін біршама
азайтты (2006ж. 3,12 млрд. куб. м -ден 2009ж. 1,78 млрд. куб.м - ке кеміген).
2010 жылдың тоғыз айының қорытындысы бойынша 996,031 млн. м3 ілеспе
газы жағылған.
Қазіргі таңда ілеспе газын, 17 қазақстандық мұнай-газ кен орыны
толықтай утилдейді, 6-7 кен орыны ілеспе газының 90% утилдейді.
Елімізде жалпы қуаты 19 млрд. м3 үш газөңдеуші зауыт жұмыс істеп
жатыр: Қазақстандық газөңдеуші зауыты (ҚазГӨЗ), Теңгіз газ өңдеуші
зауыты (ТГӨЗ), Жаңажол газ өңдеуші зауыты (ЖГӨЗ). Және бірнеше,
өндірулігі төмен мұнай кен орындарында, газ дайындайтын кешендік
қондырғыларда (ГДКҚ) газ тауарлық күйіне дейін дайындалады.
Тенгизшевройл, Карашығанақ Петролеум Оперейтинг және
ПетроҚазақстан секілді үлкен мұнай компаниялары, ілеспе газын қайта
өңдеуші тармақталған инфрастуртурасын құруда.
Мұнай ілеспе газын қолдану арқылы электр және жылу энергияларын
өндіруге арналған жобалар кең етек жаюда, мысалы Құмкөль кен орынының
газшығырлы стансасының қуатын 50 МВт дейін көбейту жобасы.
Елімізде, мұнай ілеспе газын алауларда жағуды толықтай тоқтату
көзделіп отыр. Ал ілеспе газын утилдеу шартын орындамайтын мұнай
компанияларына қатысты, заңға сәйкес әкімшілік шаралар мен кен орынын
өндірістік мақсаттарда пайдалану лицензиясын тартып алуға шейін жазалар
қолданылатын болады[1].
Жоғарыда айтылған мәліметтерге сенсек, атқарылған іс-шараларға
қарамастан мұнай ілеспе газын утилдеу мәселелері толықтай
шешілмегендігіне көзіміз жетіп отыр. Сол себептен, шағын және орта мұнай -
газөндіруші кен орындарына, ілеспе газын утилдеу мақсатында газпоршенді
қондырғыларын пайдалануды ұсынамын. Газпоршенді қондырғыларды
пайдалану, мұнай компанияларына жеке және арзан электр және жылу
энергияларын өндіріп өз мұқтаждарына пайдалануға мүмкіндік береді.
1.5 Газ сапасына қойылатын талаптар
Газда ылғалдың, күкіртсутектің және көмірқышқыл газының болуы
жабдықтар мен коммуникациялар жағдайына кері әсерін тигізеді және газды
тасымалдау кезінде де айтарлықтай қиыншылықтар тудырады. Ылғал
тамшылары белгілі-бір жағдайда көмірсутектермен бірігіп гидраттар түзеді,
олар газ құбырларының өткізу қабілетін немесе толық тығындап тастайды.
Конденсацияланған көмірсутектер сұйықтығындарын түзуі мүмкін, оларда
құбырлардың өткізу қабілетін азайтады. Күкіртсутек пен көміртегінің қос
тотығы жабдықтың, құбыр мен арматураның тез тоттануына әсер етеді. Егер
де газда күкірсутек көм мөлшерде болса, онда одан арнайы қондырғылар
арқылы кристалды күкіртті алуға болады, ал ол қажетті өнім болып
табылады.
Сол себептен магистралды газ құбырларына және тұтынушыларға
берілетін газ сапасына белгілі-бір талаптар қойылады, оларды орындау
барысында газдың қалыпты тасымалдануы және санитарлық нормалар мен
қауіпсіздік шаралары сақтала отырып, тұтынушылармен қолданылуы
қамтамасыз етіледі.
Магисталды газ құбырына берілетін газ сапасы ЕСТ-51.40-93 пен
регламенттеледі.
Бірақ, егер газ тұтынушысы газөңдеу зауыты болған жағдайда, онда газ
сапасына қойылатын талаптар зауыттың технологиялық сұлбасымен
анықталады. Осыған байланысты мұнай мен газ өндіретін мекемелер газды
дайындауды тек қана зауытқа тасымалдауды қамтамасыз етуден жүзеге
асырады, ал зауытты газ сапасын газ тасымалдау мекеменің талаптарына
сай кондицияға дейін жеткізеді. Жоғарыда айтылған ЕСТ-пен құрамында
күкіртсутек пен меркаптандардың мөлшері едәуір жоғары газды белгіленген
тәртіпті техникалық шарттары бойынша жекелеген газ құбырларымен
тасымалдау мүмкін болады.
Қазіргі кезде газды кептіру терецдігі, одан конденсацияланған
көмірсутектерді алу және күкіртсутектердің мөлшері газды жеткізуше және
түтынушы кәсіпорындардың арасындағы келісіммен анықталады.
Кесте 1.4 - Магистралды газ құбырына жіберілетін мұнай ілеспе
газынының сапасына қойылатын талаптар (ЕСТ-51.40-93) Көрсеткіштер
Микроклиматты аудандарға арналған мәндер
Көрсеткіштер
қалыпты
салқын
Көрсеткіштер
1.05-30.09
1.10-30.04
1.05-30.09
1.10-30.04
Ылғал бойынша
шық нүктесі, ˚С
-3
-5
-10
-20
Конденсат
бойынша шық
нүктесі, ˚С
0
0
-5
-10
Күкіртсутегінің
3
массасы, гм осы
шамадан аспауы
керек
0,02
0,02
0,02
0,02
Меркаптанды
күкірттің массасы,
3
гм осы шамадан
аспауы керек
0,036
0,036
0,036
0,036
Оттегі үлесінің
көлемі, % осы
шамадан аспауы
керек
0,5
0,5
1,0
1,0
Жоғарғы жану
2
жылуы МДжм
яғни 20˚С пен
101,325 кПа
кезінде, осы
шамадан аспауы
керек
32,5
32,5
32,5
32,5
Механикалық
қоспалардың
3
массасы, гм осы
шамадан аспауы
керек
0,003
0,003
0,003
0,003
Комуналды-тұрмыстық тқтынушыларға арналған газ сапасы МЕСТ-
5542-78 сәйкес болады.
Бұл жағдайда газды күкіртсутектен және механикалық қоспалардан
тазалауға ерекше талаптар қойылады, олар нөлге келтірілуі керек.
Сонымен қатар, ауадағы газдың, оның ауадағы құрамы 1% мөлшерінде
болған кездің өзінде де иісі білінуі керек. Таза газдың иісі болмайтындығына
байланысты, газ ағынына арнайы заттар - одоранттар бүркіліп беріледі және
газ күшті спецификалық иіске ие болып, осы арқылы газдың шығып тұрған
жерін анықтайды.
Одорант ретінде көбінесе этилмеркаптандарды
-
күкірттің
органикалық қосылысынан тұратын түссіз органикалық сұйықтықты
қолданады. Этилмеркаптандардың ұсынылатын шығын нормасы 1000м2-ке
Ібг-пан келеді. Газ құбырында одорантты енгізу үшін арнайы
автоматандырылған құрылғы-одоризаторларды қолданады, олар газ
шығынына байланысты жұмыс істейді. Одоризацияланған газ құбырлар
бойымен жүріп өтіп тұтынушыға жеткенге дейінгі едәуір қышықтықта өзінің
бастапқы одоризация дәрежесін сақтау қасиетіне ие[5].
2. Когенерациялық қондырғылар
Жылуды утилдейтін, қазандық және қосымша қондырғылары, электр
және жылу энергияларының шығынын есептейтін счетчиктері бар
газпоршенді қондырғы немесе газтурбиналы қондырғылар арқылы жұмыс
жасайтын стансалар - бұл тұтынушыларды электр жылу энергияларымен
қамтамасыздандыратын қондырғылардың кешені.
Шағын ЖЭО - электр және жылу энергияларын өндірудің локалді жеке
көзі болып табылады. Әрдайым өсіп отыратын ЖЭС тарифтеріне
тәуелділіктен және жэлу, электр желілерінің шектеулерінен боасатады.
Шағын - ЖЭО-ң тұтынушыға тікелей жақын орналасуына байланысты,
электр - жылу желілерінің көптеген километрлік шығындарынан босатады.
Электр жүйелерін тарататын желілерден алыс жерде орналасқан, кейбір
құрылыстағы нысандарға электр беріліс желілерінің станса салған, қаржылық
тұрғыдан тиімді. Бұл жағдайда шағын -ЖЭО,газпоршенді қондырғысы
пайдалануға берілмес бұрын өзін-өзі ақтайды.
Сурет 2.1 - Электр және жылу энергияларының бөлек және
когенерациялық түрде өндірілуінің сұлбасы
Когенерациялық қондырғылардың негізгі ерекшеліктері:
- жоғары ПӘК - ң арқасында отынды пайдаланудың эффективтілігін
арттыру;
- жылу және электр энергиясының бөлек өндіру тәсіліне қарағанда
атмосфераға тасталатын зиянды заттар мөлшерінің азаюы;
- биоотынмен және басқа да альтернативті отын түрлерімен жұмыс
істеу мүмкіндігі;
- қондырғының салыстырмалы шусыздығы және экологиялық
тазалығы;
- энергияға деген өзіндік мұқтаждықты қамтамасыз ету;
- когенерациялық қондырғылардың электр және жылу
энергияларының тұтынушыларына жақын орналасуына
байланысты, электр энергиясын таратуға кететін шығындардың
азаюы.
-
Сурет 2.2 - Іштен жану қозғатлқышы арқасында жылуды утилдеудің
жүйесі
Энергияны өндіру - қоршаған ортаны ластаудың негізі көзі болып
табылады. Когенерациялық қондырғылар дәстүрлі энергетикамен
салыстырғанда отынды бірнеше есе тиімді пайдаланады. Соған байланысты
атмосфераға шығарылатын зиянды заттар (күкірт ІІ тотығы, ұшқыш
органикалық қосылыстар, азот оксиді, көміртегі тотықтары) мөлшерін
нақтылы жағдайда екі-үш есе азайтады.
Қазіргі таңда, электр стансалары еліміздегі жалпы қосынды күкірт ІІ
тотығының (SO2) үштен екісіне, азот тотықтарының (NOх) төрттен біріне,
көрімтегі тотықтарының (COх) және сынаптың үштен біріне және парниктің
әсердің басым бөлігіне жауапты. Атмосферада пайда болатын
эмиссиялардың әсерінен маңызды экологиялық мәселелердің қиындауына,
бүкіләлемдік климаттың өзгеруіне соның арасында қышқылдық
жаңбырлардың, смогтың көбеюіне және артезиан суларының ластануына
алып келеді. Жоғарыда аталған эмиссиялар, адам ағзасына да кері әсерін
тигізіп, астма ауруын (әсіресе балаларда) қоздырады және бронхит ауруына
шалдықтырады [3].
Когенерациялық қондырғылар негізгі төрт бөліктен құралады:
- біріншілік қозғалтқыш;
- электргенераторы;
- жылуды утилдеу жүйесі;
- басқару және бағалау жүйесі.
Қойылатын талаптарға сәйкес, біріншілік қозғалтқыш рөлін атқара
алады:
- поршенді қозғалтқыш;
- бу шығыры;
- газдық шығыр.
Генераторлар, айналушы біліктің механикалық энергиясын электр
энергиясына айналдыруға арналған.
Генераторлар синхронды және асинхронды болып бөлінеді. Синхронды
генераторлар автономды тәртіпте немесе желімен қатарлас тәртіпте жұмыс
жасай алады. Ал асинхронды қозғалтқыш тек қана желімен қатарлас жұмыс
істейді. Егер де желі жұмысында қандай да бір бұзушылықтар болса, онда
асинхронды қозғалтқыштың жұмысы тоқтайды. Сол себептен, үздіксіз
жұмыс тәртібін қамтамасыз ету мақсатында көбінесе
қозғалтқыштар таңдалады.
синхронды
Жылуды утилдеуші қондырғы
-
кез келген когенерациялық
қондырғының негізгі құраушысы болып табылады. Оның жұмыс істеу
қағидасы, ыстық шығар газдардың энергиясын пайдалануға негізделген.
Қарапайым жылуды утилдеуші қондырғының сұлбасы келесідей:
шығар газдар жылуалмастырғыштан өтіп, өз энергиясын сұйық энергия
тасымалдаушы құралға (су немесе гликоль) береді. Одан, салқындағаннан
кейін шығар газдары атмосфераға шығарылады, бірақ олардың химиялық
және мөлшерлік құрамы өзгеріссіз қалады.
Когенерациялық жүйенің жылулық бөлігінің өндірулігін арттыру үшін
утилдеуші қондырғыны, негізгі жылуалмастырғышқа берер алдында жылу
утилдеуші қондырғыдан шығатын газдарды алдын - ала қыздыратын
экономайзер-жылулмастырғышпен толықтыруға
болады. Онда жылу
тасымалдағыш қозғалтқыштан шығатын шығар газдардың жылуымен
қыздырылады. Экономайзерді қолданудың жақсы жағы - жылуды утилдеуші
қондырғыдан атмосфераға шығатын шығар газдарының температурасының
120°С және одан да төмен градусқа дейін төмендеуі.
2.1 Когенерациялық қондырғылардың түрлері
2.1.1 Бу шығырлары негізінде жұмыс істейтін когенерациялық
қондырғылар
Бу шығырлары ұзақ жылдар бойы өндірістік когенерациялық
қондырғылардың қозғалтқыштарының рөлін атқарып келеді. Бу қазанында
пайда болған, бу кеңейіп, қысымның әсерінен шығыр қалақшаларынан өтеді.
Шығыр айланып, генератордың электр энергиясын өндіруіне қа жетті
мехнаикалық қайратты өндіріп шығарады.
Жүйенің электрлік қуатының шамасы, шығырдың кірісі мен
шығысындағы қысымдар айрмасына байланысты. Бу шығырының электр
энергиясын генерациялайтын бөлігінің ПӘК -і қарастырылған
технлоголиялардың ішінде ең төмені (8-20%), бірақ когенерациялық жүйенің
құрамында, қосынды ПӘК - і шартты отын шығыны бойынша есептеу кезінде
80%- ға дейін жетеді. Осындан бу шығырларын, жылу энергиясына электр
энергиясына қарағанда қажеттілік көп болған жағдайларда қолдану
дұрыстығы айқындалды. Нарықта ұсынылатын жүйелер, өндірулігі 500 кВт
және одан да жоғары энергияны өндіруге есептелген.
Шығырдың тиімді жұмыс істеуі үшін бу жоғары қысыммен және
температурамен берілуі керек. Бұл технологияның артықшылы қазандықта
кең ауқымдағы отындар түрін жағу мүмкіндігі. Бірақ қатты отын мен ауыр
мұнай фракцияларын отын ретінде қолдану, қазаннан шығатын шығар
газдарының құрамымен анықталатын экологиялық көрсеткіштердің
төмендеуіне алып келеді.
Бу шығырлары екі типті болып келеді:
- конденсациялық (шығырдың шығысындағы бу қысымы атмосфералық
қысымнан төмен болған жағдайда). Қосымша конденсаторды қолдану
электрлік тиімділікті жоғарлатады, бірақ төменгі потенциалды жылуды
қолдануға қиыншылықтар тудырады;
- қысымға қарсы (шығырдың шығысындағы бу қысымы атмосфералық
қысымнан жоғары болған жағдайда).
Поршенді шығырларын орналастырудың ең тиімді жолы - бу
қазандарымен жабдықталған, жылуландыру жүмктемесі бар өндірулігі орта
және жоғары қазандықтар. Қазандықтарға мұндай когенерациялық жүйесін
енгізу, қазандардың санының арттыруын және олардың қайт құрасырылуын
қажет етпейді.
Нәтижесінде, БШҚ негізінде жұмыс істейтін қуаты
электргенерациялайтын қондырғы басқа нұсқаралмен салыстырғанда шағын
шартты бастапқы шығындарды талап етеді. Электр энергиясының өндірулігі
салыстырмалы аз отын шығынымен сипатталады. БШҚ негізгі кемшілігі -
жылуды тұтыну фонында кішкене шартты электр энергиясының өндірулігі.
Соған қарамастан, көпшілік жағдайларда қазандықты электр энергиясымен
толық қамтамасыз етуге жеткілікті.
2.1.2
Газ шығырлары негізінде жұмыс істейтін когенерациялық
қондырғылар
Тоқсаныншы жылдары электр энергетика саласында негізгі отын
ретінде табиғи газға көшудің арқасында, газ шығырлары энергетика
нарығында өз орнын алды. Қондырғының максималды тиімділігі 5 МВ және
одан жоғары қуата байқалатынына қарамастан, кейбір өндірушілер қуаты 1 -5
МВт аралығындағы қондырғыларды шығарып жатыр.
Газ шығарларының жұмыс істеу қағидасы келесідей: жану камерасына
сығымдағышпен сығымдалған газ, ауамен араласып, отындық қоспаны құрап
жандырылады. Түзілген жану өнімдері жоғары температурамен шығыр
білігінде орналасытырылған бірнеше қалақшалардан өтіп, турбинаны
қозғалысқа келтіреді. Біліктің механикалық энергиясы редуктор арқылы
электрлік генераторға беріледі. Шығырдан шығатын шығар газдарының
жылулық энергиясы жылуды утилдеуші қондырғысына беріледі. Электр
энергиясын өндірудің орнына, шығырдың механикалық энергиясы сорғылар
мен сығымдағыштардың жұмысына берілуі мүмкін. Газ шығырларының
... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Дипломдық жоба мұнай өндірісінің жанама өнімі болып табылатын
мұнай ілеспе газын пайдаға асыру мәселесіне арналған. Алауда ілеспе газын
жағу мәселесінің шешімі, мемлекеттің экологиялық және
макроэкономикалық жағдайына едәуір жақсартады. Осы дипломдық жобада
мұнай ілеспе газын алдын-ала тазартып, талап етілетін күйге дейін өңдеп,
контейнерлі типте орындалған газпоршенді қондырғыларында жағу
ұсынылады.
Аннотация
Данный дипломный проект посвящен проблеме утилизации
попутного нефтяного газа, который является побочным продуктом нефти
добычи. Решение проблемы сжигания попутного газа на факелах повлияет на
экологическое и макроэкономическое состояние страны.
В данном
дипломном проекте предлогается провести предочистку и переработку
попутного нефтяного газа до требуемого состояния газового топлива и
сжигания в газпорошневой установки контейнерного типа.
Abstract
This diploma project dedicated to the utilization problem of associated gas, which
is a byproduct of oil production. Solving the problem of associated gas flaring in
flares affect the ecological and macroeconomic situation of the country. In this
diploma project offers to carry out pre-treatment and processing of associated gas
to the desired state of the gas fuel and combustion gas piston installation of
container.
Мазмұны
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1. Мұнай ілеспе газы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.1 Мұнай ілеспе газын алу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.2 Мұнай ілеспе газын жағудағы адам ағзасына әсері ... ... ... ... ...
1.3 Мұнай ілеспе газын пайдаға асыру мәселелері ... ... ... ... ... ... . ...
1.4 Ілеспе газын пайдаға асыру жолдары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.5 Газ сапасына қойылатын талаптар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2. Когенерациялық қондырғылар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.1 Когенерациялық қондырғылардың түрлері ... ... ... ... ... ... ... ...
2.1.1 Бу шығырлары негізінде жұмыс істейтін когенерациялық
қондырғылар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.1.2 Газ шығырлары негізінде жұмыс істейтін когенерациялық
қондырғылар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
2.1.3 Поршенді қозғалтқыш негізіндегі когенерациялық
қондырғылар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
2.2 Когенерациялық қондырғыларды салыстыру ... ... ... ... ... ... .. ...
2.3 Когенерациялық қондырғаны таңдау ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... .
3. Мұнай ілеспе газын алдын-ала тазарту ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
3.1 Сепараторлар, олардың типтері, жұмысы мен құрылымы ... ...
3.2 Әтрүрлі сепараторлардың артықшылықтары мен кемшіліктері...
4. Мұнай ілеспе газын қайта өңдеу ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ..
4.1 Газды өңдеудің физика-энергетикалық әдісі ... ... ... ... ... ... ... .. ..
4.2 Газды өңдеудің термо-химиялық әдісі ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ...
4.3 Газды өңдеудің химия - каталитикалық әдісі ... ... ... ... ... ... ... .. ...
4.4 Мұнай ілеспе газын төменгі температуралы конденсациялау
технологиясымен өңдеу ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ..
5. Іштен жану қозғалтқышының технологиялық есебі және газдың
метандық санын анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
5.1 Іштен жану қозғалтқышының технологиялық есебі ... ... ... ... ...
5.1.1 Толтырылу процесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
5.1.2 Сығылу процесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
5.1.3 Жану процесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
5.1.4 Кеңею процесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
5.1.5 Қозғалтқыштың жұмыстық циклінің көрсеткіштерін
есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
5.2 Газдың метандық санын анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
6. Экономикалық бөлім ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
6.1 Жалпы жағдай ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
6.2 Электр және жылу энергияларының өзіндік құнын анықтау ... ... ..
7. Өміртіршілік қауіпсіздік бөлімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ..
7.1 Газпоршенді қондырғының жұмысы барысында пайда болатын
зиянды, қауіпті факторларды бағалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
7.2 Газпоршенді қондырғы жұмысының қоршаған ортаға әсері ... ... ...
7.3 Зиянды заттар шығарындыларының есебі ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... .
7.4 Құбырдың минималды биіктігін анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
7.5 Зиянды заттардың максималды концентрациясын есептеу ... ... ... .
7.6 Зиянды заттардың атмосферада сейілуі және санитарлы-қорғаныс
зонасын анықтауды есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
7.7 Өндірістік санитария ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
7.8 Еңбек қауіпсіздігін бағдарлау. Қалыпты еңбек шарттарын
қамтамасыз ету ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Кіріспе
Мұнай ілеспе газы (МІГ) - бұл мұнайда еріген немесе мұнай және газ
кен орындарында мұнай қалпақтарында болатын, табиғи көмірсутекті
газдар. Бір тонна мұнайда МІГ-ң мөлшері 1-2 мың м3-тен бірнеше мың м3-қа
дейін жету мүмкін.
Мұнай ілеспе газы - мұнай өндірісінің қосымша өнімі болып табылады.
Біздің еліміз ірі мұнай-газ кен орындарындары бай, сондықтанда мұнай
ілеспе газын пайдаға жарату өзекті мәселе болып саналады.
Инфраструктураның қажетті деңгейде болмауы, кен орындарының газ
өңдеу зауыттарынан алыс орналасуы және МІГ-ң құрамы, мұнай ілеспе
газын осы уақытқа дейін пайдаға жарата алмаудың басты себебі болып
табылады.
Табиғи газға қарағанда мұнай ілеспе газының кұрамында метан мен
этаннан бөлек пропан газдарының үлесі жоғары: бутандар және ауыр
көмірсутектер буы. Кен орындарына байланысты көпшілік мұнай ілеспе
газдарының құрамында күкіртсітек және меркаптандар, көмірқышқыл газ,
азот, геллий және аргон кездеседі.
Мұнай қыртыстарын тілгенде, алдымен мұнай қалпақтарының
газдары атқылайды, содан соң өндірілетін газдың көпшілігі мұнайда еріген
ілеспе газдарына тиесілі. Газ қалпақтарының газы немесе ерікті газ,
құрамы бойынша мұнайда еріген газдарға қарағанда жеңіл болады. Сол
себептен жаңа кен орынын пайдалануға жіберу, алғашқы кезде құрамында
метан үлесі басым болатын ілеспе газын көп мөлшерде өндірумен
сипатталады. Кен орынын ұзақ уақыт пайдалану барысында, ілеспе
газынының кірісі азайып, газдардың көпшілік мөлшері газдың ауыр
құраушыларына тиесілі болады.
Энергетика мен химия өнеркәсібі үшін мұнай ілеспе газы маңызды
шикізат болып табылады. МІГ жоғары жылу шығару қабілетіне ие, оның
мәні шамамен 9 мың - 15 мың ккалм3, бірақ құрамының тұрақсыздығы мен
қоспалардың көптігі, оларды энергогенерацияда қолдануда қиындықтар
туғызады және газды тазартуда қосымша шығынға ұшыратады.
Мұнай ілеспе газының құрамындағы метан мен этан, химия өнеркәсібінде
пластикалық массалар мен каучук өндірісінде қолданылса, ал ауырлау
құраушылары ароматты көмірсутектер, жоғарыоктанды отындық қосымдар
және төмендетілген көмірсутекті газдар, соның ішінде техникалық
төмендетілген пропан-бутан өндірісінде қолданылады. Мұнай ілеспе газын
жағу, ауыр ластағыш заттардың атмосфераға шығуына және мұнай
өнеркәсібі аймағының экологиялық жағдайының нашарлауына алып келеді.
Мұнай ілеспе газын алауларда жағып жіберуден ерекшеленетін
утилдеуші әдістермен утилдеудің қажеттілігі келесіде:
1. Газдың алауларда жағылуы және атмосфераға шығарылуы, жағудың
нәтижесінде ауада пайда болатын улы заттар өсімдіктермен абсорбцияланып,
тамақ шынжырына түсіп, адам ағзасына потенциалды қауіп төндіреді.
Мұнай ілеспе газының алауларда жағылуы, қоршаған ортаның жылулық
ластануымен жүреді.
2. Газды жағу, бүкіләлемдік жылу, қышқылдық жаңбырлар және
климаттың өзгеруі секілді экологиялық жағдайларға алып келеді. Көміртек
екі тотығы және алаулы газдардың атмосфераға шығарылуы парниктік
әсердің артуы мен бүкіләлемдік жылуылануға алып келуі мүмкін.
3. Қымбат жаңғыртылмайтын ресурстар шығындалады.
Сонымен, мұнай ілеспе газы бағалы энергетикалық шикізат болып
табылады. Ол шағын - ЖЭО-ң, газпоршенді және газтурбиналы
қондырғылардың отыны рөлін атқара алады, және энергетика нысандарында
жағылатын ілеспе газынан атмосфераға шығарылатын зиянды заттар
мөлшері, оны алауларда жағып жібергенге қарағанда әлде-қайда аз.
Дипломдық жобаның мақсаты - ілеспе газын, кіші және орта мұнай-газ
кен орындарындағы газ поршенді қондырғалырдың газдық отынының
талаптарына сай етіп өңдеп, отын ретінде қолдану.
1. Мұнай ілеспе газы
Мұнай ілеспе газын пайдаға асыру мәселесі біздің елімізде де
актуалды. Қазіргі таңда елімізде жыл сайын өнідрілетін 9 млрд. м3 мұнай
ілеспе газының екіден үші ғана пайдаға жаратылады. Факелдарда жағылып
кететін газдың мөлшері 3 млрд. м3. Қазақсатандағы мұнай-газ өндіруші
мекемелер өндіретін мұнай ілеспа газының 90% жағып жібереді. Елімізде
өндірілетін жалпы газ мөлшерінің жартысына жуық бөлігі МІГ-на тиесілі
және мұнай ілеспе газын өндіру темпі табиғи газбен салыстырғанда жоғары
[1].
Қазақстан,
орталық Азияның үлкен аймағын алып жатқан,
энергоресурстарға бай, 16 миллиондық халқы бар мемлекет. Күннен күнге,
еліміз энергоресурс нарығының маңызды мүшесіне айналуда. Каспий теңізі
аймағында ең көп шикі мұнай қорына ие Қазақстан, күн сайын 1,3 млн.
барель мұнай өндіреді, соның 1 миллионы экспортқа жіберіледі. Мемлекет
үкіметі 2015 жылға күніне 3,5 миллион барель мұнай өндіруді көздеп отыр.
Егер бұл көрсеткішке қол жеткізілсе, күндік мұнай өндіру көрсеткіші
бойынша Иран секілді елдерді қуып жетеміз. Мұнай өндіру барысында, көп
мөлшерде мұнай ілеспе газы бөлінеді, сол себептен МІГ пайдаға жарату мен
тиімді пайдалану біздің мемлекет үшін актуалды мәселе болып табылады.
Мұнай ілеспе газының шығындары, оны жинауға арналған
инфраструктураның, тасымалдау желілерінің қажетті деңгейде орындалмауы
мен тұтынушылардың болмауымен сипатталады. Сол себептен ілеспе газ
алауларда жағылады.
Мұнай ілеспе газдары - ол мұнай өндіру барысында бөлінетін, табиғи
газдар. Ілеспе газының негізі ерекшеліктеріне құрамында метаннан басқа
этан, пропан, бутан және ауыр көмірсутектердің болуы жатады. Көпшілік
мұнай ілеспе газдарының құрамында күкіртсутек және жанбайтын азот,
көмірқышқылы, сирек гелий (Не), аргон (Аr) газдары бар. Соңғыларының
мөлшері өнеркәсіптік қызығушылық тудырмайды.
Жер қыртысының (қақпан) телімдерінде, мұнай және газдың ұзақ
уақыт бойы сақталуына физикалық және геологиялық шарттар әсер етеді.
Мұнай қорларындағы газ, сұйық түрінде (ауыр көмірсутектер) болуы мүмкін
немесе мұнай астында газ қалпағын түзіп орналасуы мүмкін.
Мұнай астында немесе жоғары орналасқан коллекторларға жылжыған
еркін газдар құрамы, мұнайда еріген газдардың құрамынан айырмашылығы
көп.
Мұнай өндіру процесі барысында өндірілген мұнай құрамынан
бөлінген ілеспе газдар құрамы, дәл сол кен орынының газ тасымалдаушы
қыртыстарында өндірілген ерікті газдар құрамынан ерекшеленеді. Ауыр
көмірсутектердің ерігіштігін, бір скважинадан өндірілген, жиі байқалатын,
газ сынамаларының құрам бойынша ерекшелітерімен түсіндіріледі. Газдар
құрамы сынаманы алу шарттарына, скважинадағы газға әсер ететін қысымға,
газ қасындағы ерікті газ сынамасының қатынасына және мұнай өндіру
кезіндегі газдың көтерілуіне тәуелді [2].
Кесте 1.1 - МІГ-ның жуықтама компоненттік құрамы
Табиғи газға қарағанда мұнай ілеспе газының компоненттік құрамы,
өндіруші кен орынына байланысты, өзгеше болады. Ары кетсе, бір кен
орынынан әртүрлі уақытта алынған мұнай ілеспе газдарының компоненттік
құрамдарында айырмашылықтар орын алады.
Әртүрлі кен орындарына байлынысты мұнай ілеспе газының
компоненттік құрамы табиғи газ құрамымен салыстырылып келтірілген. 1.2
кестесінде табиғи газ бен мұнай ілеспе газдарының көлемдік үлестері
арасындағы айырмашылықты бағалауға болады. Мұнай ілеспе газының
құрамы сепарацияның үш сатысы бойынша келтірілген.
Кесте 1.2 - Мұнай кен орынының мұнай ілеспе газының компоненттік
құрамы Газдың компоненттері
Көлемдік үлес, %
Метан
(CH4)
81
Этан
(C2H6)
5
Пропан
(C3H8)
6
Изо-бутан
(i-C4H10)
2,5
Н-бутан
(n-C4H10)
1,5
Азот
(N2)
1
Көмірқышқыл газ
(CO2)
0,15
Басқалары
2,85
Компоненттік құрам көлемдік үлес бойынша
Газдық
қоспаның
компоненттері
Компоненттің
атауы
Табиғи
газ
(газдық
мр)
Мұнай ілеспе газы (мұнайлық
мр)
Газдық
қоспаның
компоненттері
Компоненттің
атауы
Табиғи
газ
(газдық
мр)
1 саты
2 саты
3 саты
Метан
СН4
94,3442
61,7452
45,6094
19,4437
Этан
С2Н6
2,9114
7,7166
16,314
5,7315
Пропан
С3Н8
0,4312
17,5915
21,1402
40,5642
И-Бутандар
iC4H10
0,0457
3,7653
5,1382
4,3904
Бутан
C4H10
0,0719
4,8729
7,0745
9,6642
И-Пентандар
iC5H12
0,0289
0,9822
1,4432
9,9321
Пентан
C5H12
0,0258
0,9173
1,3521
12,3281
И-Гександар
iC6H14
0,0014
0,5266
0,7539
13,8146
Сурет 1.1 - Мұнай ілеспе газының компоненттік құрамының пайыздық үлесі
диаграмма түрінде
Кестеде көрсетілгендей мұнай кен орнында өндірілген мұнай ілеспе газының
құрамында метан газының мөлшері табиғи газдың құрамындағы метанға
Гексан
C6H14
0,018
0,2403
0,2825
3,7314
И-Гептандар
iC7H16
0,0082
0,0274
0,1321
6,726
Бензол
C6H6
0,0261
0,0017
0,0061
0,0414
Гептан
C7H16
0,0092
0,1014
0,0753
1,5978
И-Октандар
iC8H18
0,0017
0,0256
0,0193
4,3698
Толуол
C7H8
0,0111
0,0688
0,0679
0,0901
Октан
C8H18
0,0058
0,0017
0,0026
0,4826
И-Нонандар
iC9H20
0,0035
0,0006
0,0003
0,8705
Нонан
C9H20
0,0052
0,0015
0,0012
0,8714
И-декандар
iC10H22
0,0148
0,0131
0,01
0,1852
Декан
C10H22
0,0074
0,0191
0,016
0,1912
Көмірқышқыл
газы
CO2
0,7379
0,0382
0,1084
0,7743
Азот
N
1,2906
1,343
0,453
0,1995
Күкіртсутек
H2S
0
0
0
0
Молекулалық масса, гмоль
17,111
27,702
32,067
63,371
3
Газ тығыздығы, гм
711,339
1151,61
1333,052
2634,436
С3+в көмурсутектерінің
3
болуы , гм
17,215
627,019
817,684
2416,626
С5+в көмурсутектерінің
3
болуы , гм
6,468
95,817
135,059
1993,36
қарағанда екі есе аз. Әр сепарация сатысынан кейін метанның көлемдік үлесі
азайатындығы байқалады. Бұл метанның ең жеңіл көмірсутекті газдар
қатарына жататындығына байланысты болып келеді. Осы себептен метан
мұнайды өндіру процесі кезінде оның гомологтарына қарағанда тезірек
ұшып кетеді. Ал метан гомологтарының көлемдік үлесі әр сепарация
сатысынан кейін өсіп отырады. Бұл құраушылардың мұнайдан бөлінуіне,
мұнайды қыздыру кезіндегі температураның жоғарлауы мен мұнайды
дайындау нысандарындағы сепараторлардағы төменгі кысым әсер етеді.
Және ескеретін бір факт - мұнай ілеспе газының тығыздығы әр сатыдан
кейін өседі (ауырлау құраушылары бөлінеді). Тағы бір ескеретін жайт, ілеспе
газының тығыздығы әр саты сайын өсіп отыр. (ауыр компоненттер бөлінеді).
Мұнай кен орынындағы ілеспе газы мен табиғи газдың тығыздығын
салыстырсақ, бірінші сатыда 1,5 есе, 2 және 3 сатыда 2 -4 есе
айырмашылықтың бар екендігі байқалады. Мұнай ілеспе газының
бағалылығын анықтайтын - С3+В пропаннан жоғары компоненттердің
қосынды мөлшері. Кестеде көрсетілгендей ілеспе газындағы химиялық
бағалы компоненттердің мөлшері (пропан, бутан және т.б.) табиғи газға
қарағанда жуықтап алғанда 30 есе көп. Аталған шикі заттың құрамында
(мұнай ілеспе газы) С3+В компоненттері көбірек болған сайын, қайта өңдеу
процесі нәтижесінде көбірек өнім түрін алуға болады.
