За последние годы был проведен целый комплекс исследований, направленный на сокращение выбросов вредных веществ при эксплуатации газопроводов, в том числе с продуктами сгорания на КС.
Величины критических нагрузок эмитируемых при работе газокомпрессорных станций окислов азота, серы и других поллютантов могут быть рассчитаны для каждой экосистемы на территории того или иного региона. Расчет критических нагрузок осуществляется для всех возможных комбинаций почв и растительных видов в случае наземных экосистем или водной биоты (включая рыб) и природных типов вод для водных экосистем. Принимая во внимание широкое разнообразие экосистем, величины критических нагрузок азота сравниваются с поступлением его соединений с атмосферными осадками. Выявляются экосистемы, для которых величины критических нагрузок повышены. Сопоставляя величины превышений для различных регионов, можно определить такой уровень необходимого сокращения эмиссии соединений азота и других поллютантов, чтобы величины критических нагрузок не были превышены. Это сокращение должно осуществляться как на локальном, так и на региональном уровне, поскольку соединения азота за время жизни в атмосфере могут быть перенесены на значительные расстояния (до нескольких тысяч километров). Часто подобный перенос осуществляется в трансграничном и даже в трансконтинентальном масштабе, что требует международных подходов для снижения эмиссии соединений загрязняющих веществ в атмосферу. Расчеты снижения выбросов поллютантов производится с использованием эколого-экономических оптимизационных моделей, позволяющих оценить изменение уровней превышений критических нагрузок в течение длительного периода времени в самых различных частях ГТС ЕСГ России.
Далее, необходимо рассмотреть и обратное влияние геоэкологических факторов на состояние ГТС с тем, чтобы учитывать соответствующие геоэкологические риски. Среди этих рисков могут быть названы следующие:
· Коррозионные нарушения трубопроводов за счет агрессивной физико-химической и биологической среды;
· разрывы трубопроводов при деформациях грунтов различной природы (поверхностная эрозия, солифлюкация, оползни, термокарст, проседания, водные размывы).
Важно также учитывать и более сложно структурированные геоэкологические факторы и связанные с ними риски. Так, анализ пространственно-временного распределения аварий на линиях газопроводных сетей в пределах территории Восточно-Европейской платформы в совокупности с некоторыми параметрами, отображающими ее современную геодинамическую активность, указывает на более чем однозначную приуроченность аварийных ситуаций к геоструктурным нарушениям земной коры и коррелируемость с периодами активизации платформы под влиянием ее колебательных движений. Более детальное изучение данной зависимости позволит значительно снизить геоэкологические риски и аварийность на трубопроводах.
4. Переработка газа.
Природные горючие газы перерабатывают на газоперерабатывающих заводах, которые строят вблизи крупных газовых месторождений. Предварительно газы очищают от механических примесей (частиц пыли, песка, окалины и т. д.), осушают и очищают от сероводорода и углекислого газа. Продуктами первичной переработки природных горючих газов являются газовый бензин, сжиженные и сухи газы, технические углеводороды: этан, пропан, бутаны, пентаны.
В общей системе газовой отрасли перерабатывающие заводы относятся к потребителям природного газа. Особенность рассмотрения таких потребителей заключается в том, что они входят в подотрасль «газовая промышленность». Подсистеме переработки природного газа включает производство продукции, выпускаемой в настоящее время (сжиженный углеводородный газ, метанол, моторные топлива, мазут), а также перспективных компонентов, связанных с технологией глубокой переработки добываемого сырья (сжиженный природный газ, гелий, полиолефины, синтетическое жидкое топливо и т. д.) (рис. 3).
|
Метанол (дизтопливо)
|
|
Газ Синтез-газ
Вода СО+Н2
|
бензин
Рис. 3. Схема переработки природного газа.
Для всех перечисленных элементов переработки разрабатываются специальные математические модели, которые позволяют распределить эти объекты с привязкой к узлам всей системы газовой отрасли, сроками строительства, а также охарактеризовать взаимообусловленные геоэкологические риски в системе «переработка газа – окружающая среда». К их числу относятся:
· загрязнение окружающей среды (воздух, почвы, природные воды);
· воздействие на здоровье человека;
· социально-экологические риски;
· риски строительства и эксплуатации объектов переработки газа в сложных природно-климатических условиях, например, строительство заводов СПГ в заполярье.
5. Сооружение морских трубопроводов. Оценка опасности участков
газопроводов, проходящих через морские акватории.
Морские трубопроводные системы – сложнейшие технические объекты, работающие в трудных природных условиях. Они являются эффективными средствами транспорта при освоении нефтегазовых ресурсов континентального шельфа морей и океанов. В ближайшие десятилетия с увеличением добычи газа из месторождений шельфа России потребности в морских трубопроводах будут нарастать.
Ключевым вопросом проектирования морских трубопроводов являются выбор и обоснование его основных конструктивных параметров, таких как материал труб, их наружный диаметр и толщина стенки, способ монтажа, а также защиты от коррозии, обеспечения устойчивости и других эксплуатационных характеристик. Окончательную конструкцию морских трубопроводов выбирают после сравнительного технико-экономического анализа различных вариантов с учетом конкретных условий строительства и эксплуатации.
Газовая промышленность является одной из ведущих отраслей Российской экономики. Доходы от экспорта газа составляют значительную часть общих валютных поступлений. Повышение эффективности работы газовой отрасли является важной государственной задачей, от решения которой зависит выполнение многих государственных программ. Строительство новых газопроводов – одно из направлений совершенствования работы газовой отрасли. В последнее время широкое развитие получило строительство газопроводов по морскому дну.
Строительство газопроводов по дну моря сопряжено с определенным риском. Одним из факторов риска является наличие мин, оставшихся со времен второй и первой мировых войн. Опыт разминирования последних лет показывает, что многие из этих боеприпасов до сих пор представляют реальную опасность.
Кафедра защиты населений и территорий на военное время Военно-инженерной академии разработала методические подходы к оценке опасности участков газопроводов, проходящих через морские акватории.
Для количественной оценки минной опасности используются следующие исходные данные: диаметр трубопровода, толщина стенки трубопровода, толщина бетонного слоя, тип и толщина антикоррозионного покрытия, характеристика грунта, способ укладки трубопровода, максимальная глубина на участке, координаты минных полей, наименование мин, которые могут встречаться в различных районах постановки мин и остаточная плотность минирования. Для визуальной оценки минной опасности на карту наносится трасса газопровода, а затем обозначаются минные поля, через которые она проходит. Это позволяет сделать предварительный вывод о том, какие участки могут быть отнесены к наиболее опасным.
Далее трасса трубопровода разбивается на участки со схожими характеристиками, с выявлением их показателей. Сложность работы обуславливается тем, что в районах минных постановок встречаются мины времен первой и второй мировых войн, оснащенные взрывателями различных типов и имеющие различную массу взрывчатого вещества. Поэтому на первом этапе необходимо произвести сбор данных и анализ характеристик различных типов мин, а также рассчитать количество мин, взрыв которых мог бы привести к повреждению трубопровода. Для решения этой задачи определяется избыточное давление во фронте ударной волны способное привести к разрушению трубопровода при заданной толщине стенки, диаметре трубы, заданной глубине и других показателях, характеризующих прочность газопровода.
Как показывают расчеты, степень прочности определяется в первую очередь толщиной стенки трубы и способом ее укладки.
Наиболее уязвимыми являются участки трубопровода, которые проходят по поверхности дна, без заглубления.
На основе анализа различных видов боеприпасов в зависимости от типов взрывателей приводятся внешние факторы воздействия которые могут привести к взрыву мин в каждом конкретном районе и виды хозяйственной деятельности, осуществление которой может угрожать подрывом морских боеприпасов. Вырабатываются общие рекомендации по разминированию с учетом опыта последних лет.
