Вісник

Вісник НГСУ 1.2003 Козак Володимир, Орлов Ігор,

Козак Володимир,
ДК «Укртрансгаз», к.т.н.

Орлов Ігор,
ДК «Укртрансгаз», к.т.н.

Використання природного газу в якості моторного палива на Україні

1. Історія розвитку АГНКС на Україні

Україна одна з провідних країн світу по використанню природного газу в якості моторного палива.

Роботи по будівництву станцій та переобладнанню перших автомобілів на стиснений природний газ були ходовими) подолали 18 автомобілів, з них 5 на стисненому газі і 13 на зрідженому розпочаті в 1936 році. В наступному 1937 році на Україні була побудована перша АГНКС, яка працювала на газі Приазовського родовища. АГНКС мала продуктивність 180 куб.м/год і забезпечувала природним газом в якості пального близько 76 газобалонних автомобілів типу ЗІС-5.

Після війни роботи з газофікації були продовжені. В 1946 році був організований автопробіг по маршруту Берлін-Київ-Москва. В автопробігу приймали участь автомобілі всіх типорозмірів — від малолітражного з об`ємом двигуна 0.5л до стомісного автобуса з 7.4 – літровим двигуном. Шлях, довжиною 2603 км, за 14 днів (11 з яких були нафтовому газі.

У 1949-53 роках були спроектовані і передані у виробництво газобалонні автомобілі ГАЗ-51Б та ЗИС-156, що працювали на стисненому природному газі. Для їх забезпечення стисненим природним газом в якості моторного палива було побудовано біля 30 АГНКС. Вони комплектувалися 3-ма 4-х ступінчатими компресорами виробництва казанського заводу та забезпечували природним газом вантажні автомобілі автопідприємств.

Період бурного росту змінив період занепаду. Були розвідані великі запаси нафти і нафтопереробна промисловість стала задовольняти всі потреби.

Нафтова криза 70-х років знову загострила питання про використання природного газу в якості моторного палива. До цього часу було з`ясовано, що запаси нафти не такі вже великі і стає необхідність пошуку альтернативи рідкому паливу. До того ж в цей час були розвідані великі запаси природного газу. З початку 80-х років починається наступний етап розвитку АГНКС.

На Україні широкий розмах будівництва станцій розпочалося в 1984 році — були побудовані перші 4 АГНКС. В наступному році ще 9. Всього було побудовано 48 таких станцій першого покоління.

Будівництво цих станцій здійснювалось безпосередньо на будівельному майданчику. Обладнання станцій надходило з різних місць. Компресори надходили з України, Росії, Німеччини та Італії. Станції були розраховані на заправку 500 автомашин в добу і живились від міських газопроводів з тиском від 4 до 12 атм.

Наступним кроком було створення АГНКС другого покоління – АГНКС модульно-блочно контейнерного виконання (рис.2), розрахованих на обслуговування до 250 автомашин на добу. Будівництво станцій розпочалося в 1987 році. Всього за 14 років побудовано 39 АГНКС.

АГНКС першого та другого покоління мали спільний недолік – для завантаження таких станцій необхідний великий парк газобалонних автомобілів, розташований на невеликій відстані від станцій. До того ж великий розмір станції та необхідність забезпечення великої (не менше 100 м) охоронної зони не дозволяв розташовувати станції в густонаселених районах.

Наступним кроком було створення АГНКС 3-го покоління – так звані «гаражні» АГНКС. Ці АГНКС розраховані на заправку до 100 машин та розміщувались в одному-двох контейнерах. Це дозволило звести до мінімуму монтажні та налагоджувальні роботи та розміщувати обладнання на території автогосподарств або як додаткове обладнання до бензинової заправки.
2. Сучасний стан розвитку АГНКС на Україні

За станом на 01.01.2003 р. мережа АГНКС ДК «Укртрансгаз» складається із 87 АГНКС, які розміщені в 66 містах та дозволяє забезпечувати до 70 тис. автомобілів стисненим природним газом в якості моторного палива та вивільнити до 625 тис. тонн рідких моторних палив.