Мұнай-газ кен орындары үшін мұнай құрамында жоғары деңгейде
газдың болуымен сипатталады. Осы типті кен орынының газының
компоненттік құрамында метанның болуы табиғи газ құрамындағы метан
мөлшерімен теңдес. Ал құрамындағы басқа компоненттер бойынша ілеспе
газы табиғи газға қарағанда әлдеқайда бай.
1.1 Мұнай ілеспе газын алу
Мұнай ілеспе газы - тұтынушылар қажеттілігі үшін өндірілетін
көміртекті минералдарды тасымалдау, қайта өңдеу кезінде бөлінетін бағалы
көмірсутектерді құраушы болып табылады. Ілеспе газының шығу тегінің
ерекшелігі - ол мұнай және газды жер қыртысынан іздеу және өндіруден
бастап ақтық жүзеге асыруға дейін, оларды кез -келген қалпында және
қандай көмірсутекті өнім болмасын, қайта өңдеу процесі кезінде бөлінуі.
МІГ-ын мұнайдан көпсатылы сепарация арқылы бөліп алады.
Сепарация сатыларының қысымдарының бір -бірінен айтарлықтай
айырмашылығы, мысалы бірінші сатыда 15 - 30 бар құраса, соңғы
сатыларында 1,5 - 5 бар болуы мүмкін. Алынатын мұнай ілеспе газының
қысымы мен температурасы скважинадан түсетін қоспа су - мұнай - газ
сепарациялау технологиясы бойынша анықталады.
МІГ-ның айырықша ерекшелігі ол өндірілетін газдың аз шығыны, 100 -
5000 нм3сағ. Құрамындағы С3+ құраушылары 100 - ден 600 гм3 аралығында
жатады. Соған қарамастан ілеспе газының құрамы мен мөлшері тұрақсыз
шама болып табылады. Маусымдық және реттік ауытқулар орын алуы
мүмкін ( қалыпты ауытқу шамасы 15%).
Әдетте, сепарацияның бірінші сатысынан кейінгі газ, газ өңдеуші
зоуытқа жіберіледі. Қысымы 5 бар - дан кіші газды қолдану кезінде
айтарлықтай қиыншылықтар туындайды. Осы уақытқа дейін бұндай газ,
мұнай кен орындарындағы факелдарда жағылатын, бірақ соңғы жылдары,
мемлекет үкіметінің мұнай және газ саясатының өзгеруіне байланысты,
ілеспе газын пайдаға асыру мен басқада жағдайлар жақсы жағына қарай
өзгеруде. Қазіргі таңда өндірілетін, факелдарда жағылатын және пайдаға
асырылатын мұнай ілеспе газының көлемін, кен орындарында газ шығынын
есептеуші тораптардың болмауының салдарынан анықтау мүмкін емес.
Жуықтап алынған есептеу бойынша ол шама 25 млрд. м3 құрайды.
Төмендегі кестеде Қазақстан Республикасындағы кейбір мұнай-газ кен
орындарында өндірілетін мұнай ілеспе газының жуықталған құрамы
келтірілген.
Кесте 1.3 - ҚР мұнай кен орындарындағы күкіртсутек қраушы мұнай
ілеспе газдарының компоненттік құрамы
1.2 Мұнай ілеспе газын жағудағы адам ағзасына әсері
Мұнай ілеспе газын жағудағы бөлінетін, қоршаған ортадағы заттар
бетіне қонған, химиялық заттар, адам ағзасына ауамен демалу арқылы және
сол химиялық заттар құрамында бар азық - түлік өнімдерімен тамақтану
арқылы түседі. Мысалы, сүйекте жиналған қорғасын кальциймен әрекеттесіп,
ағзаны улайтын көзге айналады. Ал қорғасынның органикалық қосылыстары
бейорганикалық қосылыстарына қарғанда өте улы болып келеді.
Қорғасынның бейорганикалық қосылыстары адам ағзасынының зат алмасу
процесіне зақым келтіреді. Асфальт бетіне қонатын, автомобильдерден
бөлінетін түтін газдарында олар 25 - 75% болса, көпшілік бөлігі ауада
қалқиды. Дәл осы фактор, ауада қалқитын (химиялық заттар) адам өміріне
зиянды. Зерттеулер нәтижесіне сенсек, топыраққа түскен қорғасын, күрделі
органиминералды құрамға сіңіп, қозғалыссыз күйге енеді. Соның
нәтижесінде, топырақ құрамындағы қорғасынның жоғары концентрациясы
темірдің сіңірілуіне кедергі жасайды, ал бұл өсімдіктердік хлорозом
ауыруына шалдықтырады. (Р.Р. Брукс, 1982). Тағы бір сақталатын элемент,
мырыш, ағзаға түсіп, ферменттерге қоздырушы әсер етеді. Ауыр металдар
тобынан ағзаға ауыр зақым келтіретін ол - мырыш. Мырыштың ағзаға түсуі,
зәр құрамында жоғары деңгейде нәруыздың болымен және бүйректе тастың
жиналуымен сипатталады. Және ағзада мыс металының концентрация
көбейген жағдайда ми, тері, бауыр мүшелерінің әртүрлі ауыруларға
шалдығатыны дәлелденген. Малға берілетін бір кг жем құрамында қорғасын
мен мыс жуықтық мәні 10 мг -нан аспауы тиіс. (Алексеев Ю.В., 1987). Мұнай
ілеспе газын жағу барысында қоршаған ортаға кететін жану өнімдері, адам
ағзасына физиологиялық деңгейде зиян келтіруі мүмкін. Бір қатар аурулар
пайда болуы ықтимал және ауырулар санының өсуі бақыланады.
Симптомдары бірден айқындалмайтын ауру түрлері өте қауіпті. Ластаушы
заттардың адам ағзасына әсерлері: бала көтере алмау, тұқымдық
кемшіліктердің орын алуы, иммундық жүйенің әлсіреуі және онкологиялық
аурулардың өсуіне[3].
Күкірт оскидтері қоршаған ораға кері әсерін тигізеді, өсімдіктер
хлорофилдерінің бұзылуын және жапырақтардың зақымдануына алып келеді.
Атмосфераға түсетін күкірт үш оксиді (SO3) ауамен әрекеттесіп, күкірт
қышқылының түзілуіне алып келеді. Отынның механикалық кем жануының
әсерінен жану өнімдерінің құрамында улы көміртек тотығы, көмірсутектер,
соның ішінде күрделі полициклдік ароматтық көмірсутектер және күйе
болады. Көміртек оксиді (СО) қан құрамын өзгертіп, жүйке жүйесінің
жұмысын нашарлатады. Молекулярлық азоттың ауамен тотығуы азот
тотығының (NО) түзілуіне алып келеді. Ары қарай азот тотығының бір бөлігі
азот екі тотығын (NО2) түзеді. Азот екі тотығы тынысалу жолдарына және
көздің шырышты қабықшасына қоздырушы әсер етеді. Ылғалдың қатысында
азот екі тотығы ауа құрамындағы оттегімен әсерлесіп, азот қышқылының
(НNO3) түзілуіне алып келеді. Азот оксидтері табиғи күн радиациясын
жұтып, атмосфераның мөлдірлігін төмендетеді және фотохимялық смогтың
түзілуене себепші болады.
1.3 Мұнай ілеспе газын пайдаға асыру мәселелері
Мұнай ілеспе газын пайдаланудың маңызды құраушысы болып оның
бағасының құралуы болып табылады. Көпшілік инфраструтуралары қажетті
деңгейде дамымаған мұнай-газ кен орындарында, мұнай ілеспе газын
дайындау мен тасымалдау үлкен бастапқы шығындармен сипатталады. Ал
газға деген баға, мемлекетпен ерікті газ бағасының деңгейімен бекітілген.
Соның әсерінен нарықтағы мұнай ілеспе газына қойылған баға мұнай-газ
өндірушілерді де газөңдеуші зауыттарды да қанағаттандырмайды. Жобалық
экономика шарттары бойынша, ілеспе газының бағасы, элетр энергиясының,
жеңіл көмірсутекттердің кең фракцияларының бағаларымен, мұнайға деген
бағандан 10 пайызға жоғарылатып қойылған. Ілеспе газын өндіру мен қайта
өңдеуга арналған нысандар, мемлекеттің қаржыландыруымен салынған, ал
бұл қуатты газөңдеуші кешенді тұрғызу мен ілеспе газын кеңінен
пайдалануға мүмкіндік берді. Осы жағдайларда газды өңдеу пайда әкеле
бастады.
Шет аймақтардағы мұнай тасымалдау жүйелерінің дамуы, шикі мұнай
өндірісінің көлемін және ұлттық бюджеттің өсуіне себепші болады.
