Одоризация газа это


ОДОРИЗАЦИЯ ГАЗА

Одоризация газа — это придание голубому топливу специфического запаха с помощью специальных компонентов для своевременного обнаружения возможных утечек.

Для чего это нужно?

Природный газ не имеет ни цвета, ни запаха, поэтому обнаружить утечку голубого топлива довольно трудно. Чтобы обеспечить безопасность транспорта и использования газа, его одорируют, то есть специально придают резкий и неприятный запах. Для этой цели в голубое топливо вводят одоранты — вещества, предупреждающие о наличии газа в воздухе. Используемые для одоризации газа реагенты должны быть физиологически безвредны, неагрессивны по отношению к металлам и материалам газовых сетей и приборов, инертны к составным частям голубого топлива. Всем этим требованиям в большей степени удовлетворяют такие сернистые соединения, как этилмеркаптан, метилмеркаптан, пропилмеркаптан, каптан, сульфан. Наибольшее распространение в качестве одоранта получил этилмеркаптан — жидкость с резким запахом. Наличие паров одоранта в газе должно быть таким, чтобы резкий запах ощущался уже при небольшой объемной концентрации.

Как это происходит?

Процесс одоризации происходит непосредственно перед подачей голубого топлива потребителям — на газораспределительных станциях. Реагент вводят в газопровод с помощью специальных установок, обеспечивающих подачу одоранта пропорционально расходу газа — строго по установленным нормам. Одоризационные системы на газораспределительных станциях работают в ручном и автоматическом режимах. В основном используют установки двух типов: капельные и барботажные. В одоризационных системах капельного типа реагент подается в газопровод в виде капель или тонкой струи. Барботажные одоризационные установки работают по принципу насыщения отведенного потока газа парами одоранта в барботажной камере и затем смешения его с основным потоком в газопроводе.

На складах одорант хранится в контейнерах заводского изготовления на открытых площадках, а непосредственно на ГРС — в подземных или надземных металлических емкостях, связанных технологическими линиями с одоризационной установкой.

А как у нас?

В ООО «Газпром трансгаз Ставрополь» одоризацию голубого топлива проводят как на газораспределительных станциях, так и на установках кустовой одоризации, расположенных в системе магистрального транспорта газа. В качестве одоранта на ГРС Общества используют смесь природных меркаптанов (СПМ-1). Процесс одоризации на станциях осуществляют в автоматическом и ручном режимах. Реагент добавляют в голубое топливо из расчета 16 граммов на каждую тысячу кубических метров природного газа. Весь одорант, необходимый для производственных нужд Общества, хранится на технологической площадке Изобильненского ЛПУМГ. На газораспределительные станции Общества реагент доставляют в специальных передвижных контейнерах. Ежегодно для одоризации газа в ООО «Газпром трансгаз Ставрополь» используют десятки тонн одоранта.

Служба по связям с общественностью и СМИ

ООО «Газпром трансгаз Ставрополь»

stavropol-tr.gazprom.ru

Одоризация газа это

сжиженный углеводородный газ безопасность

Пары сжиженных газов бесцветны и не имеют запаха. Это затрудняет обнаружение их в помещениях при утечке. Согласно требованиям государственных стандартов на сжиженный газ, запах газа должен ощущаться при объемном содержании его в воздухе, равном 0,5 %. Для придания сжиженному газу специфического запаха к нему добавляют сильно пахнущие вещества — одоранты (например, этилмеркаптаны). Одоризация сжиженных углеводородных газов бытового и коммунально-бытового назначения должна проводиться на нефтехимических, газо- и нефтеперерабатывающих заводах. Норма одоризации зависит от содержания основных компонентов сжиженного углеводородного газа. При массовом содержании пропана до 60 % (включительно), бутана и других газов более 40 % количество этилмеркаптана составляет 60 г на 1 т сжиженного газа, а при массовом содержании пропана свыше 60%, бутана и других газов до 40 % — 90 г на 1 т сжиженного углеводородного газа. Заводы-изготовители осуществляют одоризацию в потоке путем введения одоранта в трубопроводы, по которым газ подается из резервуаров к наливным железнодорожным эстакадам.

Органолептическая проверка интенсивности запаха одорированных сжиженных газов проводится пятью испытателями в специально оборудованной комнате — камере с температурой (273 ±4) К, где объемное содержание сжиженных газов в воздухе должно составлять 0,4 %, что соответствует Vs нижнего предела взрываемости. В камеру газ поступает из баллона или пробоотборника, заполненного не менее чем на 75% объема. Затем при помощи вентиляторов его перемешивают с воздухом.

Интенсивность запаха оценивают по пятибалльной шкале: 0 баллов — запах отсутствует; 1 балл–запах очень слабый, неопределенный; 2 балла — запах слабый, но определенный; 3 балла — запах умеренный; 4 балла — запах сильный; 5 баллов — запах очень- сильный. Степень одоризации считается достаточной, если не менее трех испытателей дадут оценку интенсивности не ниже 3 баллов. Если запах окажется недостаточным, то проводится оценка другой пробы газа пятью незаинтересованными испытателями. Одновременно осуществляют физико-химический анализ на содержание этилмеркаптана в углеводородной газовой смеси одним из следующих методов: хро-матографическим, иодометрическим, методом бромных индексов и др.

* Назначение одоршации газов.

* Требования к адорантам.

Все естественные и некоторые искусственные газы совсем не имеют запаха или он очень слабый. А потому его тяжело проявить в помещении, чтобы предупредить взрыв, отравление и пожар. Поэтому газам искусственно предоставляют запах – одорируют. Вещества, которые для этого применяются называются одорантами. А аппараты, где проходит одоризация – одоризаторами.

К одорантам предъявляют целый ряд требований:

они должны иметь резкий и специфический запах;

не должны вызвать коррозию металлических труб;

должны быть дешевыми и не дефицитными;

одоранты и продукты их сгорания не должны быть вредными для здоровья людей;

не должны вступать в реакцию с компонентами газа;

не быть похожими по запаху на все запахи кухни.

Как одоранты используются сернистые соединения:

дисульфиды, а также колодорант, кафтан, пенталарм.

На 1000 м 3 газа используют:

пенталарну -19,1 г

Одоризаторы могут иметь разную конструкцию:

Недостатки меркаптанов – наличие серы, во время сгорания которой образовываются токсичные оксиди, высокая степень опасности (для одоранта СПМ-3,2), высокая стоимость 1,8-2,1 тыс.Зза 1т. Кротоновый альдегид-показатель степени опасности кротонового альдегида значительно низший и составляет 2,1 против 3,2 для одоранта СПМ;

* во время сжигания не дает токсичных соединений, поскольку не содержит соединений серы;

* кроме предоставления природному газу специфического запаха, новый одорант обнаруживает роздрожающее действие на слизистые оболочки носа и глаз, что является дополнительным фактором его восприятия органами ощущения;

* производство в Украине начато на Черкасском заводе химреактивов в IV квартале 1998 года.

4. ОДОРИЗАЦИЯ СЖИЖЕННЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ сжиженный углеводородный газ безопасность Пары сжиженных газов бесцветны и не имеют запаха. Это затрудняет обнаружение их в помещениях при утечке.

Источник: trud.bobrodobro.ru

Углеводородные топлива бесцветны и не имеют запаха. Это затрудняет обнаружение их в помещениях при утечке. Согласно требованиям государственных стандартов на сжиженный газ, запах газа должен ощущаться при объемном содержании его в воздухе, равном 0,5 %. для придания сжиженному газу специфического запаха к нему добавляют сильно пахнущие вещество – одоранты.

Одорант – вещество, добавляемое в газ или воздух для придания ему характерного запаха. Ввод одоранта в поток газа осуществляется на одоризационных установках и способствует установлению его утечек.

Одоризация природного газа.

Одоранты, добавляемые в природный газ, в идеале должны обладать следующими свойствами:

– иметь резко выраженный, специфический запах (для четкого распознавания);

– проявлять физическую и химическую устойчивость в парообразном состоянии при смешении с природным газом и движении по трубопроводу;

– быть сильно концентрированными (для уменьшения общего расхода вещества);

– обладать минимальной токсичностью в рабочих концентрациях и не образовывать токсичных продуктов при сгорании (для безопасной эксплуатации);

– не оказывать корродирующего воздействия на материалы газопроводов, емкостей для хранения и транспортирования, запорно-регулирующей арматуры (для обеспечения длительного срока службы газопроводов и газового оборудования).

В настоящее время не существует одоранта, в полной мере отвечающего вышеперечисленным требованиям, поэтому потребителям приходится мириться с рядом неудобств, работая с имеющимися одорантами, и строго следовать требованиям безопасности при работе с ним [1]. Формулировки ряда пунктов вызывают справедливые нарекания со стороны специалистов эксплуатирующих организаций, однако другого официального нормативного документа, в части работы с одорантом, на сегодняшний день нет.

Для своевременного принятия мер по предотвращению аварийных ситуаций в случае утечек, природный газ должен обнаруживаться по запаху при его содержании в воздухе не более 20 % от нижнего предела взрываемости. Исходя из этого требования, процесс одоризации должен обеспечивать такое содержание одоранта в газе, чтобы человек с нормальным обонянием мог обнаружить запах при объемной доле газа в воздухе, равной 1 %. Количественное содержание одоранта в подаваемом потребителю газе нормируется в зависимости от химического состава используемой одоризационной смеси. Например, в соответствии с [2], для этилмеркаптана норма ввода составляет 16 г (19,1 см³) на 1 000 м³ газа, приведенного к нормальным условиям.

Этилмеркаптан был одним из первых промышленных одорантов, применявшихся в бывшем СССР (изготовитель – Дзержинский завод жирных спиртов). Его основным недостатком является химическая нестабильность, выражающаяся в легкой окисляемости и способности к взаимодействию с оксидами железа (всегда присутствующими в газопроводах) с образованием диэтилдисульфида. Как известно, дисульфиды имеют значительно меньшую интенсивность запаха, что снижает эксплуатационные свойства одоранта и ведет, в итоге, к увеличению расхода исходного вещества (этилмеркаптана). Особенно заметно снижение интенсивности запаха при транспортировании одорированного этилмеркаптаном газа по трубопроводам на большие расстояния. К другим недостаткам этилмеркаптана можно отнести его высокую токсичность, растворимость в воде (7,5 г/л), наличие серы, во время сгорания которой образовываются токсичные оксиди, высокая степень опасности.

Норма ввода многокомпонентного одоранта СПМ в России такая же, как и для этилмеркаптана – 16 г (19,1 см³) на 1 000 м³ газа, приведенного к нормальным условиям. В зарубежных странах в качестве одорантов широко используются меркаптаны, получаемые в результате химического синтеза на основе серы, сероводорода, сульфидов и других сернистых соединений. Как правило, используются смеси нескольких веществ, то есть синтезированный одорант также, как и природный, является многокомпонентным веществом. Такие одоранты – более стабильны по своему химическому составу и не содержат посторонних примесей. Хранятся и транспортируются синтезированные одоранты в специально предназначенных для этих целей сосудах из коррозионностойких материалов.

Наряду с другими факторами, качество одоризации газа напрямую зависит от способа одорирования и обеспечиваемой этим способом точности одорирования, а также, в значительной мере – от степени автоматизации и элементной базы оборудования, реализующего процесс одоризации газа. Учитывая непрерывную динамику в совершенствовании технологий и оборудования, следует ожидать в ближайшее время на данном направлении появления принципиально новых технических решений, позволяющих оперативно менять дозировку вводимого в поток газа одоранта, исходя из экспресс-анализа компонентного состава одоризационной смеси. При этом неизбежно потребуется внесение соответствующих изменений во все нормативно-технические документы, затрагивающие процессы производства, хранения, транспортировки и использования одоранта [1].

Одоризация сниженных углеводородных газов

Одоризация сжиженных углеводородных газов бытового и коммунально-бытового назначения должна проводиться на нефтехимических, газо- и нефтеперерабатывающих заводах. Норма одоризации зависит от содержания основных компонентов сжиженного углеводородного газа. При массовом содержании пропана до 60 % (включительно), бутана и других газов более 40 % количество этилмеркаптана составляет 60 г на 1 т сжиженного газа, а при массовом содержании пропана свыше 60 %, бутана и других газов до 40 % – 90 г на 1 т сжиженного углеводородного газа. Заводы-изготовители осуществляют одоризацию в потоке путем введения одоранта в трубопроводы, по которым газ подается из резервуаров к наливным железнодорожным эстакадам.

Органолептическая проверка интенсивности запаха одорированных сжиженных газов проводится пятью испытателями в специально оборудованной комнате – камере с температурой (273±4) К, где объемное содержание сжиженных газов в воздухе должно составлять 0,4 %, что соответствует нижнего предела взрываемости. В камеру газ поступает из баллона или пробоотборника, заполненного не менее чем на 75 % объема. Затем при помощи вентиляторов его перемешивают с воздухом. Интенсивность запаха оценивают по пятибалльной шкале, если запах окажется недостаточным, то проводится оценка другой пробы газа пятью незаинтересованными испытателями. Одновременно осуществляют физико-химический анализ на содержание этилмеркаптана в углеводородной газовой смеси и делают корректировки.

Поскольку сырьевая база для производства природного одоранта далеко не исчерпана, и работы по улучшению качества СПМ продолжаются, можно ожидать, что использование в России отечественного одоранта будет еще долгим. Следовательно, внедрение современных технологий одоризации газа с применением одоризатора газа конкретного типа, позволяющего работать с различными одорантами без кардинальной реконструкции объекта, сегодня очень актуально.

Электронный научный журнал Международный студенческий научный вестник ISSN 2409-529X ИФ РИНЦ 0, 281 Одоризация газа это Углеводородные топлива бесцветны и не имеют запаха. Это затрудняет обнаружение их в помещениях при утечке. Согласно требованиям государственных стандартов на сжиженный газ,

Источник: eduherald.ru

Газораспределение и газоснабжение. Охрана труда и промышленная безопасность

Доклад «Одоризация» д-ра Франка Графа, Керстина Крегера (Исследовательский центр DVGW по газовым технологиям в Энглер-Бунте-Институте технологического университете в Карлсруэ (KIT)), Вернера Весинга (E.ON ENT) в рамках обмена опытом между E.ON New Build&Technology GmbH и ООО «Газпром межрегионгаз».

Информация с сайта компании Marcogaz. – [Электронный источник.] – Режим доступа: http://www.marcogaz.org

Основной компонент природного газа метан, как и его гомологи – этан, пропан, бутан, которые входят в состав природного газа, не имеет цвета и запаха. Для выявления утечек перед подачей в сети газораспределения природный газ одорируют (в газ добавляют сильно пахнущие вещества – одоранты). Необходимый уровень одоризации особенно важен для обеспечения безопасности использования газа в быту, так как в период между работами по техническому обслуживанию внутридомового и внутриквартирного газового оборудования (ВДГО и ВКГО) контроль над утечками газа осуществляется потребителем. В связи с тем, что у большинства потребителей отсутствуют приборы контроля загазованности, выявление утечки газа по запаху служит практически единственным методом контроля.

Важно, чтобы уровень одоризации газа, подаваемого во внутридомовые газопроводы, обеспечивал уверенное определение его содержания в воздухе еще до того, как оно достигнет взрывоопасных концентраций. Согласно ГОСТ 5542-2014 «Газы горючие природные промышленного и коммунально-бытового назначения. Технические условия» уровень запаха газа при объемной доле в воздухе 1 % должен быть не менее трех баллов (умеренный запах). Нижний концентрационный предел распространения пламени у природного газа примерно в 5 раз выше, следовательно, в условиях, при которых возможен взрыв, концентрация одоранта в воздухе помещения должна быть в 5 раз выше уровня, соответствующего трем баллам. Отмечу, что нормально одорированный газ при взрывоопасных концентрациях пахнет настолько сильно, что не почувствовать запах невозможно. Однако при анализе происшествий, связанных с использованием природного газа, выявляются случаи, когда люди, находящиеся в загазованном помещении, либо не почувствовали запаха газа, либо он был не настолько сильным, чтобы вызвать беспокойство. Это может быть следствием недостаточно одорированного газа.

Рис. 1. Распространение различных одорантов на территории Германии

В России нет федерального нормативного документа, который предписывал бы, как и чем одорировать газ. Существует только документ ПАО «Газпром» – ВРД 39-1.10-06-2002 «Положение по технической эксплуатации газораспределительных станций магистральных газопроводов», в котором содержатся норма одоризации и указание, где и чем одорировать газ. Однако этот документ не является нормативным для организаций, не входящих в Группу Газпром, а его несоблюдение не может расцениваться надзорными органами как нарушение обязательных норм.

Согласно этому ВРД в качестве одоранта могут применяться меркаптаны (смесь природных меркаптанов – СПМ) или другие вещества и их смеси, обладающие интенсивным неприятным запахом при малой концентрации в газе и легкой испаряемостью при обычных температурах. На практике для одоризации в РФ, как правило, используется смесь природных меркаптанов производства Оренбургского ГПЗ (ООО «Оренбурггазпром»). Состав одоранта СПМ зависит от состава полученного природного сырья и может значительно изменяться в диапазоне, ограниченном техническими условиями ТУ 51-31323949-94-2002. Норма одоризации установлена только для меркаптана – 16 г на 1000 м3 природного газа. При этом не указано, для какого конкретно меркаптана действует эта норма. Следует отметить, что в советское время для одоризации использовался синтетический этилмеркаптан, и норма в 16 г на 1000 м3 природного газа была определена именно для него. Меркаптаны, входящие в состав СПМ, имеют разную молярную массу, и для одних и тех же объемных концентраций (именно объемные концентрации определяют уровень запаха) бутилмеркаптана нужно в 1,5 раза больше, чем этилмеркаптана.

Рис. 2. Распространение различных одорантов на территории Западной Европы

За рубежом для одоризации применяются различные вещества. Чаще всего это серосодержащие вещества:

• одоранты на основе меркаптпанов (например: Scentinel® A – это чистый этилмеркаптан; Scentinel® E – это смесь трет-бутилмеркаптана – 77 %, изопропилмеркаптана – 16 % и n-пропилмеркаптана – 7 %);

• смеси тетрагидротиофена и меркаптанов (например, Scentinel® TB – это терогидротиофен – 70 % и трет-бутилмеркаптан – 30 %);

• тиофен и его смеси с меркаптанами (например: Scentinel® T это чистый тиофен; Scentinel® T-50 это тиофен – 50 % и трет-бутилмеркаптан – 50 %);

• одоранты на основе сульфидов и их смесей (например, Scentinel® S-50 – это метил- этилсульфид – 50 % и третбутилмеркаптан – 50 %).

Значительное распространение получили бессернистые одоранты на основе акрилатов (например, одорант марки Gazodor S-Free – это смесь этилакрилата – 60 %, метилакрилата – 37 % и метилэтилпиразина -3 %). Используются также одоранты с малым содержанием серы, например одорант Spotleak Z – это смесь этилакрилата – 88 % и тетрагидротиофена – 12 %.

В большинстве стран не существует требования применять какой-либо определенный одорант. Главное условие – он должен иметь сильный и неприятный запах. На рис. 1 показано распространение различных одорантов на территории Германии [1].

На рис. 2 демонстрируется распространение различных одорантов на территории Западной Европы [2].

В зависимости от используемых веществ запах одорантов существенно различается, и при смене одоранта газораспределительная организация обязана провести широкую информационную кампанию по оповещению населения. Кроме того, в течение некоторого времени после смены одоранта необходимо поддерживать повышенный уровень одоризации для выявления возможных утечек и ознакомления населения с новым запахом газа. Вследствие того что одоранты на различной основе имеют разный запах, люди, приехавшие в другой регион, не всегда могут однозначно идентифицировать утечку газа по запаху. Одна из составляющих обеспечения безопасности использования газа в быту – информирование населения о том, что в разных регионах газ может пахнуть по-разному.

В России были прецеденты использования в качестве одоранта бессернистых соединений. Однако ввиду того, что процесс перехода на новый одорант на национальном уровне никак не регламентирован, не были соблюдены необходимые меры по информированию населения. В итоге люди не могли понять, чем пахнет у них дома, что повышало риск несчастных случаев. На сегодняшний день автору неизвестно о действующей практике применения на территории РФ одорантов не на основе меркаптанов.

Таблица. Статистика по методам контроля одоризации в 18 европейских странах

¹ Германия: законодательно – приборный (органолептический дополнительно). ² Румыния: основной – органолептический.

³ Словакия: основной – органолептический.

⁴ Великобритания: основной – органолептический, приборный только для индикации.

С меркаптанами дело обстоит проще: все они имеют хорошо узнаваемый запах. Фактически при переходе одорирующей установки с одного меркаптана на другой или изменении соотношения разных меркаптанов в смеси не требуется специального оповещения населения о смене запаха газа. Именно поэтому переход от чистого этилмеркаптана на СПМ прошел в России незаметно для населения. Однако может потребоваться изменение нормы одоризации, обусловленное различной молярной массой меркаптанов, а также их различными физико-химическими свойствами.

Существенным недостатком меркаптанов является их химическая активность в условиях газораспределительной сети. Они вступают в химическую реакцию с оксидами железа, которых достаточно в газопроводах. Наибольшей реакционной способностью обладает метилмеркаптан, поэтому он не используется в составе одорантов. С ростом молекулярной массы меркаптанов наблюдается снижение их химической активности, при этом меркаптаны нормального строения проявляют более высокую реакционную способность по сравнению с меркаптанами изостроения. С другой стороны, применение меркаптанов более тяжелых фракций ограничено тем, что с увеличением молярной массы растет температура их кипения и снижается летучесть. При низких температурах (в зимний период) тяжелые меркаптаны конденсируются в газопроводах и не доходят до потребителей газа. Как уже упоминалось, норма в 16 г на 1000 м3 была установлена для этилмеркаптана. Устанавливалась она исходя из того, что для обеспечения необходимого уровня одоризации газа у потребителя требуется не менее 8 г этилмеркаптана на 1000 м3 газа. Такой двойной запас был принят с учетом снижения концентрации этилмеркаптана по мере продвижения газа по газопроводам.

Читайте также  Исполнительно техническая документация на газопровод

Чувства и приборы

В европейских странах норма одоризации, как правило, определяется для каждой конкретной одоризационной установки отдельно, исходя из обеспечения необходимого уровня одоризации газа у потребителей. Для этого не реже одного раза в год (в некоторых странах чаще) проводится замер концентрации одоранта в точках контроля. После замера делается вывод о необходимости пересмотра нормы в большую или меньшую сторону. В случае изменения нормы через две недели делается новый замер, и при достижении необходимого уровня одоризации во всех контрольных точках утверждается новая норма. Как правило, изменение нормы производится редко и обусловлено увеличением протяженности газораспределительной сети. Следует отметить, что в разных странах различается средняя норма добавления одних и тех же одорантов. Например, средняя дозировка смеси меркаптанов в Германии составляет 6 г на 1000 м3, а в Италии эта же дозировка составляет 8 г на

1000 м3. Данные различия объясняют особенностями восприятия запахов у различных народов, а также спецификой национальной кухни и ее влиянием на порог восприятия запахов.

Для контроля уровня одоризации в европейских странах используется, как правило, приборный метод контроля. Необходимо отметить, что термин «приборный метод», примененный в ГОСТ 22387.5-77, не соответствует правилам метрологии. В метрологии под приборными понимаются методы, при которых параметры измеряются приборами и не зависят от субъективных ощущений. Новая редакция ГОСТ 22387.5 от 2014 г., как и предыдущая, предусматривает применение только органолептических методов. Для исключения разночтений метод с применением аппаратов для приготовления газовоздушной смеси и последующим органолептическим определением уровня запаха в ГОСТ 22387.5-2014 назван «методом с использованием одориметра».

Рис. 3. Распространение различных методов контроля одоризации в Европе

На рис. 3 приведена статистика по методам контроля одоризации в 18 европейских странах.

Из этой статистики видно, что большинство государств полностью отказалось от органолептического метода контроля. Шесть стран применяют и приборный, и органолептический методы. Одно государство контролирует только расход одоранта в точке одоризации. И лишь Великобритания для измерения пользуется исключительно органолептическим методом. Правда, эти данные были собраны летом 2012 г. и, возможно, уже устарели.

Современная тенденция в мире такова, что все больше стран переходят на приборный метод контроля одоризации. Например, в Италии стандарт UNI 7133-2:2012 «Одоризация газа для бытового и подобного применения. Часть 2: Требования, контроль и управление» регламентирует применение и приборного, и органолептического методов. Пункт 6.1

этого стандарта в переводе звучит так: «На практике испытания осуществляются инструментальными газохроматографическими методами, которые оценивают концентрацию одоранта в единице объема горючего газа; тем не менее испытания могут проводиться также путем применения риноаналитичекого метода, описанного в п. 4.4.4 стандарта UNI 7133-3:2012, при помощи которого определяется непосредственно насыщенность запаха газа». Хотя в Италии допускаются оба способа, уже в стандарте признается, что де-факто итальянские ГРО выбрали приборный контроль.

В Европе приборный метод считается объективным и признается в качестве доказательного в ходе судебных разбирательств. Кроме того, приборный метод выгоден с точки зрения экономики: по сравнению с аппаратным, для которого необходимо несколько человек (в соответствии с ГОСТ 22387.5-2014 – пятеро испытателей плюс руководитель работ) и значительное время, измерения приборным методом проводятся одним человеком за пять минут. Экономия трудозатрат очевидна. Учитывая, что сотрудники получают зарплату не только за время измерений, но и за то время, которое им требуется, чтобы доехать на точку замера и обратно, то выгода получается еще более существенной. Не стоит забывать и о затратах на приобретение оборудования. Для осуществления органолептического контроля необходимо закупать аппараты для приготовления смеси, стоимость которых часто выше, чем стоимость переносных приборов измерения концентрации одоранта.

Еще одним существенным достоинством приборного метода считается возможность организации непрерывного контроля. Результат измерения уровня одоризации может использоваться для контроля работы одоризационной установки и автоматической корректировки, а также может быть сохранен в архиве для использования при необходимости.

ПРИБОРЫ И СТАНДАРТЫ

Чтобы перевести измеренную концентрацию одоранта в оценку запаха газа, в странах, применяющих приборный контроль одоризации, для каждого вида одоранта определены соответствия между диапазоном его содержания в газе и уровнем запаха. Учитывая, что широко применяемый в РФ одорант марки СПМ имеет непостоянный компонентный состав, АО «Газпром газораспределение» провело исследования в целях определения возможности установления стандартного соотношения уровня запаха и диапазона содержания СПМ. Результаты показали, что решающим для уровня запаха следует считать количество меркаптановой серы. При этом масса меркаптана не имеет значения – интенсивность запаха зависит только от суммарного объемного содержания меркаптанов в газе. Таким образом, исследование доказало, что приборный метод контроля одоризации применим не только к одорантам с постоянным компонентным составом, но и к СПМ. В ходе обмена опытом мы поделились результатами данного исследования с немецкими коллегами, которые провели подобные исследования в Германии и получили аналогичные результаты. На их основе в Германии были приняты решения по оптимизации контроля интенсивности запаха газа, и теперь проводится контроль уровня одоризации газа, одорированного смесями меркаптанов, без хроматографического разделения одоранта на составляющие. Для этого используются более дешевые электрохимические приборы измерения концентрации меркаптановой серы.

В России приборный метод контроля одоризации также набирает популярность. ГОСТ Р 54983-2012 предусматривает возможность использования приборов контроля интенсивности запаха газа, но еще до его принятия многие ГРО применяли индикаторы интенсивности запаха одоранта для оперативного контроля уровня одоризации. Некоторые ГРО включили в состав телеметрии на газорегуляторных пунктах поточные приборы контроля одоризации и получают оперативную онлайн-информацию о содержании одоранта в газе. Использование приборного контроля одоризации не согласуется с ГОСТ 22387.5-2014, тем не менее применение этого метода не нарушает обязательных требований документов по техническому регулированию, хотя и не заменяет органолептический метод в части доказательства соответствия подаваемого газа требованиям ГОСТ 5542-2014. Для стандартизации приборного контроля одоризации и перевода измеренной концентрации одоранта в балльную систему АО «Газпром газораспределение» подготовлен СТО ГАЗПРОМ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЕ «Проектирование, строительство и эксплуатация объектов газораспределения и газопотребления. Приборный контроль уровня одоризации природного газа».

Газовая промышленность Спецвыпуск № 3 2016 Одорирование не имеющего запаха природного газа применяется для обеспечения безопасности его использования в быту. В России в качестве одоранта применяется смесь меркаптанов. В других странах помимо меркаптанов применяются другие серосодержащие вещества, а также одоранты, не содержащие серу. Нормы концентрации одоранта в газе в разных странах могут различаться даже для одинаковых одорантов, что объясняется в числе прочего такими факторами, как особенность восприятия запахов у различных народов, а также специфика национальной кухни и ее влияние на порог восприятия запахов. Контроль одоризации осуществляется органолептическим методом или измерением концентрации одоранта. Для стандартизации приборного контроля и перевода измеренной концентрации одоранта в бальную систему АО «Газпром газораспределение» подготовлен СТО «Проектирование, строительство и эксплуатация объектов газораспределения и газопотребления. Приборный контроль уровня одоризации природного газа».

Источник: neftegas.info

Слесарь по ремонту и эксплуатации газового оборудования

Ответы на 1-е вопросы.

1. Физико–химические свойства природного газа: плотность, цвет, запах. Действие газа на организм человека.

Одоризация газа.

Природный газ добывается из недр Земли. Он состоит в основном из метана (СН4 – 77 ÷ 98%), остальная часть – другие газы: пропан, бутан, углекислый газ, угарный газ, азот и т.д.

Плотность ρ=073 кг/см 2 , он легче воздуха, поэтому при утечке из газопроводов и газового оборудования он скапливается в верхних частях помещений.

