научная статья по теме СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ НАДЕЖНОСТИ ЕДИНОЙ И РЕГИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ Энергетика

Текст научной статьи на тему «СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ НАДЕЖНОСТИ ЕДИНОЙ И РЕГИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ»

№ 5

ИЗВЕСТИЯ АКАДЕМИИ НАУК ЭНЕРГЕТИКА

2009

УДК 62-192:622.691

© 2009 г. КАРАСЕВИЧ А.М., СУХАРЕВ М.Г.

СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ НАДЕЖНОСТИ ЕДИНОЙ И РЕГИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ

Проведен анализ современного состояния системы газоснабжения страны. Большое влияние на обеспечение поставок газа в пиковый период оказывает альтернативное топливо. Имеет место тенденция к снижению аварийности на объектах магистрального транспорта газа. Обозначена проблема обеспечения ожидаемых уровней добычи газа в среднесрочной перспективе, проблема стратегической надежности. Приведены данные о подготовке отраслевого норматива "Обеспечение системной надежности транспорта газа и стабильности поставок газа потребителям".

Надежность пикового снабжения. Как известно, надежность есть свойство выполнять заданные функции в заданном объеме при определенных условиях функционирования. Следует обратить внимание на требование поставок в заданном объеме.

Монопольным оператором системы газоснабжения страны является ОАО "Газпром". Его правовой статус определяется уставом. Устав провозглашает общество коммерческой организацией, которая имеет основной целью получение прибыли в сфере обеспечения газом отечественных и зарубежных потребителей. "Общество осуществляет гибкое планирование добычи и поставки газа, исходя из реальной потребности регионов и отдельных потребителей, с учетом возможностей производственных объектов... Общество дает поставщикам и потребителям газа обязательные для исполнения указания о режиме газоснабжения и газопотребления". Таким образом, устав, относя к основным видам деятельности общества "обеспечение надежности и безопасности эксплуатации газовых объектов", не устанавливает ответственности за надежность снабжения потребителей и оставляет за оператором право регулирования режимов потребления газа.

Регулирование имеет место в основном при пиковом спросе в период наибольших холодов. График перевода потребителей на резервное топливо составляется заблаговременно и утверждается постановлением администрации регионов. Приведем в качестве примера данные по одному из регионов Центрального федерального округа. Количество высвобождаемого газа при переходе на резервное топливо устанавливается в четыре очереди. В процентах от среднесуточного потребления за квартал это составляет с нарастающим итогом 11%, 18%, 25%, 54%. При этом технологическая бронь гарантирована только некоторым потребителям и равна 6% среднесуточного потребления. В последнюю (четвертую) очередь отключаются, например, крупные котельные. Гарантированная бронь предоставляется в основном промпредприятиям непрерывного производства и бытовым потребителям. Таким образом, на пике зимнего спроса надежность топливоснабжения потребителей зависит, прежде всего, от них самих, от меры их ответственности к подготовке запасов резервного топлива.

Теоретически возможность снижения потребления газа примерно на половину должна бы снимать проблему надежности поставок газа в наиболее холодный период.

Однако в эксплуатационной практике при дефиците газа появляются другие проблемы. Потребители часто нарушают установленные договорами нормативы, стремясь к минимальному расходу альтернативного, существенно более дорогого топлива (чаще всего, мазута). Возникает необходимость принудительного ограничения потребления, что достигается ручной регулировкой задаваемого давления на выходе газораспределительной станции (ГРС).

Эта практика имеет негативные последствия:

— Страдают не только нарушители, но все потребители, снабжающиеся от ГРС по одному направлению, причем, в худшем положении оказываются те, которые более удалены от ГРС.

— Особенно опасно ограничение бытовых потребителей. При глубоком дефиците с полными перерывами подачи газа, безрезультатно включенные горелки в домах иногда оставляют открытыми, что создает опасные ситуации при возобновлении подачи газа.

— Снижение давления вызывает повышенные скорости течения в выходных патрубках ГРС, вследствие чего интенсифицируется эрозионный износ, а регуляторы попадают в зону неустойчивой работы.

Резервы в системе распределения газа. В целом альтернативное топливо в последние годы используется в увеличивающихся объемах, что снижает остроту дефицита газа. Косвенным образом это определяет избыточность в некоторых региональных (до ГРС) системах магистрального транспорта и распределительных (после ГРС) сетях. Дело в том, что распределительные сети и газопроводы-отводы при проектировании рассчитываются на максимальную часовую загрузку, тогда как магистральные газопроводы — на суточную. Система пересчета с суточной пропускной способности на максимальную часовую приводит к существенным резервам производственной мощности указанных объектов ЕСГ. Резервы закладываются при расчетах, что и обеспечивает надежность системы. В результате, например, производственная мощность газопроводов-отводов в среднем за год используется только на 25%. Такая ситуация устраивает газотранспортные и газораспределительные организации: резерв дает им возможность маневрирования, т.е. обеспечивает лучшую управляемость системой, которая, как известно, является единичным свойством комплексного понятия надежности.

Состояние газотранспортной системы. Резервы системы магистрального транспорта — базовых газопроводов значительно меньше. В зимний период система бывает загружена полностью, но в целом с поставками справляется. В последние два десятилетия темпы строительства газопроводов были весьма низкими, но и производство газа в РФ оставалось довольно стабильным (рис. 1). Во второй половине 90-х годов оно сократилось менее чем на 10% по сравнению с максимально достигнутым уровнем добычи в СССР, сейчас (по данным до середины 2008 г.) оно возвратилось даже с некоторым избытком. Т.е. в этот период производственные задания по транспорту газа изменялись несущественно. Единая газотранспортная система (ЕГТС) справлялась с ними, несмотря на естественное снижение технического ресурса в связи со старением. В чем же причины?

Отвечая на этот вопрос, следует охарактеризовать состояние ЕГТС и, в частности, динамику аварийности. За основной показатель, характеризующий состояние безотказности ЕГТС, обычно принимается параметр потока отказов ю. Распределение аварий и вызывающие их причины показаны на рис. 2. В последние полтора десятилетия параметр ю оставался примерно на одном уровне, незначительно изменяясь вблизи значения 0,2 ав./тыс. км в год, в 2007 г. — 0,13 ав./тыс. км в год.

Еще одним важным показателем технического состояния системы служит доля газопроводов, эксплуатирующихся при пониженном рабочем давлении. Снижение давления в трубах является стандартным способом предотвращения аварий. При этом уменьшается пропускная способность магистралей, повышаются удельные затраты на перекачку газа. На рис. 3 показана динамика протяженности газопроводов со сниженным давлением [1]. В период 2002—2006 гг. их доля уменьшилась от 17 до 11%. ОАО

2* 35

1Ы1

1999

ы

ы

т

сж

Ё1

С1

III

2000

2001

2002

2003 Годы

2004

2005

2006

2007

Рис. 1. Поступление газа в ЕСГ: слева направо за каждый год: общее, ОАО "Газпром", независимые производители, из Средней Азии, прочие источники

Строительные дефекты, 33%

Дефект труб, 6%

Наружная коррозия, 33%

Прочие причины, 11%

Дефект оборудования заводской поставки, 6% ^ревде^ при эксплуатации, 11%

Рис. 2. Причины аварийности линейной части газопроводов

"Газпром" ставит задачу полной ликвидации таких газопроводов, что, безусловно, необходимо сделать на основных направлениях перекачки, обеспеченных поступлением газа с действующих месторождений.

Причины позитивных сдвигов находятся, прежде всего, во внедрении новых технологий в эксплуатации: совершенствовании способов очистки полости трубы, внутри-трубной диагностики и ремонтов. На рис. 4 приведены растущие объемы работ по внутритрубной диагностике, обеспечивающей улучшение показателей безотказности [1].

Об эффективности проводимых мероприятий свидетельствует также выполненная авторами работа по идентификации параметров основных направлений перекачки предприятия "Газпром трансгаз Нижний Новгород". Обрабатывались режимы при экстремальных похолоданиях зимой 2006 г. Определено, что параметры, характеризующие состояние труб и силового оборудования, близки к паспортным, а в некоторых

25000

20000

15000 10000

5000 0

Рис. 3. Протяженность газопроводов со сниженным рабочим давлением: 1 — со сниженным рабочим давлением; 2 — в т.ч. влияющих на пропускную способность

1000000

800000

600000

400000 200000

0

Рис. 4. Количество обнаруженных (1) и устраненных (2) дефектов

случаях даже превосходят их, хотя газопроводы построены еще в 70-80-х годах прошлого века.

Следует отметить, что должный уровень работоспособности производственных объектов необходимо постоянно поддерживать, диагностировать состояние труб и оборудования, проводить реконструкцию объектов, реновацию оборудования, текущие и капитальные ремонты. Все это требует значительных ежегодных инвестиций.

Проблемы надежности распределительных (после ГРС) систем газоснабжения охарактеризованы в докладе [2] и в этой работе не рассматриваются. Важность проблемы подтверждают участившиеся случаи взрывов газа в жилых многоквартирных домах, сопровождающихся человеческими жертвами и значительными разрушениями.

Стратегическая надежность ЕСГ. Основной, по мнению авторов, проблемой в газоснабжении является обеспечение потребителей газом в среднесрочной перспективе, т.е. стратегическая надежность. Ожидается существенное повышение спроса на энергоносители. В нашей стране, где газ занимает 54% в топливно-энергетическом балансе (ТЭБ), это означает повышение спроса на газ. ОАО "Газпром Промгаз" является головным институтом в отрасли, отвечающим за решение региональных топливно-энергетических проблем, в частности, за формирование балансов и проведение энергосберегающей политики. Обществом проводится трудоемкая и ответственная работа по формированию генеральных схем и комплексных инвестиционных проектов газоснабжения и газификации регионов России. Генеральными схемами пре

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком