0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое спг двигатель

Сжиженный природный газ

Сжи́женный приро́дный газ (СПГ) — природный газ (преимущественно метан, CH4), искусственно сжиженный путём охлаждения до минус 160 °C для удобства хранения или транспортировки. Для хозяйственного применения преобразуется в газообразное состояние на специальных регазификационных терминалах.

СПГ рассматривается как приоритетная или важная технология импорта природного газа целым рядом стран, включая Францию, Бельгию, Испанию, Южную Корею и США. Самый крупный потребитель СПГ — это Япония, где практически 100 % потребностей газа покрывается импортом СПГ.

Содержание

  • 1 Физические и химические характеристики
  • 2 Потребительские свойства
  • 3 Применение
    • 3.1 Моторное топливо
  • 4 Способ получения
    • 4.1 Устройство завода по производству СПГ
  • 5 Способы хранения и транспортировки
  • 6 Страны-производители
    • 6.1 Производство СПГ в России
    • 6.2 Новые стратегии России в сфере СПГ
  • 7 Страны-потребители
    • 7.1 Импорт СПГ в западную Европу
  • 8 Главные экспортёры и импортёры
  • 9 История
  • 10 См. также
  • 11 Примечания
  • 12 Литература
  • 13 Ссылки

Физические и химические характеристики [ править | править код ]

СПГ представляет собой жидкость без запаха и цвета, плотностью 0,41—0,5 кг/л в зависимости от температуры, давления, и содержания высших алканов (плотность чистого метана при температуре кипения — 0,41 кг/л, при повышении давления и понижении температуры плотность растет, примеси высших алканов также повышают плотность) [1] [2] . Не токсичен. Температура кипения −158…−163 °C. Современный СПГ состоит на 85—95 % из метана, а в остальные 5 % входят этан, пропан, бутан, азот [3] . Нижняя граница теплоты сгорания — 50 116 кДж/кг, или 20 МДж/л. В процессе обработки природный газ очищают от воды, диоксида серы, диоксида углерода и т. п. [4]

Потребительские свойства [ править | править код ]

Чистый СПГ не горит, сам по себе не воспламеняется и не взрывается. На открытом пространстве при нормальной температуре СПГ возвращается в газообразное состояние и быстро смешивается с воздухом. При испарении природный газ может воспламениться, если произойдет контакт с источником пламени. Для воспламенения необходимо иметь концентрацию газа в воздухе от 4,4 до 17 % (объемных) [ источник не указан 948 дней ] . Если концентрация менее 4,4 %, то газа будет недостаточно для начала возгорания, а если более 17 %, то в смеси будет слишком мало кислорода. Для использования СПГ подвергается регазификации — испарению без присутствия воздуха.

Применение [ править | править код ]

Моторное топливо [ править | править код ]

Начиная с 1990-х годов появляются различные проекты использования СПГ в качестве моторного топлива на водном [5] , железнодорожном и даже автомобильном транспорте, чаще всего с использованием переоборудованных газодизельных двигателей [6] — до этого основной формой метанового топлива для транспорта всегда был компримированный (сжатый) природный газ (КПГ).

На судах СПГ как основной вид топлива используется как на грузовых, так и на пассажирских перевозках:

  • первым грузовым судном стал контейнеровозIsla Bella (спуск на воду 18 апреля 2015 года);
  • первым пассажирскимкруизным лайнером на СПГ стал AIDAnova (спущен на воду 21 августа 2018 года) [7] .

В России выпускается тепловоз ТЭМ19, работающий на СПГ [8] [9] . В США и Европе появляются проекты по переводу грузового автомобильного транспорта на СПГ [10] [11] .

Разрабатываются ракетные двигатели, использующие в качестве топлива «СПГ + жидкий кислород» (данный вид двигателей имеет ряд преимуществ).

Способ получения [ править | править код ]

СПГ получают из природного газа путём сжатия с последующим охлаждением. При сжижении природный газ уменьшается в объёме примерно в 600 раз [3] [12] . Процесс сжижения идет ступенями, на каждой из которых газ сжимается в 5—12 раз, затем охлаждается и передается на следующую ступень. Собственно сжижение происходит при охлаждении после последней стадии сжатия. Процесс сжижения, таким образом, требует значительного расхода энергии [13] , до 25 % от её количества, содержащегося в сжиженном газе.

В процессе сжижения используются различные виды установок — дроссельные, турбодетандерные, турбинно-вихревые и пр.