Розвиненість мережі АГНКС ДК «Укртрансгаз», її потужність та обсяги реалізації стисненого природного газу в якості моторного палива дозволяє їй вже довгий час займати одне з перших місць серед мереж АГНКС країн СНД.

Мережа АГНКС ДК «Укртрансгаз» дозволяє працювати автомобільному транспорту на природному газі не тільки на міських перевезеннях, а і на головних автомагістралях України і забезпечити транзит автомобілів працюючих на природному газі із Західної Європи до України, Росії, Білорусії та інших країн. Україна має великий досвід в використанні газу в якості моторного палива. В підтвердження тому в м. Києві проходив міжнародний симпозіум «Використання стиснутого природного газу, зрідженого природного і скрапленого нафтового газів в якості моторного палива для транспортних засобів».

Початком цього симпозіуму був старт автомобілів, працюючих на природному газі, в м. Римі. Маршрут рейду, довжиною більш ніж 10’000 км, проходив по багатьох країнах Європи і фінішував в Україні в м. Києві. Від м. Ужгорода до Києва 50 автомобілів з різних країн світу проїхали, заправляючись природним газом в якості моторного палива на українських АГНКС.

ДК “Укртрансгаз” продовжує збільшувати мережу АГНКС будуючи нові станції. 1991 по 2003 рік побудовано 18 АГНКС. Передбачається, що в подальшому кожний рік будуть вводитись в роботу по 1-2 станції.

Враховуючи економічну і екологічну актуальність використання газомоторного палива спеціалістами ДК “Укртрансгаз” розроблена концепція, яка передбачає нові підходи до розвитку мережі АГНКС і всієї інфраструктури, пов`язаної з переводом автомобілів на роботу на стиснутому природному газі (СПГ) і базується на вирішенні наступних проблем:
— будівництво комплексних АГНКС для заправки автомобілів СПГ, зрідженим газом, бензином і дизельним паливом з пунктами сервісного обслуговування газобалонної апаратури (ГБА) і іншими послугами;
— будівництво “гаражних” АГНКС для заправки автомобілів природним газом в місцях їх дислокації;
— будівництво на кожній станції центрів по сервісному обслуговуванню газобалонного обладнання автомобілів
— організація в Україні власного виробництва газової апаратури для роботи автотранспорту на стисненому природному газ

Не на останньому місці в Компанії стоїть питання підтримання існуючих АГНКС мережі на належному технічному рівні. Окрім виконання обов’язкових робіт по технічному обслуговуванню та ремонту обладнання Компанія із залученням науково-дослідних і конструкторських інститутів проводить роботи з модернізації та заміни застарілого обладнання на нове. Розроблені та замінюються газозаправні колонки, холодильники газу, привідні електродвигуни тощо.

Спеціалізованим діагностичним підрозділом Компанії проводяться роботи з діагностування та продовження термінів експлуатації обладнання АГНКС, що працює під тиском. Роботи проводяться в рамках спеціально розробленої та затвердженої програми «Створення, впровадження та експлуатації єдиної системи керування технічним станом АГНКС».

На першому етапі передбачається проведення робіт з визначення фактичного технічного стану обладнання станцій, яке відпрацювали 10 і більше років. Виконання цієї частини роботи дозволить виділити ту частину обладнання, яке потребує обов’язкової заміни та обладнання, якому при проведенні певних технічних робіт можливе продовжити термін експлуатації.

На другому етапі на основі отриманої діагностичної інформації із залученням науково-дослідних інститутів розробляються інструкції та керівництва з проведення ревізій, відновлення працездатності та продовження строків експлуатації.

Третій етап передбачає безпосереднє втілення розроблених заходів та обстежень.

Фахівцями Компанії вже розпочаті роботи по першому та другому етапах програми. На основі розроблених дослідної програми обстежень та керівних документів з проведення генеральних ревізій розпочаті роботи з обстеження обладнання станцій. Паралельно з заводами-виробниками погоджуються строки продовження експлуатації та необхідні для цього заходи.

В 1998 році за ініціативою ДК «Укртрансгаз» інститутом «ВНІПІтрансгаз» розроблена програма використання природного газу в якості моторного палива на автотранспорті м. Києва на період до 2010 року.

В цій програмі зроблений аналіз існуючого парку автомобільного транспорту за типами та строками експлуатації. Так, за період з 1992 по 1998 р.р. кількість вантажних автомобілів зменшилась на 16%. В той же самий час кількість легкового автотранспорту зросла в 2.4 рази. Прогноз на 2010 рік свідчить про те, що приріст кількості вантажних автомобілів буде незначним, в той час коли кількість легкових зросте в 1.5 рази. Зведена маса шкідливих викидів лише по Києву зросте з 43.1млн.ум.тонн/рік (в 1990році) до 66.0 млн.ум.тонн/рік (2010 рік).

Для зменшення шкідливого впливу на екологічне становище міста програма передбачає перевід на газове пальне до 2010 року близько 55 тис. автомобілів. Для роботи на бінарному паливі передбачається переведення близько 10 тис. автомобілів різних марок. Для переобладнання такої кількості автотранспортних засобів передбачається будівництво близько 50 пунктів по переобладнанню. Забезпечувати природним газом в якості моторного палива будуть близько 300 АГНКС. Передбачається, що зазначені заходи дозволять довести споживання природного газу в якості моторного палива в м. Києві до 535.5 млн.куб.м/в рік, вивільнивши при цьому 430 тис. тонн нафтових палив і , скоротити сумарні викиди токсичних речовин на 96.5 тис. тонн на рік.

Як показує світовий досвід, практично в усіх країнах (Італія, Нова Зеландія, Франція, США і інші.), де успішно вирішується проблеми використання природного газу як моторного палива замість рідкого моторного палива нафтового походження, головна роль належить державі у проведені відповідної екологічної політики і в створені відповідної законодавчої бази.
3. Перспективи розвитку АГНКС на Україні

Для підтримання екологічної та економічної ефективності від використання СПГ необхідне наближення АГНКС безпосередньо до споживачів.

Одним із видів технічного вирішення проблеми наближення газозаправних станцій до споживачів в умовах України є застосування пересувних автомобільних газозаправників – ПАГЗів, призначених для перевезення стисненого природного газу. ПАГЗ являє собою вантажний автомобіль з посудинами, в яких зберігається стиснений природний газ під тиском, в залежності від модифікації, 200-250 атм. або 320 атм.

На кожному ПАГЗі може бути встановлено від 7-8 балонів кульової форми з геометричним об’ємом по 1 м3 до 50-100 балонів геометричним об’ємом в 50 літрів. При цьому самі посудини об’єднані в секції. Це об’єднання необхідне для підвищення об’єм газу, який віддається при заправці. При відсутності цього об’єднання об’єм відпущеного газу обумовлювався лише різницею тисків між початковим 200-250 атм. та кінцевим – 200 атм. та геометричним об’ємом посудин. При цьому корисна ємність ПАГЗів складала б не більше 10% загального об’єму газу, який перевозиться ПАГЗом.

Розбиття на секції та заправлення послідовно із кожної секції дозволяє значно збільшити об’єм газу для заправлення до 40-60%, від загального об’єму СПГ в ПАГЗі. В кінці заправки тиски по секціях ПАГЗу становитимуть від 25-50 атм. в першій секції до 200 атм. в останній. Оптимальна кількість секцій становить 4…5. Збільшення кількості секцій майже не призводить до не збільшення об’ємів корисного газу але значно ускладнює процес заправки.

Другим чинником, який впливає на об’єм корисного газу, є початковий тиск в секціях. Збільшення тиску до 320 атм. дозволяє збільшити кількість газу, який віддається на заправку за рахунок збільшення об’ємів газу, який заправляється в посудини ПАГЗу. При цьому відповідно збільшується відносний об’єм газу для заправки до 80% від загального об’єму СПГ, який перевозиться ПАГЗом.

Однак застосування ПАГЗів, які розраховані на тиски до 320 атм. заважає відсутність необхідних тисків на АГНКС. В відповідності до технологічного регламенту в акумуляторах АГНКС зберігається стиснений природний газ з тиском 205-245 атм. Для підвищення його тисків до 320 атм. необхідне застосування додаткового дотискувального компресору.

Одним з варіантів збільшення об’ємів корисного газу є встановлення стаціонарних (в місцях заправлення автомобілів з ПАГЗу), або пересувних (розташованих на самому ПАГЗі) дотискувальних компресорів. Це дозволяє підняти об’єм корисного газу майже до 100%, однак і збільшити його вартість за рахунок додаткових витрат на стиснення.

Запропонований спеціалістами нашої Компанії процес заправлення газу із ПАГЗів дозволяє не тільки здійснювати комерційний відпуск стисненого природного газу, але і контролювати об’єм заправленого в ПАГЗ газу, а також автоматизувати процес проведення заправлення.

На АГНКС організується окремий пункт заправлення ПАГЗів безпосередньо з акумуляторів АГНКС з тиском в 250 атм. При цьому під’єднання здійснюється як по газовій магістралі через наявні на ПАГЗі заправні шланги, так і по каналах зв’язку із комплексною автоматизованою системою (КАС) АГНКС, яка являє собою комп’ютеризовану систему, що здійснює керування електронними колонками АГНКС та ведення всього балансу газу на АГНКС.

Перед початком заправки обчислювач ПАГЗу передає в КАС АГНКС всю інформацію по відпуску газу з ПАГЗу, включаючи інформацію по заправках автотранспорту за магнітні картки, а також інформує систему про готовність ПАГЗу до заправлення. Після цього оператором дається дозвіл на заповнення посудин ПАГЗ стисненим природним газом. Інформація про об’єм надходження газу передається обчислювачем ПАГЗу в КАС АГНКС в реальному часі. Таким чином КАС АГНКС веде повний баланс газу по технологічний лінії від вхідного лічильника газу до споживачів.

В подальшому, для підвищення ефективності ПАГЗів, доцільно встановити на лінії заправлення ПАГЗів додатковий дотискувальний компресор. Він дозволить проводити заправлення посудин ПАГЗ стисненим природним газом тиском в 320 атм. Процес заправлення при цьому не міняється, але в «обов’язки» КАС при цьому додатково включається керування роботою дотискувальним компресором.

Розглянута схема АГНКС-ПАГЗ є однією з перспективних схем, яка дозволяє проводити як відпуск стисненого природного газу в відповідності до вимог стандартів України з класом точності 1,0, так і вести повний баланс природного газу в технологічній лінії стиснення газу на АГНКС.

Сорокін М.К., Шевченко Т.О., Єна В.М., Козак В.Р., Павленко К.С. Про роботу АГНКС на підприємствах АТ «Укргазпром» // Нафт. і газова пром-сть. – 1998. – №4. – С. 47-49.

Орлов І.О. Проведення діагностичних робіт на АГНКС ДК “Укртрансгаз” // Нафт. і газова пром-сть. – 1999. – №4. – С. 43-46.

Информационный бюллетень, Национальная газомоторная ассоциация, Январь 2000 г

И. Сорока. Использование природного газа на автотранспорте Украины: опыт и проблемы. Энергетическая политика Украины. №5, 2001.

Орлов І.О.Проведення випробувань компресорів АГНКС в умовах експлуатації // Нафт. і газова пром-сть. – 2001. – №6. – С. 52-54.

Козак В.Р. Природний газ як моторне паливо в Україні. Інформаційний огляд ДК «Укртрансгаз» – 2002. – №1 – С. 8-9.

Козак В.Р. Пасічник С.І. Про участь представників України в роботі Секції з використання природного газу на автомобільному транспорті при міжурядовій раді СНД. Інформаційний огляд ДК «Укртрансгаз» – 2002. – №2 – С. 8.

Орлов И.О., Сорока И.И. ДК «Укртрансгаз»: природный газ – моторное попливо ХХI века. Энергетическая политика Украины. №11, 2002.

Козак В.Р., Орлов И.О. Новое видение старого вопроса. АГНКС-ПАГЗ: прошлое, настоящее и будущее. Энергетическая политика Украины. №1, 2003.

Нажмите, чтобы комментировать

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Верх