IZN gr II temat seminarium

Przechowywanie i wykorzystanie w przemyśle gazu ziemnego

Czym jest gaz ziemny?

Gaz ziemny jest naturalnym paliwem, który wydobywa się ze złóż umiejscowionych w skorupie ziemskiej. Stanowi mieszaninę gazów - metanu z innymi gazami palnymi oraz związkami niepalnymi. Skład gazu jest różny, najczęściej zależny od miejsca jego wydobycia lub od technologii zgazowania. Metan zawarty w naturalnym paliwie ma bardzo ważną rolę w procesie spalania. Dzięki niemu nie tworzą się pyły oraz nie powstają stałe odpady. Złoża gazu ziemnego wydobywane są poprzez odwierty. Każde złoże ma inny rodzaj, dlatego dokonywane są różne metody ich wydobywania.

Dlaczego przechowujemy gaz ziemny?

Jak powszechnie wiadomo, aby nie przerwać procesu przesyłu i dystrybucji gazu ziemnego, potrzebne jest jego magazynowanie. Odgrywa ono ogromną rolę w prowadzeniu racjonalnego i ekonomicznego wydobycia. Przechowywanie jest szczególnie ważne w razie braku dostaw, dotyczy to krajów w dużej mierze uzależnionych od importu. Można dzięki temu prowadzić niezakłócone dostawy do gospodarstw domowych w czasie kilkumiesięcznego braku importu. Podczas zwiększonego zapotrzebowania poboru gazu, podziemne magazyny są w stanie je zaspokoić. Innymi zadaniami magazynów jest sprawne bilansowanie dobowe, a także wykorzystanie wahań cen gazu do jego późniejszej sprzedaży, w ramach zysku. Magazyny charakteryzują się tzw. Sezonowością obciążenia, czyli gaz w okresie jesienno-zimowym jest odbierany, a w okresie wiosenno-letnim zatłaczany. Ma to na celu zaspokojenie szczytowego popytu.

Przechowywanie gazu ziemnego

Najpowszechniej użytkowanym sposobem przechowywania gazu ziemnego są podziemne magazyny. Dzielą się one na trzy typy umiejscowienia:

Innymi miejscami są niewykorzystane wyrobiska kopalń, kawerny skalne i zbiorniki naziemne.

Poniżej znajduje się procentowy udział wykorzystania każdego rodzaju magazynu:

Częściowo wyeksploatowane złoża ropy naftowej i gazu ziemnego

Ten przykład podziemnych magazynów stanowi największy udział procentowy w stosunku do pozostałych. Jak sama nazwa wskazuje magazyn wykorzystuje odwierty wyeksploatowanych już złóż. Jest to bardzo korzystne pod względem finansowym, gdyż eliminuje to koszty związane z budową całego nowego magazynu. Taki magazyn gwarantuje bardzo dobrą szczelność, gdyż złoża posiadają wypukłą ku górze formę zbudowaną ze skał zbiornikowych o wysokiej porowatości. Szczelność wiąże się z dużym bezpieczeństwem.

Niestety, jak wszystko, posiada też swoje wady. Najczęściej takie magazyny są w stanie wykonać tylko jeden cykl zatłoczenia i odbioru w ciągu roku. Dodatkowo, infrastruktura naziemna jest często już stara, co doprowadza do wyłożenia większych nakładów przeznaczonych na remonty.

Warstwy wodnonośne

Magazynowanie w strukturach zawodnionych również jest dosyć popularne, lecz nie tak bardzo jak jego poprzednik. W tym typie można napotkać kilka problemów, ponieważ aby magazyn mógł zostać utworzony, muszą być spełnione pewne warunki geologiczne. Najważniejszym czynnikiem jest odpowiednia porowatość skał, do których będzie wtłaczany gaz. Najlepiej, gdy są to warstwy piaskowe. Kolejną rzeczą jest obecność wypukłej formy węglowodorowej, która ma funkcje uszczelniające. Widać zbliżoną strukturę do magazynów ze złóż ropy i gazu, jednak w przypadku warstw zawodnionych potrzebne jest większe monitorowanie procesów wtłaczania i odbioru gazu, a także większa forma węglowodorowa.

W wyniku działania wody, w magazynie występuje większe ciśnienie, a co za tym idzie większa moc odbioru gazu. Z drugiej strony, aby mógł powstać magazyn w tej warstwie, potrzebne są lepsze i bardziej precyzyjne urządzenia ususzające i sprężające. Gaz wtłaczany do warstwy porowatej wypycha z niej wodę, która wraca w miarę późniejszego pobierania gazu. Granica zetknięcia gazu z wodą przesuwa się więc, a "ruchoma" woda zamyka i uszczelnia magazyn. Magazyny te są w stanie wykonać wiele cykli wtłoczenia i odbioru gazu.

Negatywnymi cechami tego magazynu są większe koszty nakładu na samo wydobycie potrzebnej wody. Można liczyć się także z pewnym ryzykiem nieszczelności, jednak jest to niepewne.

Kawerny solne

Te magazyny powstały w tzw. Kawernach, czyli komorach wykonanych w złożu soli. Zajmują niezbyt wielką powierzchnię, są bardzo wydajne i łatwiejsze pod względem monitorowania. Charakteryzują się bardzo dużą mocą i mogą wykonywać wiele cykli wtłoczenia i odbioru gazu. Jednak korzyści łączą ze sobą wysokie koszty budowy i utrzymania.

Wyrobiska górnicze

Bardzo rzadko stosowane magazyny. Tworzone są w „pustkach skalnych”, czyli w wyeksploatowanych wyrobiskach górniczych. Potrzebują stałej kontroli szczelności. Na świecie jest tylko kilka takich magazynów.

  1. Zastosowanie gazu ziemnego w przemyśle

    1. Rolnictwo: ogrodnictwo i hodowla zwierząt

W ogrodnictwie gaz ziemny potrzebny jest do ogrzania szklarni. Do ogrzewania wykorzystuje się również spaliny, dzięki którym okres wegetacji roślin jest krótszy i otrzymać można większe plony. Najczęściej używanym urządzeniem do produkcji ciepła są kotły gazowe i nagrzewnice powietrza.

Paliwo gazowe również wykorzystuje się do ogrzania kurzych farm. Odpowiada ono za właściwą temperaturę ich chowu. Takie efekty są wynikiem działania nagrzewnic powietrza i rur promieniujących, które są w stanie skierować ciepło na określony punkt.

Handel i usługi

Gaz ziemny w tej kategorii ma bardzo szerokie zastosowanie. Służy nie tylko ogrzewaniu, ale także wentylacji pomieszczeń. Paliwo gazowe zasila systemy klimatyzacyjne różnych galerii handlowych, firm itp. Innym przykładem zastosowania gazu jest podgrzewanie bieżącej wody. Jest to niezbędne do prawidłowego wykonywania pracy przez pracowników. Jest to też duży komfort.

W mieszkaniach, spółdzielniach czy instytucjach, gazem ziemnym można zasilić różne kotłownie. Używa się do tego dwufunkcyjne kotły gazowe. W gastronomii czy piekarniach również instaluje się kotły, które służą do pieczenia i sporządzania posiłków.

Energetyka

Można powiedzieć, że gaz jest również źródłem energii elektrycznej. Nazywa się to kogeneracją, czyli możliwością uzyskania energii elektrycznej, bądź cieplnej z gazu ziemnego. Dzięki takiemu zasilaniu elektrowni, zwiększeniu może ulec sprawność i wydajność urządzeń. Jest to również bardzo ekologiczne, gdyż zmniejsza się radykalnie ilość toksyn emitowanych do atmosfery (w porównaniu do elektrowni zasilanych węglem). Zmniejszają się przy tym też koszty przeznaczone na ochronę środowiska, a wydajność zwiększa się o 80%. Dzięki takim elektrowniom można zasilić duże hipermarkety oraz osiedla mieszkaniowe.

Hutnictwo

Gaz ziemny w hutnictwie jest stosowany między innymi do grzania pieców produkcyjnych. Pozwala to na dokładne i precyzyjne wykonanie wyrobów hutniczych. W porównaniu do hut zasilanych węglem, można w każdej chwili zaprzestać procesom produkcyjnym. Gaz ziemny w dużej mierze służy do grzania komór koksowniczych, zasilania pieców grzewczych walcowni gorących, suszenia rozmaitych beczek. W hutach również ma szerokie zastosowanie przy produkcji szkła (okna, wyroby techniczne, szklanki). Dzięki gazowi, takie prace mogą trwać latami, bez konieczności przerwania.

Zakończenie

Gaz ziemny jest bardzo komfortowym rozwiązaniem dla zasilania wielu urządzeń przemysłowych. Pomaga nie tylko w produkcji, ale także bardzo podnosi jej wydajność. Ma dobry wpływ na środowisko. Uważam, że jest doskonałym rozwiązaniem do użytkowania, pod względem ekonomicznym, finansowym jak i technicznym. Jego przechowywanie pozwala dokonać rezerwy, w różnych wypadkach, na okres kilku miesięcy. Nie bez powodu mówi się, że „gaz jest jaskółką XXI wieku”.


Wyszukiwarka