Устройство завода по производству СПГ [ править | править код ]

Как правило, завод по сжижению природного газа состоит из:

  • установки предварительной очистки и сжижения газа;
  • технологических линий производства СПГ;
  • резервуаров для хранения;
  • оборудования для загрузки на танкеры;
  • дополнительных служб для обеспечения завода электроэнергией и водой для охлаждения [14] .

Технология сжижения

Процессы сжижения больших заводов СПГ [15] :

  • AP-C3MR — Air Products & Chemicals, Inc. (APCI)
  • AP-X — Air Products & Chemicals, Inc. (APCI)
  • AP-SMR (Single Mixed Refrigerant) — Air Products & Chemicals, Inc. (APCI)
  • Cascade — ConocoPhillips
  • MFC (mixed fluid cascade) — Linde
  • PRICO (SMR) — Black & Veatch
  • DMR (Dual Mixed Refrigerant)
  • Liquefin — Air Liquide

Способы хранения и транспортировки [ править | править код ]

Доставка СПГ — процесс, включающий в себя несколько стадий. Сначала происходит трансформация природного газа в СПГ на заводах по сжижению газа, которые обычно располагаются рядом с районами добычи природного газа. СПГ хранится в специальных криоцистернах, устроенных по принципу сосуда Дьюара. Транспортируется СПГ на специализированных морских судах — газовозах, оборудованных криоцистернами, а также на спецавтомобилях. Регазифицированный СПГ транспортируется конечным потребителям по трубопроводам. [16]

Читать еще:  Авиамодельный двигатель своими рукам

Считается, что транспортировка газа в виде СПГ становится более экономичной по сравнению с трубопроводом на расстояниях более нескольких тысяч километров [17] .

Страны-производители [ править | править код ]

В 2018 году странами — лидерами по поставкам (чистый экспорт) сжиженного газа были (в млрд м³): [18]

  • Катар — 104,8;
  • Австралия — 91,8;
  • Малайзия — 33,0;
  • Нигерия — 27,8;
  • США — 26,3;
  • Россия — 24,9;
  • Индонезия — 20,8;
  • Тринидад и Тобаго — 16,8;
  • Алжир — 16,6;
  • Оман — 13,6;
  • Папуа-Новая Гвинея — 9,5.

Производство СПГ в России [ править | править код ]

На сегодняшний день доля России на мировом рынке СПГ равна 6 % от общего объема [19] . Экспорт СПГ в 2018 году вырос на 70 %, составив почти 26 млрд м³. [20]

В России первый завод СПГ был построен в 2009 году, в рамках проекта Сахалин-2, в посёлке Пригородное на юге Сахалина. Завод был запущен 18 февраля 2009 года. Оператор строительства и проекта «Сахалин-2» — «Сахалин Энерджи Инвестмент Компани». По результатам работы в 2010 году завод вышел на проектную производственную мощность — 9,6 млн тонн СПГ (что эквивалентно 13 млрд м³ газообразного природного газа) [21] . Пущена уже третья очередь завода (? на декабрь 2020 года 3 очередь завода до сих пор не запущена).

Ямал СПГ: компанией «Новатэк» (владелец контрольного пакета акций), совместно с французской «Total» и китайской «CNPC», реализован проект завода по сжижению природного газа на полуострове Ямал.

Новые стратегии России в сфере СПГ [ править | править код ]

Новая тактика России поможет увеличить объемы производства сжиженного природного газа и включить процесс производства в систему развития газотранспортной системы (ГТС). Россия будет использовать весь потенциал ГТС благодаря новой стратегии по использованию сжиженного природного газа (СПГ).

Производство СПГ планируется включить в стратегию развития газотранспортной системы. Благодаря этому все мощности ГТС можно будет задействовать для производства СПГ (газоперерабатывающие заводы Балтийский СПГ, Амурский ГПЗ, Дальневосточный СПГ и Владивосток СПГ).

Это увеличит эффективность всей системы. Согласно российской стратегии по СПГ до 2035 года, «Роснефть» намерена построить три проекта мощностью до 95 миллионов тонн в год. Благодаря этому Россия станет одним из лидеров производства СПГ. Похожие проекты разрабатываются и в других компаниях, например, в «Новатэке».

Развитая структура ГТС исполнит роль транспорта для сети СПГ-заводов, которые удобно разместить в местах с готовой инфраструктурой и рабочей силой и высоким спросом на готовую продукцию. Ведется строительство СПГ-завода «Сахалин-1» мощностью 6,2 млн. т. в Де-Кастри в Хабаровском крае (первая очередь «Дальневосточного СПГ»). Его продукция будет востребована в Японии благодаря географической близости двух стран.

«Роснефть» планирует инвестировать три СПГ–проекта общей стоимостью не менее $100 млрд. (Дальневосточного СПГ, Кара СПГ, Арктик СПГ-2).

Реализация всех трех СПГ-проектов позволит стать России одним из крупнейших производителей СПГ в мире наравне с «большой тройкой» (Катар, Австралия и США). [22]

Страны-потребители [ править | править код ]

Основными импортёрами СПГ в 2017 году были (в млрд м³/год): [18]

  • Япония — 113,9;
  • Китай — 52,6;
  • Республика Корея — 51,3;
  • Индия — 25,7;
  • Тайвань — 22,5;
  • Испания — 16,6;
  • Турция — 10,9;
  • Франция — 19,8.

На 2014 год 29 стран импортировали СПГ [23] .

За последние десять лет мировой спрос на СПГ увеличился вдвое, составив в 2016 году 258 млн тонн. [24]

Импорт СПГ в западную Европу [ править | править код ]

На территории Европы расположено около тридцати крупных регазификационных терминалов, суммарная мощность которых по состоянию на конец 2016 г. превышала 218 млрд м³ в эквиваленте природного газа. Однако в число крупнейших потребителей СПГ европейские страны не входят. Общий импорт СПГ в Европу в 2016 г. составил всего лишь 51 млрд м³ в эквиваленте (15,3 % мирового рынка этого продукта). При этом крупные поставки осуществлялись в Испанию (13,2 млрд м³), Великобританию (10,5 млрд м³), Францию (9,7 млрд м³).

Одна из причин низкой активности европейских стран на рынке СПГ — его высокая стоимость, другая причина — давно отлаженные трубопроводные поставки газа из России. В результате существующие регазификационные мощности не востребованы, терминалы работают с довольно низкой загрузкой. В 2016 г. загрузка мощностей терминалов колебалась от 19 % в Нидерландах и 20 % в Великобритании до 31 % в Бельгии и 37 % в Италии [25] .

Польша планирует стать одним из газовых хабов Европы за счёт импорта СПГ, в основном из США и Катара. Импорт СПГ в Польше остается спорным, т. к. само государство на 50 % обеспечивает собственные энергетические нужды за счёт поставок трубопроводного газа из России. Польша — один из старейших покупателей российского газа, поставки не прерывались с 1944 года [26] .

Читать еще:  Двигатель abk тех характеристики

В октябре 2019 года глава немецкой энергетической компании «Uniper» Андреас Ширенбек оценил в перспективе дефицит газа на континенте, который может достичь 300 миллиардов кубометров в год. По его словам, нынешняя ситуация с СПГ на европейском рынке говорит об увеличении поставок, которые обеспечит в основном Россия. По его словам, альтернативных источников практически нет. Норвегия сделать это не в состоянии из-за истощения месторождений в Северном море, а Алжир снизил экспорт на 20 процентов и сдаёт позиции крупного европейского поставщика из-за повышения внутреннего спроса [27] .

Газомоторное топливо

События

ООО «Газпром газомоторное топливо» — единый оператор по расширению использования природного газа в качестве моторного топлива.

Фоторепортажи
Видеосюжеты
Инфографика

Стратегия

Производство и реализация компримированного и сжиженного природного газа в качестве моторного топлива — одно из приоритетных направлений деятельности ПАО «Газпром». Для системной работы по развитию рынка газомоторного топлива создана специализированная компания — ООО «Газпром газомоторное топливо».

Самое экономичное и экологичное топливо

На сегодняшний день природный газ является наиболее экономичным, экологичным и безопасным топливом. Природный газ — это фактически готовое моторное топливо, поэтому он гораздо дешевле бензина и дизельного топлива. При этом двигатель такого транспортного средства соответствует высочайшим стандартам — Евро-5 и Евро-6. Согласно классификации МЧС, природный газ относится к самому безопасному классу горючих веществ.

В качестве моторного топлива используется природный газ двух видов: компримированный (КПГ) и сжиженный (СПГ).

Целевые сегменты рынка:

  • КПГ — пассажирский, легкий грузовой, легковой транспорт и коммунальная техника;
  • СПГ — магистральный автомобильный, железнодорожный, водный транспорт, карьерная и сельскохозяйственная техника.

Российский рынок газомоторного топлива

Потребление природного газа в качестве моторного топлива в России стабильно увеличивается.

Значительному потенциалу роста отечественного рынка газомоторного топлива способствуют:

  • существенные запасы природного газа и развитая газораспределительная сеть, позволяющие обеспечивать стабильность поставок газомоторного топлива в долгосрочной перспективе;
  • внедрение энергоэффективных видов топлива на транспорте, в том числе перевод пассажирского транспорта и коммунальной техники на природный газ в городах с численностью населения более 100 тыс. человек;
  • расширение ассортимента техники, работающей на природном газе, и газозаправочной инфраструктуры;
  • низкая по сравнению с традиционными видами топлива цена на газомоторное топливо.

На территории Российской Федерации по состоянию на 31 декабря 2020 года действовали 348 автомобильных газонаполнительных компрессорных станции (АГНКС), принадлежащих Группе «Газпром» и ООО «Газпром газомоторное топливо».

Объем реализации КПГ через газозаправочную сеть «Газпрома» в 2020 году составил 842,4 млн куб. м., что на 8,1% превышает этот показатель 2019 года.

Объем реализации КПГ через газозаправочную сеть «Газпрома», млн куб. м в год

Заправка техники с помощью передвижного криогенного автозаправщика

Развитие газомоторной инфраструктуры

Стратегический подход к созданию розничной сети на территории России предусматривает развитие газомоторной инфраструктуры в 58 субъектах Российской Федерации.

АГНКС в Москве (введенная в эксплуатацию в 2017 году) — крупнейшая в России и Европе

Совместно с Федеральным дорожным агентством разработана Генеральная схема размещения объектов газозаправочной инфраструктуры на автомобильных дорогах федерального значения, предполагающая строительство до 2030 г. опорной сети из 181 объекта и создание так называемых «газомоторных коридоров» на ключевых действующих и перспективных автомагистралях России.

В 2020 году завершено строительство 30 АГНКС и одной криоАЗС с возможностью реализации СПГ и КПГ.

Площадка под строительство первой криогенной автозаправочной станции на автодороге М-11 «Москва — Санкт-Петербург»

Зарубежный рынок газомоторного топлива

Расширением использования природного газа как топлива для автомобильного и водного транспорта «Газпром» занимается и на зарубежных рынках.

АГНКС в Германии

В Европе в этом сегменте «Газпром» представлен на рынках Германии и Чехии через компанию Gazprom NGV Europe GmbH, а также через компанию NIS, входящую в Группу «Газпром нефть», которая реализует КПГ на рынке Сербии.

В 2020 году количество АГНКС в странах Европы составило 65. Продажи КПГ и СПГ через собственные станции Группы «Газпром» в Европе в 2020 году составили 13,6 млн куб. м.

Также Группа «Газпром» реализует КПГ через АГНКС в Армении, Белоруссии, Киргизии. В 2020 году объем продаж составил 71,7 млн куб. м.

Ведется совместная работа по развитию рынков газомоторного топлива с партнерами из Венгрии, Вьетнама, Германии, Казахстана, Китая, Республики Корея.

Автомобильный справочник

для настоящих любителей техники

Работа двигателя на сжатом природном газе

Ввиду повсеместных усилий, направленных на снижение выбросов СO2, природный газ приобретает все большую важность в ка­честве альтернативного вида топлива для автомобилей. Сжатый природный газ (СПГ), который не следует путать со сжиженным нефтяным газом (СНГ), в основном состоит из метана. Сжиженный нефтяной газ в основ­ном состоит из пропана и бутана. Работа двигателя на сжатом природном газе несколько отличается. Вот о том как происходит работа двигателя на природном газе, мы и поговорим в этой статье.

Читать еще:  Что такое тангенциальный двигатель

Применение сжатого природного газа на автомобилях

По сравнению с бензином, при сгорании сжатого природного газа образуется приблизительно на 25% меньше СO2. Таким образом, сжатый природный газ дает наи­меньшее количество выбросов СO2 из всех видов ископаемого топлива. Применение в качестве топлива биогаза позволит в еще большей степени снизить глобальные вы­бросы парниковых газов. В связи с более низким содержанием СO2 в отработавших га­зах, транспортный налог на автомобили, ра­ботающие на сжатом природном газе, во многих странах снижен.

Тем временем различные производители начали предлагать варианты автомобилей, оборудованных для работы на сжатом при­родном газе. При этом баллоны для СПГ большего объема размещаются более удобно и эффективно, без потерь полезного объема багажного отделения, практически неизбеж­ных при доделке автомобилей.

Последнюю информацию о количестве автомобилей, которые могут работать на СПГ, и сети заправочных станций сжатого природного газа в Гер­мании можно найти в Интернете. Такие автомобили, как правило, явля­ются двухтопливными, т.е. водитель может переключаться с бензина на газ и обратно. Существуют также варианты, получившие название «Monovalent plus», в которых дви­гатель оптимизирован для работы на природ­ном газе с целью как можно более полного использования его преимуществ по сравне­нию с бензином (более высокая стойкость к детонации, меньшее количество выбросов СO2 и токсичных веществ). На автомобилях варианта «Monovalent plus», тем не менее, предусмотрен небольшой бензобак ( п омощи регулировочного винта на заводе-изготовителе.

Принцип действия модуля регулирования давления

Поток газа со стороны высокого давления че­рез регулируемую дроссельную диафрагму поступает в камеру низкого давления, в ко­торой находится мембрана. Мембрана через регулирующий стержень регулирует степень открытия дроссельной диафрагмы. Когда дав­ление в камере низкого давления понижается, мембрана прижимается пружиной к дроссель­ной диафрагме, которая открывается, позво­ляя возрастать давлению на стороне низкого давления. При повышении давления в камере низкого давления пружина дополнительно сжи­мается, и дроссельная диафрагма закрывается. Уменьшение проходного сечения дроссельной диафрагмы вызывает снижение давления на стороне низкого давления. В установившемся режиме образуется проходное сечение дроссельной диафрагмы, требуемое для создания рабочего давления, и давление в камере низкого давления остается практически постоянным.

Минимальные колебания рабочего давле­ния при изменениях нагрузки свидетельствуют об исправности регулятора давления.

Что такое компримированный (сжатый) природный газ

Газ сжимают, чтобы сократить его объем. Но КПГ как топливо еще и гораздо экологичнее нефти. И в России постепенно он должен нефть заменять.

ООО «Газпром газомоторное топливо» — единый оператор по расширению использования природного газа в качестве моторного топлива.

«Компримировать» — сжимать

Природный газ, как и любой другой, может быть сжат при помощи компрессора. При этом занимаемый им объем значительно уменьшается. Природный газ традиционно сжимается до давления 200–250 бар, что приводит к сокращению объема в 200–250 раз.

Газ компримируют (сжимают) для транспортировки по магистральным газопроводам, для поддержания правильного давления внутри пласта (пластового давления) во время закачки под землю, а еще получение КПГ является промежуточной ступенью при производстве СПГ.

При этом важно отметить, что КПГ может использоваться в качестве топлива не только для автомобильного, но и для речного, железнодорожного и воздушного транспорта.

Экология и цена

Кроме того, компримированный природный газ (КПГ) используется в качестве газомоторного топлива вместо нефтепродуктов, так как имеет ряд преимуществ, главные из которых — высокая экологичность и дешевизна.

С тех пор как в 1860 году был сконструирован первый двигатель внутреннего сгорания на светильном газе, мировой рынок транспорта, работающего на газомоторном топливе, постоянно развивается. Это обусловлено тем, что за счет использования газа решаются проблемы экологии и дефицита обычного моторного топлива. Энергетической стратегией России предусмотрено, что к 2020 году газовые виды топлива должны заменять до 10–12 млн тонн нефтепродуктов ежегодно.

Будущее автомобильного топлива

В настоящее время в России расширяется парк автомобилей, работающих на КПГ (на данный момент оценивается примерно в 90 тыс. единиц). Увеличивается и количество автомобильных газонаполнительных компрессорных станций (АГНКС), заправляющих транспорт компримированным природным газом: в 58 регионах России действует 246 станций. Безусловным лидером национального газомоторного рынка является «Газпром». В собственности «Газпрома» находится 210 АГНКС, более 10 лет «Газпром» занимается популяризацией в России газомоторного топлива.

Поиском новых месторождений занимаются геологи и геофизики. В их распоряжении находятся технические и химические средства, которые помогают довольно точно определить места скопления углеводородов. Но единственный способ узнать наверняка — пробурить скважину.

Природный газ поднимается по скважине за счет естественной энергии. Его добычей занимаются в Америке, Европе, Африке и других регионах. Седьмая часть всей мировой добычи приходится на долю «Газпрома».

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector