Полный текст

Введение Российская Федерация, по данным ОПЕК, занимает первое место по доказанным запасам (49,541 трлн м3) и второе место по добыче (642,242 млрд м3/год) природного газа в мире [1]. Природные газы представляют собой смесь различных углеводородов метанового ряда; не содержат водорода, оксида углерода и кислорода; содержание азота и диоксида углерода обычно бывает невысоким. Газы некоторых месторождений содержат сероводород. Сухие газы легче воздуха, низшая теплота сгорания сухих газов, добываемых в РФ, составляет 31-38 МДж/м3 [2]. Природный газ имеет ряд преимуществ [3] по сравнению с другими видами топлива и сырья: - стоимость добычи природного газа значительно ниже, чем других видов топлива; - производительность труда при его добыче выше, чем при добыче нефти и угля; - отсутствие в природных газах оксида углерода предотвращает возможность отравления людей при утечках газа; - при газовом отоплении городов и населенных пунктов гораздо меньше загрязнение воздуха; - при работе на природном газе обеспечивается возможность автоматизации процессов горения; - достигаются высокие КПД работы газоиспользующего оборудования. Природные газы являются высокоэффективным энергоносителем и ценным химическим сырьем, поэтому в настоящее время их широко применяют для газоснабжения городов и промышленных предприятий. Из истории газификации в Российской Федерации 10 июля 1948 г. было подписано распоряжение, согласно которому Совету Министров РСФСР было поручено организовать в системе Министерства коммунального хозяйства РСФСР Главное управление по газификации городов РСФСР «Главгаз» [4]. Интенсивное строительство газораспределительных сетей современных городов происходило в 70-80 гг. XX в. Несмотря на выдающиеся успехи газовой промышленности в Советском Союзе, газификация регионов страны продвигалась достаточно медленно. К 1990 г. 46 % распределяемого в СССР сетевого газа направлялось на предприятия промышленности, еще 37 % - на электростанции. На коммунально-бытовые нужды населения расходовалось только 13 % сетевого газа, в том числе сельское население получало лишь 0,8 %. Такая структура распределения сетевого газа объяснялась не только растущими потребностями производства, но и огромными расстояниями, рассредоточенностью сельских населенных пунктов. К моменту распада СССР в конце 1991 г. уровень газификации РСФСР составлял только 40 % [4]. Анализ уровня газификации в Российской Федерации Несмотря на то что Россия является мировым лидером по доказанным запасам природного газа в мире, вопрос о газификации многих населенных пунктов в России до сих пор стоит очень остро. Результаты анализа уровня газификации по федеральным округам РФ [5] приведены в табл. 1. Таблица 1 Уровень газификации, % Table 1 Gasification level, % Федеральный̆ округ % Центральный федеральный округ 87,01 Северо-Западный федеральный округ 65,2 Южный федеральный округ 78,19 Северо-Кавказский федеральный округ 92,05 Приволжский федеральный округ 81,83 Уральский федеральный округ 68,46 Сибирский федеральный округ 11,64 Дальневосточный федеральный округ 65,11 В 2017 г. уровень газификации в РФ, по данным ОАО «Газпром» (рис. 1), составил 68,1 %. Было построено 1848 км газопроводов в 32 субъектах РФ; введено в строй 160 котельных, газифицировано почти 76 тыс. домовладений, обеспечено газом более 200 населенных пунктов [6]. Объем финансирования программы газификации в 2017 г. составил 29,5 млрд руб. (рис. 2) [6]. Рис. 1. Уровень газификации природным газом в России, % Fig. 1. The level of gasification in Russia, % Рис. 2. Объем финансирования «Газпромом» программ газификации, млрд руб. Fig. 2. Amount of financing by Gazprom for gasification programs, billion rubles За 10 последних лет, к началу 2018 г., средний уровень газификации природным газом в России увеличился примерно в 1,2 раза в целом по стране, в 1,2 раза - в городах и поселках городского типа, в 1,7 раз - на селе. В рамках программы газификации показатели в 2018 г. будут еще выше, чем в 2017 г. [6]. Темпы роста газификации в стране устойчивые. Но можно заметить, что во многих федеральных округах уровень газификации является достаточно низким. В Приволжском федеральном округе, при достаточно высоком уровне газификации - 81,8 %, не газифицированы около 1,7 млн квартир [5]. Условием приоритетного выделения инвестиций на газификацию региона [7] являются следующие критерии: - 100 % оплата текущих поставок газа в регионе; - погашение задолженности прошлых лет; - экономическая эффективность предлагаемых объектов; - загрузка газопроводов-отводов и газораспределительных станций (ГРС); - готовность потребителей к приему газа. Некоторые причины отсутствия газификации в населенных пунктах: - транспортировка СПГ и СУГ на большие расстояния (от 2500 км) обходится значительно дешевле по сравнению с трубопроводным газом [8, 9]; - подключение газа к дому - достаточно дорогостоящий проект, в том числе существуют монопольно высокие цены на услуги по подключению к централизованному газоснабжению [10]; - возникающие предложения запретить использование газа в многоквартирных домах, заменив газовые плиты на электрические, мотивируемые тем, что много народа гибнет от взрывов бытового газа [11]. Кроме того, к одной̆ из проблем газовой отрасли в РФ относится изношенность существующих газопроводов. В табл. 2 приведены данные по сроку эксплуатации газопроводов в целом по РФ. Из табл. 2 видно, что многие газопроводы являются старыми и нуждаются в замене. Несмотря на то что большая их часть проложена менее 30 лет назад, тем не менее, есть и старые, и их немало. Газопроводов возрастом от 50 до 60 лет в РФ около 4350 км, а от 40 до 50 лет еще больше - 21 521 км. Такие газопроводы представляют угрозы экологического и социального характера для районов их прохождения. Таблица 2 Срок эксплуатации газопроводов в РФ Table 2 Lifetime of gas pipelines in Russia Срок эксплуатации Протяженность подземных стальных газопроводов, тыс. км Всего В городах В сельской местности До 15 лет 102,205 24,170 78,035 От 15 до 30 лет 104,244 32,492 71,752 От 30 до 35 лет 18,233 11,295 6,937 От 35 до 39 лет 12,765 8,959 3,806 39 лет 3,533 2,633 0,9 40 лет 3,237 2,585 0,651 От 41 до 50 лет 21,521 18,448 3073,49 От 50 до 60 лет 4354,12 4,053 0,3 Свыше 60 лет 0,147 0,132 0,015 В Приволжском федеральном округе газопроводов более 5000 км, и более 1000 км с возрастом от 50 до 60 лет. Программа развития газоснабжения и газификации Пермского края В период с 2010 по 2015 г. в рамках «Программы газификации регионов РФ» на территории Пермского края были газифицированы 33 населенных пункта, построено 290,3 км межпоселковых газопроводов, направлено на газификацию более 3,8 млрд руб. внебюджетных средств и более 2,6 млрд руб. из краевого бюджета. В результате было газифицировано около 6000 домовладений, переведены на газ 47 котельных. Уровень газификации природным газом Пермского края на 1 января 2017 г. составляет 63,55 %. По территории Пермского края проходят 15 магистральных газопроводов протяженностью 10,9 тыс. км, 58 газопроводов-отводов общей протяженностью 927 км с 74 газораспределительными станциями, 9,5 тыс. км межпоселковых и распределительных газопроводов, от которых газифицировано более 740 000 квартир и домовладений, 3851 коммунально-бытовой и жилищно-коммунальный объект, 346 промышленных объектов, 30 сельскохозяйственных объектов и 422 газовые котельные. По поручению губернатора Пермского края Максима Решетникова, в 2017 г. в крае были пересмотрены подходы к газификации. Был утвержден первый этап газификации в регионе, который предполагает серьезное увеличение ее основных показателей в Пермском крае до 2021 г. На первом этапе региональной программы получат газ порядка 8 тыс. домовладений - это свыше 24 тыс. человек. В рамках реализации первого этапа программы будут газифицированы 43 населенных пункта, построено 679 км газопроводов. В 2018 г. начнется формирование второго этапа программы газификации Пермского края, куда будут включены новые территории1. История газоснабжения г. Перми В целях развития газификации города 24.05.56 г. решением Исполнительного комитета г. Молотова был создан «Горгаз» - родоначальник Пермского филиала АО «Газпром газораспределение Пермь»2. Для первых газовых плит газ подавался от индивидуальных баллонов, установленных в помещениях кухонь или в ящиках на улице. С февраля 1957 г. приступил к работе газораздаточный тупик, а 2 сентября 1957 г. закончено строительство и принята в эксплуатацию Пермская газонаполнительная станция. База хранения сжиженного углеводородного газа (СУГ) имела 7 резервуаров общим объемом хранения сжиженного газа 200 м3. В город газ поступал в цистернах с Миннибаевского и Туймазинского заводов. Газовое топливо было оценено пермяками по достоинству, поэтому газификация развивалась быстрыми темпами. В 60 км северо-восточнее Перми было найдено Яринское месторождение попутно-нефтяного газа, что и становится первым этапом газоснабжения города. Проектный институт «Ленгипроинжпроект» в 1957 г. разрабатывает схему газоснабжения города. С 1963 г. жилой фонд города и предприятия начинают использовать попутно-нефтяной газ как топливо. Создается контора по комплексной защите подземных коммуникаций и металлических подземных сооружений от коррозии «Подземметаллзащита». В 1972 г. газифицирована 200-тысячная квартира. Объем реализации сетевого газа превысил 3 млрд м3 и сжиженного газа - 30 тыс. т. Еще одним источником газоснабжения города стал Пермский нефтеперерабатывающий комбинат, от которого был проложен газопровод, и газ, полученный от переработки нефти, подавался для газоснабжения Дзержинского района. 1 октября 1997 г. построен и сдан в эксплуатацию первый полиэтиленовый газопровод на прилегающей к пос. Голый Мыс территории г. Перми. Ликвидирована последняя групповая резервуарная установка сжиженного газа3. Анализ уровня газификации в г. Перми На территории г. Перми на начало 2017 г. в эксплуатации находилось 1607,77 км распределительных газопроводов сетевого газа, из них полиэтиленовых газопроводов - 59,42 км. На начало 2018 года в эксплуатации находятся 1841,45 км распределительных газопроводов сетевого газа, из них полиэтиленовых газопроводов - 295,13 км. Природным газом снабжаются 1042 коммунально-бытовых предприятия, 266 промышленных и 38 сельскохозяйственных объектов, а также 423 производственно-отопительные котельные. Более 95 % жителей г. Перми используют природный газ в бытовых целях. Для целей отопления снабжаются 34 885 домов; газифицировано 330 195 квартир, из них природным газом - 330 171 шт. В газифицированных квартирах установлено: - 330 742 бытовые газовые плиты; - 19 519 газовых проточных водонагревателей; - 17 819 газовых водонагревательных и отопительных аппаратов. Для учета потребленного природного газа установлено 150 980 бытовых газовых счетчиков. Газоснабжение г.Перми осуществляется от четырех ГРС4: - ГРС-1 и ГРС-3, расположенных на левом берегу реки Камы; - ГРС-2 и ГРС «Гайва», расположенных на правом берегу реки Камы. В соответствии с расчетами гидравлических режимов газораспределения для газопроводов высокого давления (1,2 МПа) параметры и характеристики сети обеспечивают потребителям правобережной и левобережной частей города подачу газа требуемого давления4. По оценкам надежности газоснабжения потребителей система газоснабжения правого берега г. Перми считается надежной в условиях того, что ГРС-2 и ГРС «Гайва» соединены между собой газопроводом высокого давления диаметром 720 мм, что обеспечивает надежное резервирование всех потребителей правого берега при отключении любой из ГРС. Система газоснабжения левого берега г. Перми не отвечает всем требованиям надежности из-за наличия вероятности прекращения подачи газа для части потребителей при выходе из строя любого из источников в левобережной части (ГРС-3 или ГРС-1), а также при необходимости проведения ремонтных работ на газораспределительных сетях высокого давления. Параметры и характеристики сети среднего давления (источники головные газораспределительные пункты (ГГРП): ГГРП-1, ГГРП-ЗМ и ГГРП-4И) также обеспечивают потребителям подачу газа необходимого давления. Требования надежности системы не обеспечиваются только в случае отключения ГГРП-1. В системе газораспределения г. Перми функционируют 127 газораспределительных пунктов (ГРП). Газоснабжение большинства конечных потребителей газа осуществляется через 283 шкафных распределительных пункта (ШРП). Данные о производительности и пропускной способности инфраструктуры газоснабжения (ГРС, ГРП, ШРП) г. Перми5 представлены в табл. 3. Таблица 3 Производительность и пропускная способность инфраструктуры газоснабжения г. Перми Table 3 Performance and capacity of gas supply infrastructure in Perm № Наименование показателя Суммарная производительность, млн м3/год Суммарная пропускная способность, тыс. м3/ч Фактическая производительность, тыс. м3/ч 1 ГРС 13600,0 4101,6 735,4 2 ГРП 2533,3 760,0 735,4 3 ШРП 600,0 180,0 180,0 4 Потребление газа, млн м3/год, в том числе: 2934,3 - - 4.1 население (в том числе коммунально-бытовое потребление), млн м3/год 228,7 - - 4.2 прочие потребители, млн м3/год 2705,6 - - В соответствии с приведенными в табл. 3 данными эксплуатируемые в г. Перми ГРС обладают значительным резервом пропускной способности для снабжения потребителей природным газом, резерв составляет более чем трехкратный объем среднего годового потребления. Объемы потребления природного газа по всем потребителям за период 2010-2013 гг., приведенные в табл. 4, показывают устойчивую тенденцию их снижения. Таблица 4 Объемы потребления природного газа Table 4 Natural gas consumption Наименование показателя Годы 2010 2011 2012 2013 Объем потребления газа всеми потребителями, млн м3 2756,82 2691,05 2494,81 2352,59 Темпы снижения объемов, % - -2,4 -7,3 -5,7 Структура газораспределительной сети по материалу изготовления и уровню давления приведена в табл. 5. При анализе качества и надежности эксплуатации системы газораспределения низкого давления выявлен ряд территорий г. Перми, в которых не соблюдаются все требования: микрорайоны Крым, Гайва, Запруд, Липовая гора, Водники, Костарево, Свердловский район, микрорайон Камский, Центральный микрорайон, Индустриальный район6. Основные проблемы сетей низкого давления приведенных территорий связаны со сложностью обеспечения подачи газа потребителям в пределах требуемых давлений из-за недостаточности пропускной способности газопроводов, а также наличия тупиковых участков сети с высоким суммарным потреблением газа. Зная расчетные часовой расход или годовой расход в сетях низкого давления, можно уже на этапах разработки схем газораспределения определить их ориентировочную стоимость [12]. Таблица 5 Структура газораспределительной сети по материалу изготовления и уровню давления Table 5 Structure of gas distribution network by material of manufacture and pressure level Наименование показателя Всего Стальные газопроводы Полиэтиленовые газопроводы Протяженность сети, км 1607,77 1548,35 59,42 Структура сети по материалу, % 100,0 96,3 3,7 Обеспечение ЭХЗ от коррозии подземных газопроводов, % 99,9 99,9 - Газопроводы высокого давления, % 11 Газопроводы среднего давления, % 15 Газопроводы низкого давления, % 74 С учетом срока службы стальных газопроводов в настоящее время необходимо принимать решения по их реконструкции и замене. Оперативность проведения работ на большей части объектов связана с условиями работы в городе. Заключение Несмотря на то что Российская Федерация занимает первое место по доказанным запасам и второе место по добыче природного газа в мире, во многих федеральных округах уровень газификации является достаточно низким. Темпы роста газификации в стране устойчивые, но недостаточные, поэтому вопрос о газификации многих населенных пунктов в России до сих пор стоит очень остро. Кроме того, к одной̆ из проблем газовой отрасли в РФ относится изношенность существующих газопроводов. С учетом срока службы стальных газопроводов в настоящее время необходимо принимать решения по их реконструкции и замене.

Об авторах

Т. Н Романова

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Список литературы

Статистика

Просмотры

Аннотация - 935

PDF (Russian) - 189

Ссылки

• Ссылки не определены.