Читайте также  Санация трубопровода методом чулка

При атмосферном давлении и температуре -162 0 С метан сжижается и его объем уменьшается почти в 600 раз.

Природный газ без цвета и запаха.

На организм человека природный газ действует удушающе. Он также как и угарный газ (СО) поглощается кровью вместо кислорода и наступает кислородное голодание – удушье.

Пределы взрываемости от 5-15% по объему.

Поэтому для своевременного обнаружения утечки газа в него добавляют специальные резко пахнущие вещества – одоранты, например: этилмеркаптан С2Н5SH. На 1000 м3газа добавляют 16 г одоранта. Одоризацию производят так, чтобы наличие газа в воздухе ощущалось при его содержании не более 1/5 нижнего предела взрываемости (1/5 от 5%=1%).

Газ одорируют перед поступлением в городскую сеть на ГРС в специальных одоризационных установках.

Топливные свойства природного газа. Теплота сгорания, температура горения, пределы взрываемости.

Так как природный газ в основном состоит из метана, то топливные свойства его сравнимы со свойствами метана.

Темп-ра воспламенения: +650°С. Темп-ра горения +1800 ÷ 2000°С. Теплота сгорания (низшая) 8500 ккал/м. 3

Горение происходит по реакции: СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О.

Для сжигания 1м 3 природного газа требуется 9,5м 3 воздуха и при этом выделяется 10,5м 3 продуктов сгорания.

Пламя при горении светло-соломенного или голубоватого цвета.

При нехватке воздуха пламя будет красным или коптящим.

Пределы взрываемости природного газа в смеси с воздухом от 5 до 15% по объему.

Физико-химические свойства сжиженного газа. Одоризация сжиженного газа.

Сжиженными углеводородными газами (СУГ) называют углеводородные газы или их смеси, которые при нормальной температуре и атмосферном давлении находятся в газообразном состоянии, а при небольшом повышении давления переходят в жидкости.

Состав СУГ: смесь пропана – С3Н8и бутана – С4Н10 (смесь зимняя – не менее 75% пропана, смесь летняя – содер. пропана не норм.). СУГ в 1.5 раза тяжелее воздуха: Плотность пропана 1,88 кг/м 3 ; Плотность бутана 2,54 кг/м 3 .

Поэтому при утечке они скапливаются в нижних частях помещений, подвалах, колодцах.

При норм. давлении пропан переходит в жидкое состояние при температуре – 44,5 0 С, бутан – при темпер. – 0,5°С.

При хранении в закрытых сосудах (баллонах) давление в баллоне с пропаном зависит от температуры:

· -40 0 С → 0,8кгс/см 2 , +20 0 С → 9 кгс/см 2 , +45 0 С → 16 кгс/см 2 .

Температура баллона свыше +45° С недопустима, поэтому баллоны нельзя располагать вблизи нагревательных приборов, под прямыми солнечными лучами.

Сжиженный газ при нагреве расширяется в 16 раз больше, чем вода, 93 раза больше чем сталь. Поэтому баллоны заполняют только на 85% от объема или 0,425кг на 1л объема.

При испарении 1кг жидкого пропана получается 0.535 м 3 газа, 1кг жидкого бутана – 0.406 м 3 газа.

При утечке жидкого газа он интенсивно испаряется и происходит сильное местное охлаждение.

Пределы взрываемости смеси пропана и бутана: 2 – 9% по объему.

Одоризацию производят так, чтобы наличие газа в воздухе ощущалось при его содержании не более 1/5 нижнего предела взрываемости (1/5 от 2%=0,5%). Содержание в воздухе сжиженных газов должен ощущаться при его содержании в помещении 0,5% по объему, т.к. они имеют более низкий нижний предел взрываемости (2%).

Сжиженные газы одорируют из расчета 40 г одоранта на 1 т жидкого газа.

Дата добавления: 2015-01-30 ; просмотров: 282 | Нарушение авторских прав

Физико-химические свойства сжиженного газа Физико-химические свойства сжиженного газа. Одоризация сжиженного газа. Слесарь по ремонту и эксплуатации газового оборудования Ответы на 1-е вопросы. 1. Физико–химические свойства

Источник: lektsii.net

Наиболее часто в качестве топлива в промышленности и для бытовых нужд используются углеводородные газы, не обладающие запахом, что не позволяет обнаруживать утечки в газовых коммуникациях и аппаратах, а также присутствие газа в жилых и рабочих помещениях до момента достижения взрывоопасной или вредной концентрации.

Необходимым условием безопасности использования горючего газа в быту является появление запаха газа при утечке газа в помещении. Поэтому для своевременного обнаружения утечки газ одорируют – придают газу сильный характерный запах.

Для одоризации природных и искусственных газов наибольшее распространение получили установки капельного типа (одорант вводится с помощью одоризационной установки в газопровод в виде капель и испаряется в потоке газа). Для сжиженных газов различают установки периодической (порционной) и непрерывной одоризации, инжекционные и эжекционные.

Интенсивность запаха одорированного газа должна быть такой, чтобы его присутствие в помещении обнаруживалось при концентрации, не превышающей 20% от нижнего предела взрываемости этого газа и 0,3. 0,5% для различных марок сжиженного коммунально-бытового потребления. В настоящее время интенсивность запаха газов коммунально-бытового потребления определяется органолептическим методом по ГОСТ 22387.5-77. Предприятия используют технический этилмеркаптан, который позволяет применять химические и физико-химические методы анализа для контроля степени одоризации газов по содержанию в них меркаптановой серы.

Поскольку одоризация углеводородных газов коммунально-бытового потребления производится на заводах-изготовителях (НПЗ, ГПЗ и т.д.), то для обеспечения необходимой интенсивности запаха газа у потребителя практическая норма одоризации газа должна быть выше минимальной нормы с учетом возможных потерь одоранта при транспортировке газа по трубопроводам, в железнодорожных цистернах или баллонах, например, за счет адсорбции его металлическими стенками труб.

В последнее время все чаще озвучивается аргуметированные предложения отменить жестко регламентированные нормы одоранта в потоке газа. При установлении степени одоризации для каждого объекта необходима индивидуальная норма – предлагается принимать во внимание диаметр, состояние и протяженность газопровода, химический состав и качество транспортируемого газа. Как уже отмечалось выше, одоранты вступают в химическую реакцию с оксидами железа, образующимися на газопроводах под действием коррозии. В результате такого воздействия падает интенсивность запаха одоранта и, как следствие, требуется увеличение степени одоризации. К сожалению, в официальных источниках отсутствуют сведения по данному вопросу для газопроводов на основе полиэтиленовых труб.

Таким образом, давно возникла задача контроля степени одоризации не органолептическим методом, а аналитическим, причем этот метод должен обеспечить двоякую задачу – постоянный контроль степени одоризации газа на ГРП, который обеспечит изменения степени одоризации в случае падения давления газа или изменения состава газа, и мобильный контроль в точках распределения газа потребителям.

Решение этой задачи может обеспечить разработанный немецкой фирмой “QUMA Elektronik & Analytik GmbH” прибор “QUMAT® 110”, который с помощью эксклюзивного представителя в Украине – фирмы ООО “Техноком Газ Сервис” – прошел шестилетние испытания в газотранспортной системе НАК “Нефтегаз Украины” ДК “Укртрансгаз” УМГ и газораспределительной системе НАК “Нефтегаз Украины” ОАО по газоснабжению и газификации. Было установлено, что содержание этилмеркаптана зависит от рода газа (с какого месторождения газ) и установки, которой производится одоризация газа, а также место замера. Статистические результаты измерений органолептическим методом и приборным методом (прибором “Qumat® 110”) приведены в соответствующей статье. Как видно из результатов измерений статистическая ошибка результатов не превышает нормы, однако измерение прибором “Qumat® 110” производится в течение 10 секунд и точность измерений гораздо выше.

“Qumat® 110” может быть установлен стационарно на ГРП, ГРС и обеспечивать непрерывный контроль содержания одоранта в газе в течение суток, при этом он имеет возможность самотестирования и передачи данных на принтер, GSM-модем. Также он используется в переносном варианте (описание прибора приведено в соответствующем разделе сайта).

“Qumat® 110” внесен в государственный реестр Украины, при этом фирмой ООО “Техноком Газ Сервис” разработано и внедрено на русском и украинском языках программное обеспечение, а также с учетом пожеланий потребителей разработаны дополнительный приспособления, облегчающие процесс измерений.

Отличительной особенностью прибора является одновременная установка двух датчиков на различные одоранты. В частности, он может быть использован для определения тетрагидротиофена, который синтезирован в Германии. Тетрагидротиофен является более стойким химически и термически, что позволяет избежать закупорки продуктами разложения каналов газовых горелок и т.д. Содержание серы в тетрагидротиофене значительно ниже.

Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что прибор “Qumat® 110” имеет актуальность использования в настоящее время за счет обеспечения безопасной работы персонала на ГПР и ГРС, а также в системе транспортировки и горения газа. Перспективы использования в будущем за счет определения других одорантов, в том числе и тетрагидротиофена, который является перспективным из одорантов.

Одоризация газа и проблемы ее контроля Одоризация газа и проблемы ее контроля Наиболее часто в качестве топлива в промышленности и для бытовых нужд используются углеводородные газы, не обладающие запахом, что не позволяет обнаруживать

Источник: quma.info

Поделитесь статьей в соц. сетях:

progazosnabgenie.ru

ОДОРИЗАЦИЯ ГАЗА -

В газ, поступающий на бытовые и коммунальные нужды, должны добавляться одоранты — вещества с резким характерным запахом — для своевременного обнаружения по запаху даже небольших утечек.

Одоранты, добавляемые в газ, и продукты их сгорания должны быть безвредны для организма человека и не вызывать коррозии металла.

Одоризацию природных и попутных газов, как правило, осуществляют на промысловых сооружениях.

При получении от поставщиков неодоризованного газа его одорируют на ГРС, от которых газ поступает в сеть потребителей.

Если газ одорируется на промысловых ГРС или ГС, то при необходимости на ГРС проводится дополнительная одоризация.

Для одоризации газа на магистральных газопроводах применяется этилмеркаптан — горючая жидкость с температурой кипения 37 °С. Среднегодовая норма расхода этилмеркаптана для одоризации природного газа 16 г (19,1 см3) на 1000 м3 газа (при 0 °С и 133 Па).

Одорант должен храниться в бочках заводского изготовления в специальном огнестойком помещении или в подземной металлической емкости, связанной технологическими линиями с одоризационной установкой.

Хранение одоранта вблизи отопительных приборов и под воздействием прямых солнечных лучей не разрешается.

Одорант из емкостей склада в промежуточную расходную емкость должен подаваться с помощью насоса через фильтр.

В расходный бачок одоризатора одорант должен поступать по специальному трубопроводу через фильтр путем передавливания газом из газопровода.

Эксплуатация емкостей одоризационной установки, работающих под давлением свыше 0,07 МПа (0,7 кгс/см2), а также материалы, из которых они изготовлены, должны соответствовать требованиям действующих Правил устройств и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением Госгортехнадзора.

Технологические линии одоризационных установок, их запорная арматура и сальниковая набивка должны быть выполнены из материалов инертных к одорантам.

К моменту сдачи одоризационной установки в эксплуатацию должны быть разработаны и утверждены руководством ЛПУМГ инструкции по их эксплуатации и ремонту; проведено обучение эксплуатирующего персонала.

При работе одоризационной установки необходимо:

а) следить за герметичностью аппаратуры и коммуникаций, а при обнаружении неисправностей немедленно принимать меры к их устранению:

б) соблюдать правила хранения, заливки и использования одоранта, помня, что чрезмерно одоризованный газ ядовит;

в) вести учет расхода одоранта и степени одоризации газа.

Склад хранения одоранта должен быть оборудован средствами пожаротушения и индивидуальными средствами защиты обслуживающего персонала.

Глава 29

ЭКСПЛУАТАЦИЯ УСТАНОВОК СЕПАРАЦИИ, ОЧИСТКИ ОТ СЕРОВОДОРОДА И УГЛЕКИСЛОТЫ, ОСУШКИ И ОДОРИЗАЦИИ ГАЗА

Для каждого производственного процесса должны быть разработаны технологические регламенты, согласованные и утвержденные в установленном порядке Мингазпромом.

Руководство предприятия, выпускающего продукцию, обязано обеспечить точное соблюдение утвержденного технологического регламента с максимальным использованием современных средств технологического контроля и автоматического регулирования процесса.

Запрещается эксплуатация предприятия без утвержденного технологического регламента или по технологическим регламентам, срок действия которых истек.

Лица, виновные в нарушении действующего технологического регламента, привлекаются к строгой дисциплинарной ответственности, если последствия этого нарушения не требуют применения к этим лицам более сурового наказания в соответствии с действующим законодательством.

Эксплуатации, освидетельствование и ремонт аппаратов и емкостей установок сепарации, очистки от сероводорода и углекислоты, осушки и одоризации газа проводятся в соответствии с Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением Госгортехнадзора.

+ 7 (495) 989-18-49

Покрытие, чистка и ремонт оборудования проводятся по графику, утвержденному руководством ЛПУМГ и ПО.

Вскрытие, очистка и промывка аппаратов и отдельных узлов проводятся в соответствии с действующей инструкцией под руководством ответственного за эксплуатацию установок лица.

Огневые работы на территории, где установлены пылеуловители и аппараты очистки и осушки газа, выполняют под руководством начальника (заместителя начальника) ЛПУМГ в соответствии с Типовой инструкцией на производство огневых работ на действующих магистральных газопроводах, газосборных сетях газовых промыслов и СПХГ, транспортирующих природный и попутный газ.

Извлеченные из аппаратов и коммуникаций загрязнения (в особенности содержащие пирофорные соединения) всегда должны быть под слоем жидкости и не иметь контакта с воздухом во избежание самовозгорания. Эти загрязнения должны сжигаться вне территории площадок установок в специально отведенных ямах с последующей засыпкой их землей.

Порядок эксплуатации, вскрытия, чистки и ремонта основного и вспомогательного технологического оборудования, эксплуатации приборов КИП и А, обращения с извлеченными из установок сепарации загрязнениями, очистки от сероводорода и углекислоты, осушки и одоризации газа определяются соответствующими инструкциями.

После монтажа или ремонта аппаратов и оборудования установок пуск в работу должен осуществляться под руководством ответственного инженерно-технического работника, за которым закреплено оборудование.

Контроль качества газа осуществляется по ОСТ 51.40-93  и действующим ГОСТ 20061-84.

По качественным показателям газ принимает поставщик в пунктах сдачи.

Пробы для контроля качества отбирают по ГОСТ 31370-2008 (ИСО 10715:1997). Периодичность отбора проб определяется в каждом отдельном случае по договоренности между поставщиком и потребителем.

Качество газа контролируется по методам испытаний, указанным в ОСТ 51.40-74. В случае несоответствия качества газа требованиям этого ОСТа проводятся повторные периодические измерения в течение 8 ч только по показателям, давшим отрицательные результаты. Результаты повторных измерений являются окончательными. В спорных случаях установления качественных показателей газа проводятся совместные контрольные измерения представителями обеих сторон. Результаты измерений оформляются двухсторонним актом. Порядок разрешения спорных вопросов по показателям качества газа устанавливается по договоренности между поставщиком и потребителем.

Поставщик гарантирует соответствие качества природного газа требованиям ОСТ 51.40-74 при соблюдении Правил технической эксплуатации магистральных газопроводов.

Природный газ пожаро- и взрывоопасен. Пределы и температуры воспламенения для конкретного состава природного газа определяются в соответствии с ГОСТ 12.1.044-89.

Влагосодержание газа определяется с помощью влагомера ТТР-8 или аналогичным прибором.

elezargaz.ru

Лекция № 20 Вопрос 6. Одоризация газа

Газ, очищенный от агрессивных примесей, осушенный и отбензиненный не имеет ни запаха, ни цвета, ни вкуса. Поэтому, обнаружить его утечку довольно трудно. Для обеспечения возможности быстрого обнаружения утечки газа при его транспортировании и использовании газ одоризируют, т.е. придают ему определённый запах. Для этой цели в поток газа вводят специальные вещества - одоранты.

Одорант должен обладать следующими свойствами:

1. Сильным (даже при малых концентрациях), резким и достаточно характерным запахом, отличаю­щимся от других запахов.

2. Физиологической безвредностью при тех концентрациях, которые нужны для придания газу ощу­тимого запаха

3. Реагент не должен оказывать агрессивного воздействия на металлы и другие материалы, применяе­мые в конструкциях, с которыми соприкасается одоризованный газ.

4. Малой растворимостью в воде и жидких углеводородах.

5. Не должен слишком сильно поглощаться почвой, а в помещениях не должен создавать стойкий, медленно исчезающий запах.

6. Продукты сгорания одоранта не должны заметно ухудшать санитарно-гигеенические условия в по­мещениях.

7. Должен быть недорогим и недифицитным.

Известно, по крайней мере, несколько десятков веществ, отвечающих приведенным требованиям. Ими служат, как правило, S-содержащие соединения: тиолы (меркаптаны) - метан и этан тиолы; пенталарм (смесь этан и пентан тиолов); сульфиды - калган (N - трихлорметил тио-1,2,3,3 тетрагидрофталимид); диметил и ди-этилсульфиды, тетрагидротиофен и т.д.

Более интенсивным и устойчивым запахом по сравнению с отдельными составляющими обладают смеси из нескольких одорантов.

В России в качестве одоранта наиболее широко при меняется этилмеркаптан (C2H5-SH).

Среднегодовая норма одоранта для газа, предназначенного для коммунально-бытовых потребителей, со­ставляет 16 г/1000 м3 газа при ст.ус. Летом расход одоранта обычно бывает вдвое меньше, чем зимой.

Если газ сжижен, то норма одоранта 60 г/т (при содержании в сжиженном газе пропана до 60 %, а С 4+ыыс более 40 %) и 90 г/т (если содержание пропана свыше 60 %, а С 44-шю до 40 %).

Одоризация газа осуществляется, как правило, на головных сооружениях газопроводов.

Установки для ввода одоранта называются одоризаторами. Применяют два типа одоризаторов: барботажные и капельные (рис.68..).

Рис.68. Технологические схемы установок для одоризации газа.

Барботажный одоризатор «а» работает по принципу насыщения части отведённого газа парами одоранта в барботажной камере. Создаваемый диафрагмой 19 перепад давления в газопроводе 18, обеспечивает поступление газа из газопровода по трубе 2 в барботажнуто камеру 6. Вводная трубка 4 заканчивается в этой камере барботаж-ным колпачком 5, опущенным в слой одоранта. Камера 6 установлена внутри горизонтального цилиндрического корпуса 7 одоршатора. Из камеры, насыщенный одорантом газ проходит вдоль корпуса и за отбойной перегород­кой 15 выходит в газопровод. Уровень одоранта в камере 6 поддерживается поплавковым регулятором 3, обеспе­чивающим автоматически подачу одаранта в камеру из ёмкости 9, где хранится расходный запас одоранта. Она установлена непосредственно на корпусе одоризатора. По мерному стеклу 14 наблюдают за расходом одоранта. Трубка 10 служит для уравнивания в ёмкости и барботажной ёмкости давления, которое контролируется маномет­ром 11. Вентиль 13 предназначен для выпуска газа при переодическом заполнении ёмкости одорантом. При помо­щи вертиля 17 в конце смены выпускают механически увлечённый жидкий одорант. Ёмкость 9 заполняется одо­рантом при помощи газа. Бочку с одорантом с одной стороны соединяют с газопроводом через вентиль 1, а с дру­гой с вентилем 12. Под давлением газа одорант перетекает в ёмкость. Вентиль 8 служит для опорожнения ёмкости. Степень одоризации газа регулируется при помощи вентиля 16, которым можно изменять количество газа, прохо­дящего через одоризатор.

Капельный одоризатор служит для ввода одоранта в виде капель или тонкой струи. Из промежуточной ёмкости 8 одорант под давлением газа через фильтр 2 поступает в бачок 3. Ёмкость 8 снабжена предохранитель­ным клапаном 5. Давление газа, необходимое для продавливания одоранта из ёмкости 8 в бачок 3 поддерживается редуктором 7 и контролируется манометром 6. Уровень одоранта в бачке контролируется по мерному стеклу 4. Из бачка одорант по трубопроводу через второй фильтр 2 и калиброванное сопло 1 впрыскивается в газопровод 10 за диафрагмой 9. Перепад давления в диафрагме меняется в зависимости от расхода газа по газопроводу, что обеспе­чивает соответствующее изменение расхода реагента.

studfiles.net

5 Одоризация газа

Природный газ (метан) и сжиженные газы (пропан-бутаны) изначально не имеют запаха, поэтому любая их утечка из закрытой системы может быть обнаружена только специальными датчиками. Поскольку такие газы, широко применяемые на промышленных объектах и в быту, в случае утечки могут вызывать сильные отравления и, кроме того, при определенных концентрациях создают взрывоопасную среду, возникает потребность оперативного выявления наличия газа в окружающем воздухе без применения специальных технических устройств.

С давних пор в России и в зарубежных странах эту проблему решают путем добавления в газ веществ, имеющих резко выраженный запах, присутствие которого должно означать наличие утечек в системах газопровода или газового оборудования. Такие вещества, придающие газу специфический запах, называют одорантами, а процесс их ввода в поток газа – одоризацией газа.

Одоризация природного газа производится, как правило, на газораспределительных станциях (перед подачей газа потребителям) или на централизованных одоризационных пунктах.

Одоранты, добавляемые в природный газ, в идеале должны обладать следующими свойствами:

- иметь резко выраженный, специфический запах (для четкого распознавания);

- проявлять физическую и химическую устойчивость в парообразном со-стоянии при смешении с природным газом и движении по трубопроводу (для обеспечения стабильной дозировки);

- быть сильно концентрированными (для уменьшения общего расхода вещества);

- обладать минимальной токсичностью в рабочих концентрациях и не образовывать токсичных продуктов при сгорании (для безопасной эксплуатации);

- не оказывать корродирующего воздействия на материалы газопроводов, емкостей для хранения и транспортирования, запорно-регулирующей арматуры (для обеспечения длительного срока службы газопроводов и газового оборудования).

В настоящее время не существует одоранта, в полной мере отвечающего вышеперечисленным требованиям, поэтому потребителям приходится мириться с рядом неудобств, работая с имеющимися одорантами, и строго следовать требованиям «Инструкции по технике безопасности при производстве, хранении, транспортировании (перевозке) и использовании одоранта» - М.; ОАО «Газпром», ООО «ВолгоУралНИПИгаз»; 1999. Формулировки ряда пунктов данной инструкции вызывают справедливые нарекания со стороны специалистов эксплуатирующих организаций, однако другого официального нормативного документа, который дополнил бы «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности» в части работы с одорантом, на сегодняшний день нет.

Для своевременного принятия мер по предотвращению аварийных ситуаций в случае утечек, природный газ должен обнаруживаться по запаху при его содержании в воздухе не более 20% от нижнего предела взрываемости. Исходя из этого требования, процесс одоризации должен обеспечивать такое содержание одоранта в газе, чтобы человек с нормальным обонянием мог обнаружить запах при объемной доле газа в воздухе, равной 1%. Количественное содержание одоранта в подаваемом потребителю газе нормируется в зависимости от химического состава используемой одоризационной смеси. Например, в соответствии с «Положением по технической эксплуатации газораспределительных станций магистральных газопроводов ВРД 39-1.10-069-2002», для этилмеркаптана норма ввода составляет 16г (19,1см³) на 1 000м³ газа, приведенного к нормальным условиям.

Этилмеркаптан был одним из первых промышленных одорантов, применявшихся в бывшем СССР (изготовитель — Дзержинский завод жирных спиртов). Его основным недостатком является химическая нестабильность, выражающаяся в легкой окисляемости и способности к взаимодействию с оксидами железа (всегда присутствующими в газопроводах) с образованием диэтилдисульфида. Как известно, дисульфиды имеют значительно меньшую интенсивность запаха, что снижает эксплуатационные свойства одоранта и ведет, в итоге, к увеличению расхода исходного вещества (этилмеркаптана). Особенно заметно снижение интенсивности запаха при транспортировании одорированного этилмеркаптаном газа по трубопроводам на большие расстояния. К другим недостаткам этилмеркаптана можно отнести его высокую токсичность и растворимость в воде (7,5 г/л).

С 1984 г. практически на всех ГРС России используется одорант СПМ (смесь природных меркаптанов), выпускаемый по разработанным ВНИИГАЗом (Российский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий) техническим условиям ТУ 51-31323949-94-2002 «Одорант природный ООО «Оренбурггазпром»». Этот одорант производится на Оренбургском газоперерабатывающем заводе из сырья, основой которого служит уникальный по своему составу конденсат Оренбургского и Карачаганского месторождений. Одорант СПМ является многокомпонентным веществом. Согласно ТУ 51-31323949-94-2002, в его составе могут содержаться следующие массовые доли отдельных меркаптанов:

- этилмеркаптан — до 44,0%;

- изо-пропилмеркаптан — до 31,0%;

- бутилмеркаптан — до 11,0%;

- н-пропилмеркаптан — до 6,0%;

- трет-бутилмеркаптан — до 5,0%;

- н-бутилмеркаптан — до 1,5%;

- тетрогидротиофен — до 1,5%.

Норма ввода многокомпонентного одоранта СПМ в России такая же, как и для этилмеркаптана — 16г (19,1см³) на 1 000м³ газа, приведенного к нормальным условиям.  В зарубежных странах в качестве одорантов широко используются меркаптаны, получаемые в результате химического синтеза на основе серы, сероводорода, сульфидов и других сернистых соединений. Как правило, используются смеси нескольких веществ, то есть синтезированный одорант также как и природный, является многокомпонентным веществом. Такие одоранты — более стабильны по своему химическому составу и не содержат посторонних примесей. Хранятся и транспортируются синтезированные одоранты в специально предназначенных для этих целей сосудах из коррозионностойких материалов.

До недавнего времени все производители и потребители одоризационных смесей ориентировались на требования международного стандарта, рекомендующего, в качестве одоранта, применять летучие органические соединения серы с температурой кипения ниже 130 ºС. Сегодня в западных странах начато производство и использование, в качестве одорантов, бессернистых соединений. Примером может служить синтезированный в Германии продукт под названием Gasodor™ S-Free™, который имеет следующие достоинства:

  • является экологически чистым продуктом (при использовании исключаются выбросы в атмосферу серы и ее соединений);

  • соответствует требованиям санитарно-эпидемиологических норм;

  • имеет резкий сигнализирующий запах;

  • обеспечивает требуемую интенсивность запаха при более низких, по сравнению с одорантами на основе сернистых соединений, концентрациях;

  • обладает высокой стабильностью (в том числе и при хранении);

  • не изменяет технико-химических и одорирующих свойств, при резких температурных колебаниях;

  • практически нерастворим в воде и жидких углеводородах.

Одорант Gasodor™ S-Free™ в ноябре 2004 г. прошел эксплуатационные испытания на одном из объектов ООО «Севергазпром» и признан пригодным для применения на объектах ОАО «Газпром» (акт эксплуатационных испытаний утвержден 12.12.04 г. начальником Департамента по транспортировке, подземному хранению, и использованию газа, Б.В. Будзуляком). В процессе испытаний, концентрация одоранта составляла 10-12мг/м³, при этом использовалось существующее одоризационное оборудование действующей ГРС.

Проект «Временных технических требований к ГРС», направленный в настоящее время на рассмотрение организациям ОАО «Газпром», предусматривает для одоризации газа, наряду с СПМ, применение одоранта Gasodor™ S-Free™.

В последнее время все чаще озвучиваются аргументированные предложения отменить жестко регламентированные нормы ввода одоранта в поток газа. При установлении для каждого объекта индивидуальной нормы, предлагается принимать во внимание состояние и протяженность газопровода, химический состав и качество транспортируемого газа, качество и компонентный состав используемого одоранта, а также способ и точность одорирования газа.

Одоризационные установки ГРС

Качество одоризации газа во многом определяется способом одорирования и оборудованием, которое осуществляет процесс одоризации. Выбор способа одорирования и типа одоризатора газа зависит от требуемой производительности, необходимой точности и материальных возможностей заказчика.

Одорант может вводиться в поток газа, как в жидком, так и в парообразном состоянии. В жидком состоянии подача одоранта в газопровод производится с помощью капельницы или дозирующего насоса. Для одорирования парами одоранта, часть общего потока газа ответвляется, насыщается парами одоранта, перемещаясь над жидким одорантом, барботируя через него, или обдувая смачиваемый в одоранте фитиль, и возвращается в общий поток газа.

Капельный способ ввода одоранта в поток газа. Этот способ из-за своей простоты и дешевизны, несмотря на повышенные требования к качеству одоризации газа, остается наиболее распространенным на действующих российских ГРС. В его основе лежит относительно постоянная величина массы одной капли жидкости (для одоранта – масса одной капли считается равной 0,02 г, то есть в 1 г одоранта содержится приблизительно 50 капель). Регулируя подачу одоранта и подсчитывая количество капель в единицу времени, можно добиться требуемого расхода одоранта для установленного значения расхода газа. При больших расходах газа, последовательность капель одоранта трансформируется в струю жидкости. В этом случае расход одоранта отслеживается по шкале уровнемера расходной емкости (на некоторых одоризаторах газа для этих целей устанавливается специальная замерная емкость, с предварительно выверенной ценой деления).

Данный способ требует постоянных проверок и регулировки осуществляемого через капельницу расхода одоранта при изменениях расхода газа (например, при подключении или отключении отдельных потребителей). Такие регулировки выполняются оператором ГРС вручную и не поддаются автоматизации. Фактическая точность одорирования при этом невысока (составляет от 10 до 25 %). Поэтому в современных одоризационных установках капельница используется только как резерв для работы во время ремонта основного оборудования.

Фитильный одоризатор, как правило, применяется при небольших, мало изменяющихся расходах газа с использованием стабильного по химическому составу (как для жидкого состояния, так и для паров) одоранта. Содержание одоранта в одорированном газе оценивается по количеству израсходованного в единицу времени одоранта и может регулироваться изменением количества газа, пропускаемого через фитиль. Регулирование производится вручную оператором ГРС и высокой точности одорирования, при этом, добиться не удается.

Барботажный способ ввода одоранта в поток газа. В отличие от капельницы и фитильного одоризатора, одоризационные установки с использованием барботажа уже могут быть автоматизированы. Примерами являются одоризаторы газа ОД, изображенный на рисунке 3 (производитель — ООО завод «Газпроммаш») и блоки одоризации БО (производитель — ООО фирма «Саратовгазприборавтоматика»).

Рисунок 3 - Одоризатор газа ОД

В этих устройствах автоматическая подача одоранта, пропорционально расходу одорируемого газа, обеспечивается с помощью диафрагмы, устанавливаемой в трубопровод и специального дозатора. При движении потока газа по трубопроводу, на диафрагме возникает перепад давления, величина которого изменяется пропорционально расходу движущегося газа. Часть потока газа ответвляется и через регулировочный вентиль поступает в дозатор, где, барботируя через жидкий одорант, насыщается его парами. Далее насыщенный парами одоранта газ проходит через смотровое окно, возвращается в трубопровод по другую сторону диафрагмы и смешивается с основным потоком газа. В дозатор одорант непрерывно подается самотеком из расходной емкости. Расходная емкость пополняется периодически методом передавливания из резервной емкости для хранения одоранта. Все заправки производятся закрытым способом с использованием эжектора, обеспечивающего удаление паров одоранта из емкостей и из шланга автоцистерны-заправщика с последующим сбросом этих паров в трубопровод. Следует отметить, что использование эжектора эффективно только в том случае, когда отношение его входного давления (отбираемого на входе ГРС) к выходному давлению составляет величину от 2 до 3. В других случаях, для нейтрализации паров одоранта следует применять дезодоратор с заполнением 50—70 % его объема нейтрализатором (например, 20% раствором хлорной извести).

Наличие одоранта в расходной емкости отслеживается визуально оператором ГРС. Кроме того, предусматривается передача в систему управления ГРС предупредительного сигнала о минимальном уровне одоранта в расходной емкости.

Одоризационные установки типа ОД и БО имеют ряд существенных недостатков, ограничивающих широкое применение этих устройств. К их числу можно отнести следующее:

- при изменениях газопотребления в процессе эксплуатации одоризатора более чем на 30%, процесс одоризации выходит из режима и требует ручной настройки на новый режим;

- точность одорирования невысока (в зависимости от условий эксплуатации может меняться от 5 до 20 %), причем, определяется она только качеством изготовления дозатора и стабильностью расхода газа в трубопроводе; температурные колебания окружающего воздуха, а также резкие изменения газопотребления в виде отключений или подключений сравнительно крупных потребителей газа, существенно ухудшают качество одорирования, но не могут быть в данных устройствах автоматически учтены и скомпенсированы;

- необходимость использования сужающего устройства создает дополни- тельные неудобства обслуживающему персоналу, а зачастую требует еще и сезонной замены шайбы;

- в систему управления ГРС или в системы верхнего уровня передается только предупредительная информация о минимальном уровне одоранта в расходной емкости; других датчиков для оценки состояния оборудования одоризатора и качества его работы, нет.

Дозированная подача одоранта в поток газа. Существуют разные способы реализации дозированного ввода одоранта в поток газа.

Первоначально дозирование подачи одоранта сводилось к установке перед капельницей электромагнитного клапана, управляемого от электронного блока, который обеспечивал заданное время открытого состояния клапана, а также частоту его включений. Таким образом, единичная доза определялась количеством одоранта, пропущенного через электромагнитный клапан за время пребывания его в открытом состоянии, а требуемая норма ввода одоранта в поток газа обеспечивалась выбором нужной частоты включений клапана. В отличие от предыдущих способов, дозирование одоранта с помощью электромагнитного клапана позволяет повысить качество одорирования, а при наличии соответствующих программно-аппаратных средств, организовать автоматическую подачу одоранта пропорционально расходу газа и косвенный учет введенного одоранта (по количеству срабатываний электромагнитного клапана). В то же время данный способ не нашел широкого распространения из-за ряда существенных недостатков:

- в случае протечек через клапан, процесс одоризации газа становится неуправляемым, так как подача одоранта в трубопровод осуществляется самотеком

- величина единичной дозы в значительной мере зависит от температуры окружающего воздуха (из-за температурных изменений объема меняется плотность вещества и, как следствие, масса дозы) и от степени заполнения расходной емкости (с изменением гидростатического давления, меняется скорость подачи одоранта и, соответственно, его количество, протекающее через открытый электромагнитный клапан за одно и то же время);

- отсутствует информация о фактическом прохождении одоранта через одоризатор (имеется только визуальный контроль).

В дальнейшем для дозированной подачи одоранта стали применяться дозирующие насосы, позволившие значительно усовершенствовать процесс одоризации газа. Как правило, на базе таких насосов изготавливаются дозаторы одоранта, которые содержат в своем составе помимо самого насоса фильтр для очистки одоранта, управляющее устройство (в зависимости от конструкции дозатора это может быть электромагнит или электропневматический клапан) и электронный блок управления.

Дозатор одоранта ДО1-25. Разработанный и изготовленный самарскими авиаторами дозатор одоранта представляет собой плунжерный насос с регулируемым ходом поршня, управляемый с помощью электропневмоклапана от электронного блока. Доза (от 1 до 25 см³) задается установкой ограничителя хода поршня в нужное положение по лимбу на регулировочной головке. Электронный блок управления обеспечивает требуемую частоту срабатывания управляющего клапана, устанавливаемую оператором исходя из текущего расхода газа. Перемещения поршня производятся газом от газопровода высокого давления. При этом перепад давления между газопроводами высокой и низкой сторон должен быть не менее 0,6 МПа. Поступающий одорант перед подачей в насос проходит через фильтр.

Эти дозаторы эксплуатируются в основном на объектах ООО «Самаратрансгаз». К их недостаткам следует отнести усложненную конструкцию и наличие большого количества уплотнительных элементов, являющихся потенциальными источниками утечек.

Автоматизированная система одоризации газа (АСОГ). АСОГ, созданная атомщиками из г. Саров, по своей сути является дозатором одоранта, но в отличие от ДО1-25, с более высокой степенью автоматизации. Кроме того, здесь мы имеем дело с микродозами (0,15—0,45 см³), что повышает требования к чистоте одоранта (любые твердые частицы, попавшие в игольчатый клапан, нарушают нормальную работу дозатора). АСОГ имеет фильтр тонкой очистки, а также новый элемент — датчик подачи одоранта, который уже позволяет иметь информацию о реально поступившем в трубопровод одоранте. К сожалению, эксплуатирующие организации отмечают низкую надежность работы этого датчика. Блок управления АСОГ имеет связь со штатным расходомером одорируемого газа и обеспечивает подачу одоранта в трубопровод пропорционально расходу газа с точностью не хуже 5%.

Завод «Газпроммаш» разработал и изготовил на базе АСОГ одоризатор газа с дозированной подачей газа (ОДД) для северных районов. Одоризатор ОДД размещается в утепленном блок-боксе с системами отопления, освещения, контроля загазованности и приточно-вытяжной принудительной вентиляции. Помимо АСОГ, одоризатор оснащен расходной емкостью на 110 л., дезодоратором, резервной капельницей и необходимой запорной арматурой. По желанию заказчика ОДД комплектуется эжектором для закрытой заправки емкостей. В качестве резервной емкости для хранения одоранта используется контейнер для перевозки одоранта объемом 1,5м³, устанавливаемый рядом с блок-боксом. Одоризатор ОДД успешно эксплуатируется на газораспределительной станции ОАО «Сургутнефтегаз» в г. Сургут. Аналогичный одоризатор производства завода «Газпроммаш», но размещенный не в блок-боксе, а в шкафу, работает на одном из объектов ООО «Пермтрансгаз» рисунок 4.

Рисунок 4 - Одоризатор газа ОДД на базе АСОГ

Из-за усложненной конструкции дозатора и наличия малых зазоров в клапанных группах, АСОГ нередко бывает «капризной» в работе с отечественным одорантом, поэтому спрос на одоризаторы с использованием данной системы невелик.

Блок одоризации с электронным управлением (БОЭ). Блоки одоризации типа БОЭ, изготавливаемые в ООО фирма «Саратовгазприборавтоматика», представляют собой полнокомплектные устройства для одоризации газа, обеспечивающие дозированный ввод одоранта пропорционально расходу газа и способные передавать обобщенный аварийный сигнал в АСУТП объекта. БОЭ оснащаются расходной емкостью требуемого объема и сужающим устройством соответствующего типоразмера, а также дозирующим насосом нужной производительности. Кроме того, в обвязку блока одоризации включается резервная капельница, эжектор и запорная арматура.

Дозированный ввод одоранта производится мембранным насосом с пневматическим приводом, который управляется электромагнитным клапаном. Расчет расхода одорируемого газа и формирование управляющих сигналов выполняется микропроцессорным блоком управления. Предварительно требуемая доза устанавливается на насосе специальным задатчиком.

Блоки одоризации БОЭ являются развитием ранее выпускаемых фирмой «Саратовгазприборавтоматика» блоков одоризации типа БО и автоматически унаследовали часть их недостатков, например, наличие сужающего устройства. Кроме того, что данное устройство создает определенные неудобства и дополнительные проблемы при обслуживании, расчет расхода газа, выполненный блоком управления, зачастую существенно отличается от показаний штатного расходомера, а это может привести к недопустимым погрешностям одорирования (в частности не учитывается температура газа).

Одоризатор газа с дозированной подачей одоранта и автоматической коррекцией степени одорирования как по текущему расходу газа, так и по реальному расходу одоранта (ОДДК). Одоризаторы газа ОДДК, серийно выпускаемые заводом «Газпроммаш» с апреля 2007 г., представляют собой новое поколение одоризационных установок, позволяющих решать уже комплексные задачи создания автоматизированных систем, сориентированных на централизованные формы обслуживания и на безлюдные технологии.

Анализ возможностей существующих дозаторов одоранта и одоризационных установок показал, что стремление к обеспечению высокой точности дозирования, в итоге ведет к усложнению конструкции дозирующего устройства. В свою очередь, усложнение конструкции, на смену решенным проблемам вызывает новые, заставляя идти на дальнейшие усложнения. Специалисты завода «Газпроммаш» решили задачу повышения точности одорирования по-своему. В одоризаторе газа ОДДК может быть использован любой дозирующий насос, обеспечивающий требуемую потребителю производительность. Высокая точность одорирования (по паспорту — не хуже 2%) достигается постоянным учетом реально проходящего через насос одоранта и своевременной корректировкой сигнала, управляющего работой насоса. При этом учитывается значение текущего расхода газа, снимаемое со штатного расходомера. Учет одоранта ведется гидростатическим методом в единицах массы, что исключает влияние температурных колебаний и связанных с этим изменений объема вещества. Блок управления одоризатором может работать с любыми видами сигналов от расходоизмерительных комплексов, оговариваемых при заказе одоризатора, а также интегрироваться с любыми системами верхнего уровня. Основной протокол обмена — MODBUS, возможен информационный обмен по любому другому согласованному протоколу.

Основным конструктивным исполнением такого одоризатора считается ОДДК 02 (рисунки 5, 6).

Рисунок 5 - Одоризатор газа ОДДК 02

Рисунок 6 - Компоновка одоризатора газа ОДДК 02

В данном варианте все оборудование размещается в утепленном шкафу с системами освещения, электрообогрева, и естественной вентиляции. В состав одоризатора входят: расходная емкость на 110 л. из нержавеющей стали, эжектор, дозирующий насос собственного изготовления, датчик разности давлений, смотровое окно, резервная капельница, запорная арматура и элементы обвязки (фирм «Hamlet» или «Swagelok»). ОДДК 02 комплектуется блоком управления БУО — рисунок 7 (для установки в блоки КИП и А) и дезодоратором.

Одоризатор ОДДК 01 (рисунок 8) предназначен для установки в дополнение к действующей капельнице с существующей расходной емкости. Оборудование такого одоризатора размещается в холодном шкафу и не содержит в составе расходной емкости, эжектора, капельницы.

Рисунок 7 - Одоризатор газа ОДДК 01

Рисунок 8 - Блок управления БУО

Оборудование одоризатора ОДДК 03 размещается в блок-боксе.

В последнее время на российский рынок газового оборудования все настойчивее стучатся зарубежные производители одоризационных установок. Импортные одоризаторы и отдельные составные части одоризационных установок эксплуатируются на целом ряде газораспределительных станций России. Однако их более широкое распространение на российских территориях сдерживают следующие факторы:

- высокая стоимость зарубежного оборудования;

- состав и качество отечественного одоранта.

Учитывая тот факт, что вся российская экономика переживает очень сложный период, зарубежные производители заполнили нашу страну товарами широкого потребления по сравнительно доступным ценам. В промышленности, особенно в стратегических ее отраслях, такой доступности ожидать не приходится. Поэтому более перспективным видится создание отечественного газового оборудования современного уровня. Контакты с производителями газового оборудования Германии (RMG) и Италии (Tartarini), показывают, что масштаб цен, установленный для России на Западе, в ближайшее время существенно не изменится. Несколько привлекательнее по ценам изделия из Чехии и Сербии, к тому же оборудование этих стран в большей степени адаптировано к российским климатическим условиям. Известное украинское газовое оборудование пока не может конкурировать с лучшими российскими образцами.

Опыт работы с зарубежным оборудованием указывает на необходимость значительной его доводки для эксплуатации в российских условиях. Например, одоризатор газа, собранный из немецких комплектующих изделий фирмы RMG (рисунок 9) по немецкой технологической схеме, оказался совершенно не пригодным для работы в нашей климатической зоне с использованием природного отечественного одоранта СПМ. Также не может быть реализована на российских территориях немецкая система бесперебойного обеспечения одорантом газораспределительных станций, основанная на своевременной развозке и замене 50-литровых емкостей с одорантом.

Рисунок 9 - Дозирующий насос для одоранта фирмы RMG

Вместе с тем, богатый опыт зарубежных специалистов по газовому оборудованию заслуживает самого тщательного изучения и применения, в той или иной степени, при разработке и изготовлении одоризационного оборудования для российских объектов.

Список использованных источников

1 Газоснабжение. Учебное пособие для ВУЗов. / Муфтахов Е.М., Гольянов А.И. - Уфа: «ДизайнПолиграфСервис», 2002. - 52 с.

2 СП 42-101-2003 Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб / Госстрой России. М., 2003.-114 с.

3 Эксплуатация газорегуляторных пунктов: учебное пособие / М.В. Дмитриева, М.А. Иляева, А.И. Гольянов. - Уфа: ООО «Монография», 2007.

4 СНиП 2.05.06-85* Магистральные трубопроводы / Госстрой России. М., 1985.-71 с.

35

studfiles.net

НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ ОДОРИЗАЦИИ ГАЗА

Б. К. Ковалёв, зам. генерального директора по НИОКР

СВОЙСТВА И НОРМЫ ДОБАВКИ ОДОРАНТОВ

Природный газ (метан) и сжиженные газы (пропан-бутаны) изначально не имеют запаха, поэтому любая их утечка из закрытой системы может быть обнаружена только специальными датчиками. Поскольку такие газы, широко применяемые на промышленных объектах и в быту, в случае утечки могут вызывать сильные отравления и, кроме того, при определенных концентрациях создают взрывоопасную среду, возникает потребность оперативного выявления наличия газа в окружающем воздухе без применения специальных технических устройств.

С давних пор в России и в зарубежных странах эту проблему решают путем добавления в газ веществ, имеющих резко выраженный запах, присутствие которого должно означать наличие утечек в системах газопровода или газового оборудования. Такие вещества, придающие газу специфический запах, называют одорантами, а процесс их ввода в поток газа – одоризацией газа. Одоризация природного газа производится, как правило, на газораспределительных станциях (перед подачей газа потребителям) или на централизованных одоризационных пунктах.

Одоранты, добавляемые в природный газ, в идеале должны обладать следующими свойствами:

  • иметь резко выраженный, специфический запах (для четкого распознавания);
  • проявлять физическую и химическую устойчивость в парообразном состоянии при смешении с природным газом и движении по трубопроводу (для обеспечения стабильной дозировки);
  • быть сильно концентрированными (для уменьшения общего расхода вещества);
  • обладать минимальной токсичностью в рабочих концентрациях и не образовывать токсичных продуктов при сгорании (для безопасной эксплуатации);
  • не оказывать корродирующего воздействия на материалы газопроводов, емкостей для хранения и транспортирования, запорно-регулирующей арматуры (для обеспечения длительного срока службы газопроводов и газового оборудования).

В настоящее время не существует одоранта, в полной мере отвечающего вышеперечисленным требованиям, поэтому потребителям приходится мириться с рядом неудобств, работая с имеющимися одорантами, и строго следовать требованиям «Инструкции по технике безопасности при производстве, хранении, транспортировании (перевозке) и использовании одоранта» - М.; ОАО «Газпром», ООО «ВолгоУралНИПИгаз»; 1999. Формулировки ряда пунктов данной инструкции вызывают справедливые нарекания со стороны специалистов эксплуатирующих организаций, однако другого официального нормативного документа, который дополнил бы «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности» в части работы с одорантом, на сегодняшний день нет.

Для своевременного принятия мер по предотвращению аварийных ситуаций в случае утечек, природный газ должен обнаруживаться по запаху при его содержании в воздухе не более 20% от нижнего предела взрываемости. Исходя из этого требования, процесс одоризации должен обеспечивать такое содержание одоранта в газе, чтобы человек с нормальным обонянием мог обнаружить запах при объемной доле газа в воздухе, равной 1%. Количественное содержание одоранта в подаваемом потребителю газе нормируется в зависимости от химического состава используемой одоризационной смеси. Например, в соответствии с «Положением по технической эксплуатации газораспределительных станций магистральных газопроводов ВРД 39-1.10-069-2002», для этилмеркаптана норма ввода составляет 16г (19,1см³) на 1 000м³ газа, приведенного к нормальным условиям.

Этилмеркаптан был одним из первых промышленных одорантов, применявшихся в бывшем СССР (изготовитель — Дзержинский завод жирных спиртов). Его основным недостатком является химическая нестабильность, выражающаяся в легкой окисляемости и способности к взаимодействию с оксидами железа (всегда присутствующими в газопроводах) с образованием диэтилдисульфида. Как известно, дисульфиды имеют значительно меньшую интенсивность запаха, что снижает эксплуатационные свойства одоранта и ведет, в итоге, к увеличению расхода исходного вещества (этилмеркаптана). Особенно заметно снижение интенсивности запаха при транспортировании одорированного этилмеркаптаном газа по трубопроводам на большие расстояния. К другим недостаткам этилмеркаптана можно отнести его высокую токсичность и растворимость в воде (7,5 г/л).

С 1984 г. практически на всех ГРС России используется одорант СПМ (смесь природных меркаптанов), выпускаемый по разработанным ВНИИГАЗом техническим условиям ТУ 51-31323949-94-2002 «Одорант природный ООО «Оренбурггазпром»». Этот одорант производится на Оренбургском газоперерабатывающем заводе из сырья, основой которого служит уникальный по своему составу конденсат Оренбургского и Карачаганского месторождений. Одорант СПМ является многокомпонентным веществом. Согласно ТУ 51-31323949-94-2002, в его составе могут содержаться следующие массовые доли отдельных меркаптанов:

  • этилмеркаптан — до 44,0%;
  • изо-пропилмеркаптан — до 31,0%;
  • бутилмеркаптан — до 11,0%;
  • н-пропилмеркаптан — до 6,0%;
  • трет-бутилмеркаптан — до 5,0%;
  • н-бутилмеркаптан — до 1,5%;
  • тетрогидротиофен — до 1,5%.

Норма ввода многокомпонентного одоранта СПМ в России такая же, как и для этилмеркаптана — 16г (19,1см³) на 1 000м³ газа, приведенного к нормальным условиям. В зарубежных странах в качестве одорантов широко используются меркаптаны, получаемые в результате химического синтеза на основе серы, сероводорода, сульфидов и других сернистых соединений. Как правило, используются смеси нескольких веществ, то есть синтезированный одорант также как и природный, является многокомпонентным веществом. Такие одоранты — более стабильны по своему химическому составу и не содержат посторонних примесей. Хранятся и транспортируются синтезированные одоранты в специально предназначенных для этих целей сосудах из коррозионностойких материалов.

До недавнего времени все производители и потребители одоризационных смесей ориентировались на требования международного стандарта, рекомендующего, в качестве одоранта, применять летучие органические соединения серы с температурой кипения ниже 130 ºС. Сегодня в западных странах начато производство и использование, в качестве одорантов, бессернистых соединений. Примером может служить синтезированный в Германии продукт под названием Gasodor™ S-Free™, который имеет следующие достоинства:

  • является экологически чистым продуктом (при использовании исключаются выбросы в атмосферу серы и ее соединений);
  • соответствует требованиям санитарно-эпидемиологических норм;
  • имеет резкий сигнализирующий запах;
  • обеспечивает требуемую интенсивность запаха при более низких, по сравнению с одорантами на основе сернистых соединений, концентрациях;
  • обладает высокой стабильностью (в том числе и при хранении);
  • не изменяет технико-химических и одорирующих свойств, при резких температурных колебаниях;
  • практически нерастворим в воде и жидких углеводородах.

Одорант Gasodor™ S-Free™ в ноябре 2004 г. прошел эксплуатационные испытания на одном из объектов ООО «Севергазпром» и признан пригодным для применения на объектах ОАО «Газпром» (акт эксплуатационных испытаний утвержден 12.12.04 г. начальником Департамента по транспортировке, подземному хранению, и использованию газа, Б.В. Будзуляком). В процессе испытаний, концентрация одоранта составляла 10-12мг/м³, при этом использовалось существующее одоризационное оборудование действующей ГРС.

Проект «Временных технических требований к ГРС», направленный в настоящее время на рассмотрение организациям ОАО «Газпром», предусматривает для одоризации газа, наряду с СПМ, применение одоранта Gasodor™ S-Free™, а также кротонового альдегида.

Альдегид кротоновый по ТУ 2417-080-00203766-2003 представляет собой прозрачную (от светло-желтого до светло-коричневого цвета), легковоспламеняющуюся жидкость с резким запахом. По степени воздействия на организм человека данное вещество относится ко второму классу опасности (ГОСТ 12.1.007). К сожалению, в открытой печати не имеется достаточной информации об использовании кротонового альдегида в качестве одоранта, с указанием его эксплуатационных характеристик.

В последнее время все чаще озвучиваются аргументированные предложения отменить жестко регламентированные нормы ввода одоранта в поток газа. При установлении для каждого объекта индивидуальной нормы, предлагается принимать во внимание состояние и протяженность газопровода, химический состав и качество транспортируемого газа, качество и компонентный состав используемого одоранта, а также способ и точность одорирования газа. Рассмотрим, как влияют перечисленные выше факторы на качество одоризации газа.

Состояние и протяженность газопровода. Как уже отмечалось выше, этилмеркаптан, являющийся одним из основных компонентов одоранта СПМ, вступает в химическую реакцию с оксидами железа, образующимися на стенках газопровода под действием коррозии. В результате такого взаимодействия падает интенсивность запаха одорированного газа и, как следствие, требуется увеличение нормы ввода одоранта в поток газа.

К сожалению, в официальных источниках информации отсутствуют сведения по данному вопросу для газопроводов на основе полиэтиленовых труб.

Химический состав и качество транспортируемого газа. Принято считать, что основным фактором качества запаха одоризационной смеси является доля содержания в ней меркаптановой серы. Зная процентное содержание меркаптановой серы в транспортируемом газе, можно уменьшить норму ввода одоранта в поток газа.

В то же время плохое качество газа, присутствие в нем примесей — в частности повышенное содержание влаги, может привести, при соответствующих условиях, к накоплению конденсата в газопроводе и к последующему растворению в этих углеводородах части одоранта, с неизбежным ослаблением интенсивности запаха газа у потребителя. В таких случаях потребуется увеличение нормы ввода одоранта в поток газа.

Качество и компонентный состав используемого одоранта. К сожалению, условия транспортировки и хранения одоранта в России оставляют желать лучшего. Часто для этих целей используются емкости из черной стали, подверженные агрессивному воздействию одоранта. В ряде случаев хранение и транспортировка емкостей с одорантом производятся в условиях резких температурных перепадов и различных атмосферных осадков. Повторное использование емкостей, изготовленных из черной стали, заведомо ухудшает качество заливаемого в них одоранта. Различные источники единодушно свидетельствуют: в процессе транспортировки качество одоранта существенно ухудшается.

Что касается компонентного состава одоранта, некоторые компетентные специалисты отмечают довольно значительные колебания соотношения различных компонентов одоранта СПМ, производимого Оренбургским ГПЗ, и даже присутствие в его составе метилмеркаптана, которого по ТУ 51-31323949-94-2002 быть не должно. Кроме того, выявлено существенное снижение массовой доли таких важных компонентов, как этилмеркаптан и трет-бутилмеркаптан. Подобные изменения связаны с нестабильностью состава конденсата, используемого в качестве сырья, и могут негативно повлиять на интенсивность запаха одорированного газа, если не изменять норму ввода одоранта в поток газа.

Вместе с тем, анализ компонентного состава одоранта в природном газе пока является сложной и дорогостоящей процедурой, не имеющей отработанных для практического применения методик. Автоматизация процесса одоризации газа на основе такого анализа позволит не только оптимизировать расход одоранта, но и перейти на принципиально новый уровень в решении вопросов безопасности и экологии. Работы в данном направлении ведутся, однако их практическая реализация пока еще впереди.

Способ и точность одорирования газа. Наряду с другими факторами, качество одоризации газа напрямую зависит от способа одорирования и обеспечиваемой этим способом точности одорирования, а также, в значительной мере - от степени автоматизации и элементной базы оборудования, реализующего процесс одоризации газа с одновременным анализом результатов этого процесса. Учитывая непрерывную динамику в совершенствовании технологий и оборудования, следует ожидать в ближайшее время на данном направлении появления принципиально новых технических решений, позволяющих оперативно менять дозировку вводимого в поток газа одоранта, исходя из экспресс-анализа компонентного состава одоризационной смеси. При этом неизбежно потребуется внесение соответствующих изменений во все нормативно-технические документы, затрагивающие процессы производства, хранения, транспортировки и использования одоранта.

Итак, анализ факторов, влияющих на качество одорирования, показывает, что в будущем, при соответствующем программно-аппаратном обеспечении процесса одоризации, норма ввода одоранта в поток газа может стать переменной величиной. Причем возможны два варианта варьирования числового значения данной нормы.

Вариант 1. По специально разработанной методике, для каждого конкретного объекта, с учетом всех вышеперечисленных факторов, рассчитывается и заносится в систему управления одоризацией газа индивидуальное числовое значение нормы ввода одоранта в поток газа. В дальнейшем система управления отслеживает выполнение заданного значения нормы.

Вариант 2. Числовое значение нормы ввода одоранта в поток газа заносится в систему управления одоризацией газа в усредненном виде (для реально используемого одоранта), и в дальнейшем периодически корректируется системой управления по результатам непрерывной обработки сигнала обратной связи, поступающего с интеллектуального прибора контроля качества одорированного газа.

Необходимо отметить, что первый вариант предполагает работу с одорантом, имеющим стабильный состав, и больше подходит для химически синтезированных одорантов, хотя с некоторой долей погрешности может быть использован и для одоранта СПМ. При наличии утвержденной методики, этот вариант может внедряться на базе существующих одоризаторов газа ОДДК, выпускаемых заводом «Газпроммаш» (г. Саратов).

Второй вариант более универсальный, но его внедрение требует наличия надежного интеллектуального прибора контроля качества одорированного газа, который для массового применения должен иметь приемлемую цену. В настоящее время специалисты подразделений НИОКР завода «Газпроммаш» ведут работу по созданию такого прибора на основе современных технологий. В сочетании с новым прибором, одоризатор газа ОДДК может обеспечить внедрение второго варианта без проведения на объекте дополнительных работ, за исключением установки и подключения самого прибора.

Поскольку сырьевая база для производства природного одоранта далеко не исчерпана, и работы по улучшению качества СПМ на Оренбургском ГПЗ продолжаются, можно ожидать, что использование на российских ГРС отечественного одоранта будет еще долгим. Следовательно, внедрение современных технологий одоризации газа с применением одоризатора газа ОДДК, позволяющего работать с различными одорантами без кардинальной реконструкции объекта, сегодня очень актуально.

ОДОРИЗАЦИОННЫЕ УСТАНОВКИ ГРС

Качество одоризации газа во многом определяется способом одорирования и оборудованием, которое осуществляет процесс одоризации. Выбор способа одорирования и типа одоризатора газа зависит от требуемой производительности, необходимой точности и материальных возможностей заказчика.

Одорант может вводиться в поток газа, как в жидком, так и в парообразном состоянии. В жидком состоянии подача одоранта в газопровод производится с помощью капельницы или дозирующего насоса. Для одорирования парами одоранта, часть общего потока газа ответвляется, насыщается парами одоранта, перемещаясь над жидким одорантом, барботируя через него, или обдувая смачиваемый в одоранте фитиль, и возвращается в общий поток газа.

Капельный способ ввода одоранта в поток газа. Этот способ из-за своей простоты и дешевизны, несмотря на повышенные требования к качеству одоризации газа, остается наиболее распространенным на действующих российских ГРС. В его основе лежит относительно постоянная величина массы одной капли жидкости (для одоранта – масса одной капли считается равной 0,02 г, то есть в 1 г одоранта содержится приблизительно 50 капель). Регулируя подачу одоранта и подсчитывая количество капель в единицу времени, можно добиться требуемого расхода одоранта для установленного значения расхода газа. При больших расходах газа, последовательность капель одоранта трансформируется в струю жидкости. В этом случае расход одоранта отслеживается по шкале уровнемера расходной емкости (на некоторых одоризаторах газа для этих целей устанавливается специальная замерная емкость, с предварительно выверенной ценой деления).

Данный способ требует постоянных проверок и регулировки осуществляемого через капельницу расхода одоранта при изменениях расхода газа (например, при подключении или отключении отдельных потребителей). Такие регулировки выполняются оператором ГРС вручную и не поддаются автоматизации. Фактическая точность одорирования при этом невысока (составляет от 10 до 25 %). Поэтому в современных одоризационных установках капельница используется только как резерв для работы во время ремонта основного оборудования.

Фитильный одоризатор, как правило, применяется при небольших, мало изменяющихся расходах газа с использованием стабильного по химическому составу (как для жидкого состояния, так и для паров) одоранта. Содержание одоранта в одорированном газе оценивается по количеству израсходованного в единицу времени одоранта и может регулироваться изменением количества газа, пропускаемого через фитиль. Регулирование производится вручную оператором ГРС и высокой точности одорирования, при этом, добиться не удается.

Барботажный способ ввода одоранта в поток газа. В отличие от капельницы и фитильного одоризатора, одоризационные установки с использованием барботажа уже могут быть автоматизированы. Примерами являются одоризаторы газа ОД, изображенный на рисунке 1 (производитель — ООО завод «Газпроммаш») и блоки одоризации БО (производитель — ООО фирма «Саратовгазприборавтоматика»).

Рисунок 1. Одоризатор газа ОД

В этих устройствах автоматическая подача одоранта, пропорционально расходу одорируемого газа, обеспечивается с помощью диафрагмы, устанавливаемой в трубопровод и специального дозатора. При движении потока газа по трубопроводу, на диафрагме возникает перепад давления, величина которого изменяется пропорционально расходу движущегося газа. Часть потока газа ответвляется и через регулировочный вентиль поступает в дозатор, где, барботируя через жидкий одорант, насыщается его парами. Далее насыщенный парами одоранта газ проходит через смотровое окно, возвращается в трубопровод по другую сторону диафрагмы и смешивается с основным потоком газа. В дозатор одорант непрерывно подается самотеком из расходной емкости. Расходная емкость пополняется периодически методом передавливания из резервной емкости для хранения одоранта. Все заправки производятся закрытым способом с использованием эжектора, обеспечивающего удаление паров одоранта из емкостей и из шланга автоцистерны-заправщика с последующим сбросом этих паров в трубопровод. Следует отметить, что использование эжектора эффективно только в том случае, когда отношение его входного давления (отбираемого на входе ГРС) к выходному давлению составляет величину от 2 до 3. В других случаях, для нейтрализации паров одоранта следует применять дезодоратор с заполнением 50—70 % его объема нейтрализатором (например, 20% раствором хлорной извести).

Наличие одоранта в расходной емкости отслеживается визуально оператором ГРС. Кроме того, предусматривается передача в систему управления ГРС предупредительного сигнала о минимальном уровне одоранта в расходной емкости.

Одоризационные установки типа ОД и БО имеют ряд существенных недостатков, ограничивающих широкое применение этих устройств. К их числу можно отнести следующее:

  • при изменениях газопотребления в процессе эксплуатации одоризатора более чем на 30%, процесс одоризации выходит из режима и требует ручной настройки на новый режим;
  • точность одорирования невысока (в зависимости от условий эксплуатации может меняться от 5 до 20 %), причем, определяется она только качеством изготовления дозатора и стабильностью расхода газа в трубопроводе; температурные колебания окружающего воздуха, а также резкие изменения газопотребления в виде отключений или подключений сравнительно крупных потребителей газа, существенно ухудшают качество одорирования, но не могут быть в данных устройствах автоматически учтены и скомпенсированы;
  • необходимость использования сужающего устройства создает дополнительные неудобства обслуживающему персоналу, а зачастую требует еще и сезонной замены шайбы;
  • в систему управления ГРС или в системы верхнего уровня передается только предупредительная информация о минимальном уровне одоранта в расходной емкости; других датчиков для оценки состояния оборудования одоризатора и качества его работы, нет.

Дозированная подача одоранта в поток газа. Существуют разные способы реализации дозированного ввода одоранта в поток газа.

Первоначально дозирование подачи одоранта сводилось к установке перед капельницей электромагнитного клапана, управляемого от электронного блока, который обеспечивал заданное время открытого состояния клапана, а также частоту его включений. Таким образом, единичная доза определялась количеством одоранта, пропущенного через электромагнитный клапан за время пребывания его в открытом состоянии, а требуемая норма ввода одоранта в поток газа обеспечивалась выбором нужной частоты включений клапана. В отличие от предыдущих способов, дозирование одоранта с помощью электромагнитного клапана позволяет повысить качество одорирования, а при наличии соответствующих программно-аппаратных средств, организовать автоматическую подачу одоранта пропорционально расходу газа и косвенный учет введенного одоранта (по количеству срабатываний электромагнитного клапана). В то же время данный способ не нашел широкого распространения из-за ряда существенных недостатков:

  • в случае протечек через клапан, процесс одоризации газа становится неуправляемым, так как подача одоранта в трубопровод осуществляется самотеком
  • величина единичной дозы в значительной мере зависит от температуры окружающего воздуха (из-за температурных изменений объема меняется плотность вещества и, как следствие, масса дозы) и от степени заполнения расходной емкости (с изменением гидростатического давления, меняется скорость подачи одоранта и, соответственно, его количество, протекающее через открытый электромагнитный клапан за одно и то же время);
  • отсутствует информация о фактическом прохождении одоранта через одоризатор (имеется только визуальный контроль).

В дальнейшем для дозированной подачи одоранта стали применяться дозирующие насосы, позволившие значительно усовершенствовать процесс одоризации газа. Как правило, на базе таких насосов изготавливаются дозаторы одоранта, которые содержат в своем составе помимо самого насоса фильтр для очистки одоранта, управляющее устройство (в зависимости от конструкции дозатора это может быть электромагнит или электропневматический клапан) и электронный блок управления.

Дозатор одоранта ДО1-25. Разработанный и изготовленный самарскими авиаторами дозатор одоранта представляет собой плунжерный насос с регулируемым ходом поршня, управляемый с помощью электропневмоклапана от электронного блока. Доза (от 1 до 25 см³) задается установкой ограничителя хода поршня в нужное положение по лимбу на регулировочной головке. Электронный блок управления обеспечивает требуемую частоту срабатывания управляющего клапана, устанавливаемую оператором исходя из текущего расхода газа. Перемещения поршня производятся газом от газопровода высокого давления. При этом перепад давления между газопроводами высокой и низкой сторон должен быть не менее 0,6 МПа. Поступающий одорант перед подачей в насос проходит через фильтр.

Эти дозаторы эксплуатируются в основном на объектах ООО «Самаратрансгаз». К их недостаткам следует отнести усложненную конструкцию и наличие большого количества уплотнительных элементов, являющихся потенциальными источниками утечек.

Автоматизированная система одоризации газа (АСОГ). АСОГ, созданная атомщиками из г. Саров, по своей сути является дозатором одоранта, но в отличие от ДО1-25, с более высокой степенью автоматизации. Кроме того, здесь мы имеем дело с микродозами (0,15—0,45 см³), что повышает требования к чистоте одоранта (любые твердые частицы, попавшие в игольчатый клапан, нарушают нормальную работу дозатора). АСОГ имеет фильтр тонкой очистки, а также новый элемент — датчик подачи одоранта, который уже позволяет иметь информацию о реально поступившем в трубопровод одоранте. К сожалению, эксплуатирующие организации отмечают низкую надежность работы этого датчика. Блок управления АСОГ имеет связь со штатным расходомером одорируемого газа и обеспечивает подачу одоранта в трубопровод пропорционально расходу газа с точностью не хуже 5%.

Завод «Газпроммаш» разработал и изготовил на базе АСОГ одоризатор газа с дозированной подачей газа (ОДД) для северных районов. Одоризатор ОДД размещается в утепленном блок-боксе с системами отопления, освещения, контроля загазованности и приточно-вытяжной принудительной вентиляции. Помимо АСОГ, одоризатор оснащен расходной емкостью на 110 л., дезодоратором, резервной капельницей и необходимой запорной арматурой. По желанию заказчика ОДД комплектуется эжектором для закрытой заправки емкостей. В качестве резервной емкости для хранения одоранта используется контейнер для перевозки одоранта объемом 1,5м³, устанавливаемый рядом с блок-боксом. Одоризатор ОДД успешно эксплуатируется на газораспределительной станции ОАО «Сургутнефтегаз» в г. Сургут. Аналогичный одоризатор производства завода «Газпроммаш», но размещенный не в блок-боксе, а в шкафу, работает на одном из объектов ООО «Пермтрансгаз» рисунок 2.

Рисунок 2. Одоризатор газа ОДД на базе АСОГ

Из-за усложненной конструкции дозатора и наличия малых зазоров в клапанных группах, АСОГ нередко бывает «капризной» в работе с отечественным одорантом, поэтому спрос на одоризаторы с использованием данной системы невелик.

Блок одоризации с электронным управлением (БОЭ). Блоки одоризации типа БОЭ, изготавливаемые в ООО фирма «Саратовгазприборавтоматика», представляют собой полнокомплектные устройства для одоризации газа, обеспечивающие дозированный ввод одоранта пропорционально расходу газа и способные передавать обобщенный аварийный сигнал в АСУТП объекта. БОЭ оснащаются расходной емкостью требуемого объема и сужающим устройством соответствующего типоразмера, а также дозирующим насосом нужной производительности. Кроме того, в обвязку блока одоризации включается резервная капельница, эжектор и запорная арматура.

Дозированный ввод одоранта производится мембранным насосом с пневматическим приводом, который управляется электромагнитным клапаном. Расчет расхода одорируемого газа и формирование управляющих сигналов выполняется микропроцессорным блоком управления. Предварительно требуемая доза устанавливается на насосе специальным задатчиком.

Блоки одоризации БОЭ являются развитием ранее выпускаемых фирмой «Саратовгазприборавтоматика» блоков одоризации типа БО и автоматически унаследовали часть их недостатков, например, наличие сужающего устройства. Кроме того, что данное устройство создает определенные неудобства и дополнительные проблемы при обслуживании, расчет расхода газа, выполненный блоком управления, зачастую существенно отличается от показаний штатного расходомера, а это может привести к недопустимым погрешностям одорирования (в частности не учитывается температура газа).

Одоризатор газа с дозированной подачей одоранта и автоматической коррекцией степени одорирования как по текущему расходу газа, так и по реальному расходу одоранта (ОДДК). Одоризаторы газа ОДДК, серийно выпускаемые заводом «Газпроммаш» с апреля 2007 г., представляют собой новое поколение одоризационных установок, позволяющих решать уже комплексные задачи создания автоматизированных систем, сориентированных на централизованные формы обслуживания и на безлюдные технологии.

Анализ возможностей существующих дозаторов одоранта и одоризационных установок показал, что стремление к обеспечению высокой точности дозирования, в итоге ведет к усложнению конструкции дозирующего устройства. В свою очередь, усложнение конструкции, на смену решенным проблемам вызывает новые, заставляя идти на дальнейшие усложнения. Специалисты завода «Газпроммаш» решили задачу повышения точности одорирования по-своему. В одоризаторе газа ОДДК может быть использован любой дозирующий насос, обеспечивающий требуемую потребителю производительность. Высокая точность одорирования (по паспорту — не хуже 2%) достигается постоянным учетом реально проходящего через насос одоранта и своевременной корректировкой сигнала, управляющего работой насоса. При этом учитывается значение текущего расхода газа, снимаемое со штатного расходомера. Учет одоранта ведется гидростатическим методом в единицах массы, что исключает влияние температурных колебаний и связанных с этим изменений объема вещества. Блок управления одоризатором может работать с любыми видами сигналов от расходоизмерительных комплексов, оговариваемых при заказе одоризатора, а также интегрироваться с любыми системами верхнего уровня. Основной протокол обмена — MODBUS, возможен информационный обмен по любому другому согласованному протоколу.

Основным конструктивным исполнением такого одоризатора считается ОДДК 02 (рисунки 3, 4).

Рисунок 3. Одоризатор газа ОДДК 02

Рисунок 4. Компоновка одоризатора газа ОДДК 02

В данном варианте все оборудование размещается в утепленном шкафу с системами освещения, электрообогрева, и естественной вентиляции. В состав одоризатора входят: расходная емкость на 110 л. из нержавеющей стали, эжектор, дозирующий насос собственного изготовления, датчик разности давлений, смотровое окно, резервная капельница, запорная арматура и элементы обвязки (фирм «Hamlet» или «Swagelok»). ОДДК 02 комплектуется блоком управления БУО — рисунок 5 (для установки в блоки КИП и А) и дезодоратором.

Одоризатор ОДДК 01 (рисунок 6) предназначен для установки в дополнение к действующей капельнице с существующей расходной емкости. Оборудование такого одоризатора размещается в холодном шкафу и не содержит в составе расходной емкости, эжектора, капельницы.

Рисунок 5. Одоризатор газа ОДДК 01

Рисунок 6. Блок управления БУО

Оборудование одоризатора ОДДК 03 размещается в блок-боксе.

Импортные одоризационные установки. В последнее время на российский рынок газового оборудования все настойчивее стучатся зарубежные производители одоризационных установок. Импортные одоризаторы и отдельные составные части одоризационных установок эксплуатируются на целом ряде газораспределительных станций России. Однако их более широкое распространение на российских территориях сдерживают следующие факторы:

  • высокая стоимость зарубежного оборудования;
  • состав и качество отечественного одоранта.

Учитывая тот факт, что вся российская экономика переживает очень сложный период, зарубежные производители заполнили нашу страну товарами широкого потребления по сравнительно доступным ценам. В промышленности, особенно в стратегических ее отраслях, такой доступности ожидать не приходится. Поэтому более перспективным видится создание отечественного газового оборудования современного уровня. Контакты с производителями газового оборудования Германии (RMG) и Италии (Tartarini), показывают, что масштаб цен, установленный для России на Западе, в ближайшее время существенно не изменится. Несколько привлекательнее по ценам изделия из Чехии и Сербии, к тому же оборудование этих стран в большей степени адаптировано к российским климатическим условиям. Известное украинское газовое оборудование пока не может конкурировать с лучшими российскими образцами.

Опыт работы с зарубежным оборудованием указывает на необходимость значительной его доводки для эксплуатации в российских условиях. Например, одоризатор газа, собранный из немецких комплектующих изделий фирмы RMG (рисунок 7) по немецкой технологической схеме, оказался совершенно не пригодным для работы в нашей климатической зоне с использованием природного отечественного одоранта СПМ. Также не может быть реализована на российских территориях немецкая система бесперебойного обеспечения одорантом газораспределительных станций, основанная на своевременной развозке и замене 50-литровых емкостей с одорантом.

Рисунок 7. Дозирующий насос для одоранта фирмы RMG

Вместе с тем, богатый опыт зарубежных специалистов по газовому оборудованию заслуживает самого тщательного изучения и применения, в той или иной степени, при разработке и изготовлении одоризационного оборудования для российских объектов.

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ОДОРИЗАЦИИ ГАЗА

За последнее время, благодаря значительному прогрессу в области информатики и электроники, автоматизация технологических объектов переживает бурный подъем. Современная элементная база электронного оборудования позволяет создавать компактные высоконадежные системы автоматического управления и интеллектуальные датчики. Процесс изготовления аппаратной части таких систем также упростился и нередко сводится к «отверточной технологии». На передний план выдвинулись следующие задачи:

  • разработка и оптимизация алгоритмов управления, включающих в себя полный комплекс информационных, вычислительных, управляющих и диагностических задач;
  • выбор из многообразия предлагаемых аппаратно-технических средств оптимального варианта, с учетом сложности решаемых задач и материальных возможностей Заказчика;
  • подбор надежных исполнительных устройств и механизмов, с возможностью управления от запроектированного контроллера или управляющего комплекса;
  • разработка программного обеспечения, реализующего все отраженные алгоритмом управления задачи;
  • обеспечение возможности интегрирования в системы верхнего уровня и реализация информационного обмена этими системами по стандартному протоколу или по специальным, заранее оговоренным протоколам обмена.

В результате решения указанных задач, появляется специализированная система автоматического управления технологическим оборудованием заданного объекта.

Применительно к газораспределительным станциям, такие системы создаются с учетом установленной формы обслуживания. Централизованная форма обслуживания ГРС требует более высокого уровня автоматизации технологического оборудования, и нередко препятствием для перехода к данной форме становится процесс одоризации газа, поскольку обслуживание большинства действующих одоризационных установок невозможно без ежедневного присутствия оператора ГРС. Следовательно, в основе автоматизированной системы одоризации газа должен стоять надежный современный одоризатор газа с индивидуальной системой управления, обеспечивающий не только одорирование газа, но также — и учет расходуемого одоранта, и автоматическую дозаправку расходной емкости, и передачу на диспетчерский пункт подробной информации о состоянии одоризационной установки (включая технологические параметры и количество имеющегося одоранта). Отдельные элементы подобной автоматизированной системы имеются на ряде газораспределительных станций России. Однако в полном объеме задача создания законченной системы пока еще не решена. Связано это обстоятельство с недостатком надежных и долговечных комплектующих изделий, способных работать в среде природного одоранта (электромагнитных клапанов различных типоразмеров, серийных датчиков уровня, сосудов из коррозионно-стойких материалов и т. д.). Работ по созданию отечественных изделий для комплектования одоризационных установок проводится явно недостаточно, поэтому выполняющие их организации и отдельные специалисты заслуживают особой поддержки. Результатом таких работ стали, например, следующие изделия.

Электромагнитные клапаны для работы с одорантом. В процессе создания одоризатора ОДДК газа, завод «Газпроммаш» принял участие в финансировании работ НПП «Технопроект» (г. Пенза) по разработке взрывозащищенных электромагнитных клапанов для одоранта. Клапаны прошли испытания в составе опытного образца одоризатора газа ОДДК 01 в Пензенском ЛПУ МГ и успешно применяются для серийного производства всего ряда одоризаторов данного типа.

Емкость двухстенная для хранения одоранта. Для бесперебойной работы ГРС, на ее площадке всегда должен быть резервный запас одоранта. Наиболее распространенным способом создания такого запаса является хранение необходимого количества одоранта в подземных емкостях. Следует отметить, что условия хранения одоранта, как правило, не соответствуют современным требованиям. В большинстве случаев емкости для хранения одоранта изготовлены из некоррозионностойких материалов. Зачастую эти емкости не имеют ни сигнализаторов, ни указателей уровня; обследование их состояния практически не проводится, так как сопряжено с целым рядом организационных и технических трудностей, а утилизация отходов и вышедших из строя узлов и сосудов, связанных с процессом одоризации, вообще до сих пор не имеет нормативной базы.

Разработка специалистами ОАО НИИПТХИММАШ (г. Пенза) двухстенных емкостей для хранения одоранта в значительной мере способствует решению задачи правильного хранения одоранта и контролирования его расхода. Конструкция такой емкости обеспечивает постоянный контроль межстенного пространства и предотвращает возможность загрязнения почвы, а также атмосферного воздуха, в случае нарушения герметичности корпуса. Основная (внутренняя) емкость изготавливается из нержавеющей стали, что значительно снижает степень загрязнения хранящегося в ней одоранта продуктами коррозии. Сигнализатор уровня позволяет выдавать предупредительный сигнал о необходимости пополнения запасов одоранта.

Насосы для перекачки одоранта. В большинстве случаев заправка расходной емкости одоризационной установки производится методом передавливания. Автоматизировать этот процесс иногда удобнее с использованием насоса. Такие насосы, способные перекачивать одоранты, в том числе в сосуды под давлением, производит ОАО «Нефтемаш» - Сапкон (г. Саратов). По желанию заказчика, насосные агрегаты могут комплектоваться фильтрами.

Интеллектуальный датчик уровня. Специалисты завода «Газпроммаш» (г. Саратов) разработали датчик для измерения уровня одоранта в закрытой емкости, находящейся под давлением (рисунок 8). В основу работы датчика заложен гидростатический метод, позволяющий, непосредственно в микропроцессорном блоке управления, с высокой точностью рассчитать уровень, объем и массу жидкости. В настоящее время идет доводка конструкции и отработка программно-математического обеспечения интеллектуального датчика для реальных условий газораспределительной станции.

Рисунок 8. Интеллектуальный датчик уровня

Рассмотренные выше изделия, наряду с широко известным оборудованием для одоризации газа, должны помочь в решении задачи по созданию комплексной автоматизированной системы одоризации газа. Серьезный шаг в обозначении проблем на данном направлении сделали специалисты Пензенского ЛПУ МГ, ООО «Волготрансгаз», предложившие организовать такие работы на одном из своих объектов.

В декабре 2006г. ОАО «ВНИИГАЗ» (г. Москва) провел совещание по вопросу применения подземных двухстенных емкостей для хранения одоранта, разработанных специалистами ОАО НИИПТХИММАШ. В работе совещания участвовали представители Управления по транспортировке газа и газового конденсата ОАО «Газпром», ДОАО «Оргэнергогаз», ООО «Волготрансгаз», ОАО «Гипрогазцентр», ООО «Газнадзор», ФГУП ПО «Старт», ОАО НИИПТХИММАШ, ООО Завод «Газпроммаш». В продолжение основной темы разговора, была рассмотрена подготовленная специалистами ООО «Волготрансгаз» (совместно с другими участниками совещания) концепция создания на базе одоризатора газа ОДДК завода «Газпроммаш» с современным микропроцессорным блоком управления автоматизированной системы одоризации газа для комплексного решения всех связанных с данным процессом проблем, включая утилизацию отходов производства. К сожалению, организационных вопросов по данной проблематике совещание не решало, но актуальность обозначенной задачи была единодушно отмечена.

Необходимо также сказать о том, что в последнее время проблемы, связанные с одоризацией газа, привлекли внимание представителей разных отраслей российской промышленности, и некоторые результаты этого интереса уже ощутимы. Впервые, за многие годы на рынке одоризационного оборудования возникла конкуренция. Это обстоятельство, в сочетании с очевидным прогрессом в создании программно-технических средств автоматизации и интеллектуальных датчиков, позволяет смотреть в будущее с оптимизмом и готовиться к очень скорой модернизации устаревшего одоризационного оборудования на российских газораспределительных станциях.

www.gazprommash.ru

Какие свойства имеют одоранты для природного газа

Природный газ не пахнет, поэтому не воспринимается органами обоняния. Чтобы обнаружить его утечку, необходимо использовать специальные датчики или использовать в составе газа вещество, способное придать ему определенный запах, который будет чувствоваться даже при небольшом количестве.

Метан, который является основным элементом природного газа, вызывает у человека сильное отравление и может привести к летальному исходу. Среда, в которой имеется высокая его концентрация, при наличии открытого огня может воспламениться или взорваться. Датчики не способны справляться с этой задачей достаточно эффективно, потому что должна произойти действительно большая утечка газа, чтобы они сработали. Эту проблему решают одоранты для природного газа.

Одоранты – это специальные вещества, которые вводятся в природный газ, и позволяют быстро почувствовать наличие газа в помещении. Их смешивание с природным газом называется одоризацией и выполняется на специальных станциях. Одорантам присущи такие качества, как:

  • сильный неприятный запах, который легко распознается органами обоняния;
  • высокая устойчивость, которая обеспечивает стабильную дозировку;
  • высокая концентрация, позволяющая расходовать меньшее количество вещества;
  • низкий уровень токсичности, обеспечивающий безопасность эксплуатации;
  • минимальное корродирующее воздействие на все элементы системы.

Найти вещество, которое будет иметь все вышеперечисленные свойства, практически невозможно. Мало того, оно должно соответствовать всем требованиям, которые изложены в специальной инструкции, которая выпущена в 1999 году специалистами ОАО «Газпром». Особое внимание в ней уделяется безопасности производства, хранения и транспортировки одорантов.

Концентрация вещества, позволяющая обнаружить утечку

Для того чтобы своевременно приять меры по предотвращению взрывоопасной ситуации необходимо, чтобы обнаружение газа происходило раньше, чем его концентрация достигала предела, равного 20% от предельной точки взрыввемости. Выражаясь более простыми словами, человек, имеющий нормальное обоняние, должен почувствовать запах одоранта, если его содержание в воздухе равно 1%. Количество содержимого вещества зависит от его химических свойств.  Взять, к примеру, этилмеркаптан. Нормой ввода для него равна 16 граммам на 1000м3. Так, для любого вещества необходимо производить отдельный расчет, который и определит необходимую его концентрацию.

Свойства и состав одорирующих веществ

Этилмаркаптан начали применять еще во времена Советского Союза и изготавливался он в Дзержинске. Выявлено, что он имеет невысокую химическую стабильность, которая выражается в его быстром окислении. Последнее вещество всегда присутствует в газопроводе. Они образовывают другой химический элемент, который называется диэтилдисульфидом. Этот элемент, по сравнению с этилмаркаптаном, обладает слабой интенсивностью запаха, поэтому приходится увеличивать его концентрацию, соответственно и затраты. Говоря об этом веществе, необходимо ответить, что оно достаточно токсично.

Еще один достаточно распространенный СПМ. Основным его производителем является завод по газопереработке, который находится в Оренбурге. В его состав входит много отдельных компонентов, таких как этилмеркаптан, изо-попилмеркаптан и бутилмеркаптан. Всего их 7 и все они имеют различную массовую долю в веществе. На 1000м3 вводится  16 г СПМ. В качестве одоранта зарубежном используют меркаптан, который создается при химическом синтезе серы, сульфида и других веществ, но уже с меньшей молекулярной долей.

Международный стандарт, которого придерживалось большинство производителей и потребителей, совсем недавно был изменен. Если раньше в качестве одорантов применялись соединения сери, которые имеют температуру кипения в 130 градусов, то сейчас широко начали применять бессернистые соединения. Им присущи следующие свойства:

  • экологическая чистота продукта. В атмосферу не выбрасываются соединения, которые имеют серу;
  • более резкий и стойкий запах;
  • соответствие эпидемиологическим нормам;
  • высокая интенсивность;
  • низкая концентрация;
  • вещество стабильно даже при длительной транспортировке или хранении;
  • не изменяющиеся свойства, даже во время больших колебании температуры;
  • не растворяется в воде.

Одним из примеров таких одорантов выступает Gasador. Его признали пригодным в нашей стране, после того, как были пройдены все испытания. Они проводились на предприятии ООО «Севергазпром».

Возможные изменения в регламентированных нормах одорантов

За последние несколько лет количество аргументированных предложений по отмене жестких регламентированных норм резко увеличилось. Если для всех объектов будут установлены индивидуальные нормы, в которых будет приниматься во внимание такие факторы, как длинна газопровода, а так же состав вещества и его качество, то это даст дополнительный толчок к использованию разных одорантов.

На качество одорантов природного газа влияют:

  • Длина газопровода газопровода может отрицательно сказываться на качестве этилмеркаптана. При химической реакции элементов состава одоранта, а так же элементов трубопровода, происходит уменьшение интенсивности газа. Поэтому предприятию, которое транспортирует природный газ, приходится увеличивать количество вводимого одоранта.
  • Качество запаха смеси зависит от массовой доли серы. Если знать, какой процент элемента содержится в транспортируемом природном газе, можно изменять количество вводимого одоранта в общий поток. При этом наличие большого количества примесей может повлиять на ухудшение его качества. Так, самое отрицательное влияние на качество оказывает влага, которая приводит к появлению в трубопроводе конденсата, что повлечет за собой растворение некоторого количества одоранта.
  • Компоненты состава и их качество. Говоря о качественном составе, нельзя оставить тему транспортировки одорантов в нашей стране. Из-за того, что для этой цели очень часто используется черная сталь, которая вступает в реакцию с перевозимым веществом, одорант за время транспортировки достаточно сильно теряет свои качества. На это влияют и температурные перепады, которые возникают из-за большой протяженности магистралей, проходящих через всю страну. Кроме этого, значительное снижение фактического качества некоторых элементов одоранта происходит из-за колебаний в соотношении ее компонентов, которая происходит по вине завода изготовителя.

Требования безопасности при перевозке одоранта СПМ

В инструкции по требованиям безопасности при перевозке указано, как правильно сливать и заливать вещество, как осуществлять автомобильную перевозку, пользуясь дорогами общего пользования, как организовывать и технически обеспечивать данное мероприятие.

Первым пунктом необходимо уточнить, что одорант СПМ имеет 3 класс опасности. Данное вещество имеет прозрачный цвет и специфический запах, который чувствуется даже при минимальных количествах. Максимальная плотность одоранта, которая допускается при ее смешивании, составляет 1 мг/м3. Если он контактирует с водой или кислородом, то воспламенение не происходит. Токсичные вещества не образуются. При контакте с открытым огнем, происходит быстрое воспламенение. В условиях закрытого тигля, он загорается при 30 градусах.

Одорант не вызывает отравления, но даже небольшая его концентрация может вызвать тошноту, рвоту боли в голове. Более высокая концентрация влияет на расстройство нервной системы, а так же приводит к наркотическому воздействию, которое, как правило, приводит к мышечной скованности. Попадание небольшого количества одоранта на кожу приводит к раздражению. Большее количество может проникнуть в организм и проникнуть во внутренние органы, затем окислиться до сульфата.

Необходимо помнить, что купить возле одорантов, во время перевозки, строго запрещено. Это может принести непоправимый вред здоровью.

avtobrands.ru


Смотрите также