Бағдарлама бойынша үлкен кен, өндіріс орындарына және шығындардың
азайтылуына сүйеніш жасалды. Аз пайда келтіретін жобалар, қомақты
бастапқы шығындарды талап еткендіктен, ілеспе газын қайта өңдеу екінші
орында қалып қойды, ал үлкен кен орындарында, сол кен орынының шикі
затын (газ) өңдейтін зауоттар және газ жинағыш жүйлер салынды.
Мұнай ілеспе газын пайдаға асырушы сұлбалар, үлкен газөңдеуші
зауыттардың салынуын, газ жинағыш және жеткізгіш кең жайылған
құбырлар жүйісін жорамалдайды. Тәжірибелерге сенсек, мұнай ілеспе газын
пайдаға асырудың дәстүрлі сұлбалары, қомақты қаржылық шығындарды
талап етеді және кейде бірнеше жылдың ішінде кен орынын игере
алмайтындығын айқындайды. Дәстурлі технологияларды қолдану, үлкен кен
орындарына экономикалық жағынан тиімді, ал орта және кіші кен
орындарына мүлдем тиімсіз [4].
Бұл сұлбалардың кемшілігі келесі
-
спепарацияның соңғы
сатыларынның газын ауыр көмірсутектермен байюы нәтижесінде техникалық
және тасымалдау қиындықтары әсерінен падаға асыру мүмкін емес. Және
аталған газ ауыр көмірсутектерге қаныққандықттан құбыр желілерімен
тасымалдана алмайды, сол себепті, оны алауларда жағып жібереді. Соның
әсерінен, газ құбырлары қондырылған мұнай-газ кен орындарында
сепарацияның соңғы сатысындағы газдарды факелдарда жағып отыр.
Газ бойынша негізгі шығындар кіші және орта мұнай кен
орындарының үлесінде. Ал соңғылардың үлесі, біздің елімізде өсіп келуде.
Жоғарыда көрсетілген сұлбалардағыдай, осындай кен орындарындан газды
жинау мен газ өңдеуші зауытты салу қомақты бастапқы қаржыны талап етеді
және тиімсіз болып табылады.
Газ өңдеуші зауыттар мен тармақталған газ жинаушы желі бар
аймақтардың өзінде де, газды қайта өңдеуші зауыттар 40% шейін
жұмысбасты болып отыр, ал осы зауыттардың айналасында ескі алауларға
жаңа газ жағатын алаулар қосылуда. Аталған мәселе, саланы реттеу
шарттары мен мұнайшылар мен газ өңдеуші зауыттар тарапынан дұрыс зейін
қойылмағандықпен түсіндіріледі.
Совет үкіметі кезінде газды жинау мен мұнай ілеспе газын
тасымалдау, жеткізу, жобалық жүйе бойынша жүргізіліп, кен орынының
даму бағдарламасына сәйкес қаржыландырып отырды. Софет үкеміте
құлағаннан кейін, тәуелсіз мұнай компаниялары құрылды. Мұнай ілеспе
газын тасымалдау мен жинау инфраструктурасы газ өңдеуші зауыттардың
қолына, ал газ көзі мұнай компанияларының бақылауына енді. Сатып
алушының монопилизм жағдайы туындады, ал мұнай компанияларына
ілеспе газын, газөңдеуші зауыттарға құбырлары арқылы жіберуден басқа
пайдаға асырудың басқа шешімдері болмай қалды. Одан қалса, үкімттің
қатысуымен, заң жүзінде, ілеспе газын газөңдеуші зауыттарға жіберуге төмен
бағалар қойылды. Бір жағынан, бұл шешім, қиын тоқсаныншы жылдары
газөңдеуші зауыттардың құрып кетпеуіне көмектесті, екінші жағынан,
мұнай-газ өндіруші кен орындарының газ жинаушы инфраструктураны
дамутыға және өңдеуші зауыттар салуға деген қызығышылығын бәсеңдетті.
1.4 Ілеспе газын пайдаға асыру жолдары
Мұнай ілеспе газын пайдаға жаратудың бернеше жолдары бар:
- Газды консервациялау. Жұмыс істеп шыққан газдарды табиғи газға
арналған қайта өңдеуші қондырғыларда қолдану үшін сақтау. Осындай қайта
өңдеудің ең үмітті нұсқасы - газдың сұйық көмірсутектерге конверсиясы
(GTL). Қазіргі таңда бұндай жоба Катар елінде жүзеге асуда. Жоба бойынша
Солтүстік мұнай кен орынының газ қорларын пайдалануда. GTL
технологиясы мұнай аналогтарының кең сұрыптамасын өндіруге мүмкіндік
береді: дизельдік және реактивтік қозғалтқыштарға арналған таза отын,
отраша дистилляттар, майлағыш майлар және метанол;
- элекрт энергиясын өндіру мақсатында шағын газдық шығыр
генераторларын қолдану, ал өндірілген электр энергиясын энергетика
нарығында саудаға салу. Мұнай ілеспе газы - мұнай коллекторында мұнай
кенінде еріген табиғи газ болып табылады. Мұнай өндірісі кезінде, ілеспе
газын аулап, ары қарай өткізу үшін қайта өңдеуші қондырғыға жіберу. Бұл
жағдайда, ол электр энергиясын өндіретін шағын шығыр генераторлардың
отыны болып табылады. Мысалы кейбір шет елдерде, осы әдісті қолдануды
ынталандыру үшін, мұнай кен орындарын жергілікті салықтан босату
туралы жарғы шыққан. Камерун үкіметі алауларда жағылатын газдың
көлемі мен атмосфераға лақтырылатын зиянды заттар мөлшерін азайту үшін,
аталған әдістің қаржылай жүзеге асушылығын қарастыруда. Рессей, өздерінің
мұнай өнеркәсібі үшін шағын шығыр генераторлардың қолдану аймағын
зерттеуде;
-
Мұнай кен орынының қыртысына ілеспе газын, қыртыстың мұнайды
босатуын жоғарылату үшін қайта жіберу. Бұл әдіс, жер қыртысынан
шығатын газдарды қайталап айдамалау мен мұнай өндіру кезінде жер
қыртысының қысымын қалыпты деңгейде ұтап тұру мақсатында жүргізіледі.
Мұнаймен ілесіп шыққан газды қайталап айдамалау екінші ретті мехнизм
ретінде қолданылады және газдың тазартылуы мен компримирленуін талап
етеді. Бұндай әдіс қосымша шығындардың болуымен сипатталады, бірақ,
соның арасынша, газды қайталап адамалаудың арқасында келесіде
өндірілетін мұнай көлемін көбейтуге ықпал етеді және мұнай кен
орынынның жұмыс істеу мерзімін ұзартады. Осылай, газды, мұнай кен
орынының белсенді жұмыс мерзімінде көп рет қолдануға болады. Мысалы,
Норвегияда газды утилдеудің аталған әдісін қолданудың бағдарламасы ойлап
табылған. Бірақ, ілеспе газын жер қыртысына қайта айдамалау мұнай
ағынына кері әсерін тигізуі мүмкін. Ол нақтылы мұн ай- газ кен орынына
байланысты болады.
Мұнай-газ кешенін дамыту бағдарламасына сәйкес, соңғы жылдары
біздің Еліміз де жоғарыда аталған мәселеге зейін қоюда. Мәселені тез
уақытта шешуге асығушылық, экологиялық және мактроэкономикалық
сипатқа ие.
Қазақстан Республикасының мұнай және газ Министрлігіне сенсек,
еліміз шикі газдың өндірісін 2010 жылдағы 37,4 млрд. м3- тан 2015 жылға
59,3 млрд. м3 көтермекші. Осы жобада негзгі рөлдердің бірі мұнай ілеспе
газына тиесілі болса керек. Өкінішке орай, Қазанстаннның мұнай - газ кешені
экологиялық заңбұзушылықтардан басын шығарар емес. Ең көп таралған
экологиялық заңбұзушылықтардың бірі - мұнай өндіруші кен орындарына
жақын орналасқан аймақтардың экологиялық тұрақтылығына кері әсерін
тигізіп жатқан, ілеспе газдарының шектен тыс алауларда жағылуы.
Ілеспе газының жануы нәтижесінде бөлінетін зиянды заттар
шығарындылары, Қазақстанның жалпы атмосфераға жіберетін
шығарындыларының 10% құрайды (басқа елдермен салыстырғанда Ресейде
2%, Норвегияда 1,5% кем). Жылдық жағылатын ілеспе газдарының
көлемінен келетін шығын, айппұлдар көлемінен асып түсіп, $2,5 -3 млрд кем
түспейді.
Мұнай ілеспе газының утилдеу мәселесі Қазақстандық Киот
хаттамасына сәйкес өте актуалді болып табылады.
Мемкелетпен бекітілген заңдар, мұнай ілеспе газын алауларда жағуға,
мұнай өндіруші мекемелерге қатаң шарттар қойды. Қазақстан
Республикасының Жер қыртыстары және жер қыртыстарын пайдалану
туралы заңына сәйкес, мұнай өндіруші мекемелерге ілеспе газын
утилдеуісіз, кен орындарын пайдалануға шектеу қояды.
Статистикаға сенсек, мемлекеттік деңгейде жасалған іс-шаралардың
арқасында, алауларда жағылатын ілеспе газдарының көлемін біршама
азайтты (2006ж. 3,12 млрд. куб. м -ден 2009ж. 1,78 млрд. куб.м - ке кеміген).
2010 жылдың тоғыз айының қорытындысы бойынша 996,031 млн. м3 ілеспе
газы жағылған.
Қазіргі таңда ілеспе газын, 17 қазақстандық мұнай-газ кен орыны
толықтай утилдейді, 6-7 кен орыны ілеспе газының 90% утилдейді.
Елімізде жалпы қуаты 19 млрд. м3 үш газөңдеуші зауыт жұмыс істеп
жатыр: Қазақстандық газөңдеуші зауыты (ҚазГӨЗ), Теңгіз газ өңдеуші
зауыты (ТГӨЗ), Жаңажол газ өңдеуші зауыты (ЖГӨЗ). Және бірнеше,
өндірулігі төмен мұнай кен орындарында, газ дайындайтын кешендік
қондырғыларда (ГДКҚ) газ тауарлық күйіне дейін дайындалады.
Тенгизшевройл, Карашығанақ Петролеум Оперейтинг және
ПетроҚазақстан секілді үлкен мұнай компаниялары, ілеспе газын қайта
өңдеуші тармақталған инфрастуртурасын құруда.
Мұнай ілеспе газын қолдану арқылы электр және жылу энергияларын
өндіруге арналған жобалар кең етек жаюда, мысалы Құмкөль кен орынының
газшығырлы стансасының қуатын 50 МВт дейін көбейту жобасы.
Елімізде, мұнай ілеспе газын алауларда жағуды толықтай тоқтату
көзделіп отыр. Ал ілеспе газын утилдеу шартын орындамайтын мұнай
компанияларына қатысты, заңға сәйкес әкімшілік шаралар мен кен орынын
өндірістік мақсаттарда пайдалану лицензиясын тартып алуға шейін жазалар
қолданылатын болады[1].
Жоғарыда айтылған мәліметтерге сенсек, атқарылған іс-шараларға
қарамастан мұнай ілеспе газын утилдеу мәселелері толықтай
шешілмегендігіне көзіміз жетіп отыр. Сол себептен, шағын және орта мұнай -
газөндіруші кен орындарына, ілеспе газын утилдеу мақсатында газпоршенді
қондырғыларын пайдалануды ұсынамын. Газпоршенді қондырғыларды
пайдалану, мұнай компанияларына жеке және арзан электр және жылу
энергияларын өндіріп өз мұқтаждарына пайдалануға мүмкіндік береді.
1.5 Газ сапасына қойылатын талаптар
Газда ылғалдың, күкіртсутектің және көмірқышқыл газының болуы
жабдықтар мен коммуникациялар жағдайына кері әсерін тигізеді және газды
тасымалдау кезінде де айтарлықтай қиыншылықтар тудырады. Ылғал
тамшылары белгілі-бір жағдайда көмірсутектермен бірігіп гидраттар түзеді,
олар газ құбырларының өткізу қабілетін немесе толық тығындап тастайды.
Конденсацияланған көмірсутектер сұйықтығындарын түзуі мүмкін, оларда
құбырлардың өткізу қабілетін азайтады. Күкіртсутек пен көміртегінің қос
тотығы жабдықтың, құбыр мен арматураның тез тоттануына әсер етеді. Егер
де газда күкірсутек көм мөлшерде болса, онда одан арнайы қондырғылар
арқылы кристалды күкіртті алуға болады, ал ол қажетті өнім болып
табылады.
Сол себептен магистралды газ құбырларына және тұтынушыларға
берілетін газ сапасына белгілі-бір талаптар қойылады, оларды орындау
барысында газдың қалыпты тасымалдануы және санитарлық нормалар мен
қауіпсіздік шаралары сақтала отырып, тұтынушылармен қолданылуы
қамтамасыз етіледі.
Магисталды газ құбырына берілетін газ сапасы ЕСТ-51.40-93 пен
регламенттеледі.
Бірақ, егер газ тұтынушысы газөңдеу зауыты болған жағдайда, онда газ
сапасына қойылатын талаптар зауыттың технологиялық сұлбасымен
анықталады. Осыған байланысты мұнай мен газ өндіретін мекемелер газды
дайындауды тек қана зауытқа тасымалдауды қамтамасыз етуден жүзеге
асырады, ал зауытты газ сапасын газ тасымалдау мекеменің талаптарына
сай кондицияға дейін жеткізеді. Жоғарыда айтылған ЕСТ-пен құрамында
күкіртсутек пен меркаптандардың мөлшері едәуір жоғары газды белгіленген
тәртіпті техникалық шарттары бойынша жекелеген газ құбырларымен
тасымалдау мүмкін болады.
Қазіргі кезде газды кептіру терецдігі, одан конденсацияланған
көмірсутектерді алу және күкіртсутектердің мөлшері газды жеткізуше және
түтынушы кәсіпорындардың арасындағы келісіммен анықталады.
Кесте 1.4 - Магистралды газ құбырына жіберілетін мұнай ілеспе
газынының сапасына қойылатын талаптар (ЕСТ-51.40-93) Көрсеткіштер
Микроклиматты аудандарға арналған мәндер
Көрсеткіштер
қалыпты
салқын
Көрсеткіштер
1.05-30.09
1.10-30.04
1.05-30.09
1.10-30.04
Ылғал бойынша
шық нүктесі, ˚С
-3
-5
-10
-20
Конденсат
бойынша шық
нүктесі, ˚С
0
0
-5
-10
Күкіртсутегінің
3
массасы, гм осы
шамадан аспауы
керек
0,02
0,02
0,02
0,02
Меркаптанды
күкірттің массасы,
3
гм осы шамадан
аспауы керек
0,036
0,036
0,036
0,036
Оттегі үлесінің
көлемі, % осы
шамадан аспауы
керек
0,5
0,5
1,0
1,0
Жоғарғы жану
2
жылуы МДжм
яғни 20˚С пен
101,325 кПа
кезінде, осы
шамадан аспауы
керек
32,5
32,5
32,5
32,5
Механикалық
қоспалардың
3
массасы, гм осы
шамадан аспауы
керек
0,003
0,003
0,003
0,003
Комуналды-тұрмыстық тқтынушыларға арналған газ сапасы МЕСТ-
5542-78 сәйкес болады.
Бұл жағдайда газды күкіртсутектен және механикалық қоспалардан
тазалауға ерекше талаптар қойылады, олар нөлге келтірілуі керек.
Сонымен қатар, ауадағы газдың, оның ауадағы құрамы 1% мөлшерінде
болған кездің өзінде де иісі білінуі керек. Таза газдың иісі болмайтындығына
байланысты, газ ағынына арнайы заттар - одоранттар бүркіліп беріледі және
газ күшті спецификалық иіске ие болып, осы арқылы газдың шығып тұрған
жерін анықтайды.
Одорант ретінде көбінесе этилмеркаптандарды
-
күкірттің
органикалық қосылысынан тұратын түссіз органикалық сұйықтықты
қолданады. Этилмеркаптандардың ұсынылатын шығын нормасы 1000м2-ке
Ібг-пан келеді. Газ құбырында одорантты енгізу үшін арнайы
автоматандырылған құрылғы-одоризаторларды қолданады, олар газ
шығынына байланысты жұмыс істейді. Одоризацияланған газ құбырлар
бойымен жүріп өтіп тұтынушыға жеткенге дейінгі едәуір қышықтықта өзінің
бастапқы одоризация дәрежесін сақтау қасиетіне ие[5].
2. Когенерациялық қондырғылар
Жылуды утилдейтін, қазандық және қосымша қондырғылары, электр
және жылу энергияларының шығынын есептейтін счетчиктері бар
газпоршенді қондырғы немесе газтурбиналы қондырғылар арқылы жұмыс
жасайтын стансалар - бұл тұтынушыларды электр жылу энергияларымен
қамтамасыздандыратын қондырғылардың кешені.
Шағын ЖЭО - электр және жылу энергияларын өндірудің локалді жеке
көзі болып табылады. Әрдайым өсіп отыратын ЖЭС тарифтеріне
тәуелділіктен және жэлу, электр желілерінің шектеулерінен боасатады.
Шағын - ЖЭО-ң тұтынушыға тікелей жақын орналасуына байланысты,
электр - жылу желілерінің көптеген километрлік шығындарынан босатады.
Электр жүйелерін тарататын желілерден алыс жерде орналасқан, кейбір
құрылыстағы нысандарға электр беріліс желілерінің станса салған, қаржылық
тұрғыдан тиімді. Бұл жағдайда шағын -ЖЭО,газпоршенді қондырғысы
пайдалануға берілмес бұрын өзін-өзі ақтайды.
Сурет 2.1 - Электр және жылу энергияларының бөлек және
когенерациялық түрде өндірілуінің сұлбасы
Когенерациялық қондырғылардың негізгі ерекшеліктері:
- жоғары ПӘК - ң арқасында отынды пайдаланудың эффективтілігін
арттыру;
- жылу және электр энергиясының бөлек өндіру тәсіліне қарағанда
атмосфераға тасталатын зиянды заттар мөлшерінің азаюы;
- биоотынмен және басқа да альтернативті отын түрлерімен жұмыс
істеу мүмкіндігі;
- қондырғының салыстырмалы шусыздығы және экологиялық
тазалығы;
- энергияға деген өзіндік мұқтаждықты қамтамасыз ету;
- когенерациялық қондырғылардың электр және жылу
энергияларының тұтынушыларына жақын орналасуына
байланысты, электр энергиясын таратуға кететін шығындардың
азаюы.
-
Сурет 2.2 - Іштен жану қозғатлқышы арқасында жылуды утилдеудің
жүйесі
Энергияны өндіру - қоршаған ортаны ластаудың негізі көзі болып
табылады. Когенерациялық қондырғылар дәстүрлі энергетикамен
салыстырғанда отынды бірнеше есе тиімді пайдаланады. Соған байланысты
атмосфераға шығарылатын зиянды заттар (күкірт ІІ тотығы, ұшқыш
органикалық қосылыстар, азот оксиді, көміртегі тотықтары) мөлшерін
нақтылы жағдайда екі-үш есе азайтады.
Қазіргі таңда, электр стансалары еліміздегі жалпы қосынды күкірт ІІ
тотығының (SO2) үштен екісіне, азот тотықтарының (NOх) төрттен біріне,
көрімтегі тотықтарының (COх) және сынаптың үштен біріне және парниктің
әсердің басым бөлігіне жауапты. Атмосферада пайда болатын
эмиссиялардың әсерінен маңызды экологиялық мәселелердің қиындауына,
бүкіләлемдік климаттың өзгеруіне соның арасында қышқылдық
жаңбырлардың, смогтың көбеюіне және артезиан суларының ластануына
алып келеді. Жоғарыда аталған эмиссиялар, адам ағзасына да кері әсерін
тигізіп, астма ауруын (әсіресе балаларда) қоздырады және бронхит ауруына
шалдықтырады [3].
Когенерациялық қондырғылар негізгі төрт бөліктен құралады:
- біріншілік қозғалтқыш;
- электргенераторы;
- жылуды утилдеу жүйесі;
- басқару және бағалау жүйесі.
Қойылатын талаптарға сәйкес, біріншілік қозғалтқыш рөлін атқара
алады:
- поршенді қозғалтқыш;
- бу шығыры;
- газдық шығыр.
Генераторлар, айналушы біліктің механикалық энергиясын электр
энергиясына айналдыруға арналған.
Генераторлар синхронды және асинхронды болып бөлінеді. Синхронды
генераторлар автономды тәртіпте немесе желімен қатарлас тәртіпте жұмыс
жасай алады. Ал асинхронды қозғалтқыш тек қана желімен қатарлас жұмыс
істейді. Егер де желі жұмысында қандай да бір бұзушылықтар болса, онда
асинхронды қозғалтқыштың жұмысы тоқтайды. Сол себептен, үздіксіз
жұмыс тәртібін қамтамасыз ету мақсатында көбінесе
қозғалтқыштар таңдалады.
синхронды
Жылуды утилдеуші қондырғы
-
кез келген когенерациялық
қондырғының негізгі құраушысы болып табылады. Оның жұмыс істеу
қағидасы, ыстық шығар газдардың энергиясын пайдалануға негізделген.
Қарапайым жылуды утилдеуші қондырғының сұлбасы келесідей:
шығар газдар жылуалмастырғыштан өтіп, өз энергиясын сұйық энергия
тасымалдаушы құралға (су немесе гликоль) береді. Одан, салқындағаннан
кейін шығар газдары атмосфераға шығарылады, бірақ олардың химиялық
және мөлшерлік құрамы өзгеріссіз қалады.
Когенерациялық жүйенің жылулық бөлігінің өндірулігін арттыру үшін
утилдеуші қондырғыны, негізгі жылуалмастырғышқа берер алдында жылу
утилдеуші қондырғыдан шығатын газдарды алдын - ала қыздыратын
экономайзер-жылулмастырғышпен толықтыруға
болады. Онда жылу
тасымалдағыш қозғалтқыштан шығатын шығар газдардың жылуымен
қыздырылады. Экономайзерді қолданудың жақсы жағы - жылуды утилдеуші
қондырғыдан атмосфераға шығатын шығар газдарының температурасының
120°С және одан да төмен градусқа дейін төмендеуі.
2.1 Когенерациялық қондырғылардың түрлері
2.1.1 Бу шығырлары негізінде жұмыс істейтін когенерациялық
қондырғылар
Бу шығырлары ұзақ жылдар бойы өндірістік когенерациялық
қондырғылардың қозғалтқыштарының рөлін атқарып келеді. Бу қазанында
пайда болған, бу кеңейіп, қысымның әсерінен шығыр қалақшаларынан өтеді.
Шығыр айланып, генератордың электр энергиясын өндіруіне қа жетті
мехнаикалық қайратты өндіріп шығарады.
Жүйенің электрлік қуатының шамасы, шығырдың кірісі мен
шығысындағы қысымдар айрмасына байланысты. Бу шығырының электр
энергиясын генерациялайтын бөлігінің ПӘК -і қарастырылған
технлоголиялардың ішінде ең төмені (8-20%), бірақ когенерациялық жүйенің
құрамында, қосынды ПӘК - і шартты отын шығыны бойынша есептеу кезінде
80%- ға дейін жетеді. Осындан бу шығырларын, жылу энергиясына электр
энергиясына қарағанда қажеттілік көп болған жағдайларда қолдану
дұрыстығы айқындалды. Нарықта ұсынылатын жүйелер, өндірулігі 500 кВт
және одан да жоғары энергияны өндіруге есептелген.
Шығырдың тиімді жұмыс істеуі үшін бу жоғары қысыммен және
температурамен берілуі керек. Бұл технологияның артықшылы қазандықта
кең ауқымдағы отындар түрін жағу мүмкіндігі. Бірақ қатты отын мен ауыр
мұнай фракцияларын отын ретінде қолдану, қазаннан шығатын шығар
газдарының құрамымен анықталатын экологиялық көрсеткіштердің
төмендеуіне алып келеді.
Бу шығырлары екі типті болып келеді:
- конденсациялық (шығырдың шығысындағы бу қысымы атмосфералық
қысымнан төмен болған жағдайда). Қосымша конденсаторды қолдану
электрлік тиімділікті жоғарлатады, бірақ төменгі потенциалды жылуды
қолдануға қиыншылықтар тудырады;
- қысымға қарсы (шығырдың шығысындағы бу қысымы атмосфералық
қысымнан жоғары болған жағдайда).
Поршенді шығырларын орналастырудың ең тиімді жолы - бу
қазандарымен жабдықталған, жылуландыру жүмктемесі бар өндірулігі орта
және жоғары қазандықтар. Қазандықтарға мұндай когенерациялық жүйесін
енгізу, қазандардың санының арттыруын және олардың қайт құрасырылуын
қажет етпейді.
Нәтижесінде, БШҚ негізінде жұмыс істейтін қуаты
электргенерациялайтын қондырғы басқа нұсқаралмен салыстырғанда шағын
шартты бастапқы шығындарды талап етеді. Электр энергиясының өндірулігі
салыстырмалы аз отын шығынымен сипатталады. БШҚ негізгі кемшілігі -
жылуды тұтыну фонында кішкене шартты электр энергиясының өндірулігі.
Соған қарамастан, көпшілік жағдайларда қазандықты электр энергиясымен
толық қамтамасыз етуге жеткілікті.
2.1.2
Газ шығырлары негізінде жұмыс істейтін когенерациялық
қондырғылар
Тоқсаныншы жылдары электр энергетика саласында негізгі отын
ретінде табиғи газға көшудің арқасында, газ шығырлары энергетика
нарығында өз орнын алды. Қондырғының максималды тиімділігі 5 МВ және
одан жоғары қуата байқалатынына қарамастан, кейбір өндірушілер қуаты 1 -5
МВт аралығындағы қондырғыларды шығарып жатыр.
Газ шығарларының жұмыс істеу қағидасы келесідей: жану камерасына
сығымдағышпен сығымдалған газ, ауамен араласып, отындық қоспаны құрап
жандырылады. Түзілген жану өнімдері жоғары температурамен шығыр
білігінде орналасытырылған бірнеше қалақшалардан өтіп, турбинаны
қозғалысқа келтіреді. Біліктің механикалық энергиясы редуктор арқылы
электрлік генераторға беріледі. Шығырдан шығатын шығар газдарының
жылулық энергиясы жылуды утилдеуші қондырғысына беріледі. Электр
энергиясын өндірудің орнына, шығырдың механикалық энергиясы сорғылар
мен сығымдағыштардың жұмысына берілуі мүмкін. Газ шығырларының
... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz