Перспективы применения передвижных газозаправщиков для автономного газоснабжения и заправки транспортных средств

Семенищев С.П., генеральный директор ООО НПП "ВТГ" (ООО Научно-производственное предприятие "Высокие технологии для Газпрома"), к.т.н.

Глухов В.П., главный технолог ООО НПП "ВТГ", к.т.н.

Килина О.В., заместитель генерального директора по качеству ООО НПП "ВТГ"

Попов В.К., начальник производства ООО НПП "ВТГ"

 В 2013г. Правительство России дало старт масштабной программе по расширению использования природного газа в качестве альтернативного моторного топлива.

По решению ОАО «Газпром» для координации действий всех участников проекта создана специализированная компания – «Газпром газомоторное топливо», одной из ключевых задач которой является создание газомоторной структуры, в частности строительство сети более чем из 2000 метановых АГЗС до 2020 года по всей России.

В настоящее время одним из эффективных способов быстрого создания постов заправки транспортных средств (ТС) природным газом (КПГ) является применение передвижных автомобильных газовых заправщиков (ПАГЗ), которые могут применяться также для мобильного газоснабжения промышленных и жилых объектов в радиусе до 160 км от стационарной АГНКС.

Коллектив предприятия ООО НПП «Высокие технологии для Газпрома» накопил 15-летний опыт использования  ПАГЗов на базе баллонов типа 3 по ГОСТ Р 51753-2001 и ГОСТ Р ISO 11439-2010 с объемом перевозимого газа от 560 до 10 080 нм³ (14).

Применение ПАГЗ позволяет: увеличить загрузку имеющихся и строящихся АГНКС; сгладить неравномерность суточного потребления газа на АГНКС, дублировать работу АГНКС на время их ремонта, организовать быструю доставку газа непосредственно потребителям (пассажирский и грузовой транспорт в автохозяйствах, работающая сельхозтехника в поле и др.), обеспечить бесперебойную доставку КПГ на многотопливные автомобильные заправочные станции, привлечь дополнительно новых потребителей КПГ, которых не удовлетворяет существующая сеть АГНКС, использовать в качестве резервных источников питания газом непрерывных производств и т.п.

Наиболее высокие показатели эффективности использования имеют ПАГЗ на основе баллонов типа 4, например, фирмы Hexagon, Норвегия (4).

В баллонах этого типа лейнер выполнен из полимерного материала с намоткой композиционным материалом по всей поверхности. Баллоны имеют минимальный вес, коэффициент весового совершенства 0,33 при рабочем давлении 24,5 МПа.

Срок службы баллонов 20 лет, за время эксплуатации проводится техническое освидетельствование 1 раз в 10 лет без демонтажа баллонов из ПАГЗ. Баллоны взрывобезопасны, не подвержены коррозии.

Баллоны 4 типа наиболее дорогие, температурный диапазон их использования – до минус 45°С. Производство таких баллонов в России практически отсутствует. При поставках из-за рубежа на стоимость этих баллонов оказывают значительное влияние высокие таможенные сборы.

Технико-экономические показатели ПАГЗ улучшаются при использовании баллонов, рассчитанных на более высокие рабочие давления – 31, 4 МПа.

По способу выдачи сжатого газа, различаются ПАГЗ с пассивной выдачей газа (на ПАГЗ не установлен дожимающий компрессор) и активной выдачей (на ПАГЗ установлен дожимающий компрессор). Степень опорожнения баллонов при этом соответственно 0,65 и 0,92. Повышение степени опорожнения баллонов при отсутствии дожимающего компрессора на ПАГЗ может быть достигнуто за счет секционирования газобаллонной установки ПАГЗ, т.е. разбивки ГБУ на секции (высокого, среднего и низкого давления) (2).

По типу используемых транспортировщиков ПАГЗ изготавливаются на базе прицепов, полуприцепов, контейнеровозов, грузовых автомобилей, тягачей с крано-манипуляторной установкой или кантователем.

Выбор типа транспортировщика обычно производится исходя из требуемого объема перевозимого газа, возможности размещения на нем дожимающего компрессора и других устройств, удобств обслуживания и т.п.

По способу установки баллонов в рамной конструкции различают ПАГЗ с горизонтальной и вертикальной установкой баллонов.

Наибольшее распространение получили ПАГЗ с горизонтальным размещением баллонов.

По типу защиты баллонов от атмосферных воздействий различают ПАГЗ с защитными устройствами в виде тентов (мягкая конструкция) или размещением баллонов в контейнерах (жесткая конструкция).

Наиболее простым и достаточно удобным вариантом защиты баллонов от атмосферных воздействий является использование специальных тентов.

Большое разнообразие созданных конструкций ПАГЗ позволяет, с одной стороны, использовать накопленный опыт по разработке, изготовлению и эксплуатации с целью дальнейшего совершенствования их конструкций. С другой стороны, оригинальность конструкции - это значительное удорожание изделия за счет необходимости разработки каждый раз новой документации для изготовления ПАГЗ в условиях единичного производства.

За последние годы специалистами ООО НПП «Высокие технологии для Газпрома» (ООО «НПП «ВТГ») разработаны, изготовлены и успешно эксплуатируются различные ПАГЗ на базе баллонов типа 3 (лейнер из коррозионностойкого алюминиевого сплава с намоткой композиционным материалом типа «кокон») вместимостью от 100 до 185 л на рабочее давление 24,5 МПа. Размещение баллонов в раме ПАГЗ – горизонтальное, защита от атмосферных воздействий – специальными тентами (5).

Лучшими массогабаритными и эксплуатационными показателями характеризуются ПАГЗ с использованием баллонов типа 3 (металлический лейнер, например, из алюминиевого сплава с намоткой композиционным материалом типа «кокон»). Коэффициент весового совершенства таких баллонов 0,60-0,65 при рабочем давлении 24,5 МПа. Срок службы баллонов 15 лет, техническое освидетельствование (ТО) один раз через 10 лет.

В процессе эксплуатации необходимо проводить ТО ПАГЗов.

Процесс технического освидетельствования баллонов типа 3 весьма затратный (помимо наружного и внутреннего осмотров необходимо гидравлическое испытание пробным давлением).

С учетом демонтажа баллонов типа 3 с ПАГЗ, транспортировки их на освидетельствование и обратно, освидетельствования и последующего монтажа в ПАГЗ общие затраты на ТО становятся весьма значительными. В итоге эти дополнительные затраты могут быть сопоставимы с первоначальной стоимостью ПАГЗ. При этом ПАГЗ выводится из эксплуатации на достаточно большой период времени.

В тоже время баллоны типов 1 и 2 наиболее дешевы по сравнению с баллонами типов 3 и 4.

Наши специалисты постоянно работают над совершенствованием конструкции ПАГЗ. В настоящее время стоит задача по комплектации ПАГЗ недорогим виброустойчивым малогабаритным узлом коммерческого учета газа, работающим при температуре до минус 45°С.

Выбор типа баллонов при разработке конструкций ПАГЗ следует проводить с учетом вышеуказанного, при этом помня, что «скупой платит дважды».

Разработкой и изготовлением ПАГЗ в России занимаются многие организации.

Поскольку в нашей стране отсутствуют единые требования к конструкции ПАГЗ, создатели этих изделий в своей работе руководствуются в основном минимальными затратами на изготовление, что не всегда согласуется с требованиями безопасности.

Практически каждый ПАГЗ – это оригинальная конструкция, разрабатывается и изготавливается по индивидуальному проекту, что приводит к большому разнообразию конструкций ПАГЗ.

Примерами таких ПАГЗ являются:

1. ПАГЗ-1000-25 на прицепе. Без дожимающего компрессора, используется в г.Новосибирск с 2008 года (рис.1).

Рисунок 1. ПАГЗ-1000-25

2. ПАГЗ 1680-К-25-КМУ с пятью автономными модулями по 560 нм3 на полуприцепе без дожимающего компрессора с крано-манипуляторной установкой для разгрузки и загрузки модулей, эксплуатируется ООО «Газпром трансгаз Саратов», г. Саратов с 2010 года (рис.2). Всего в системе обеспечения потребителей КПГ задействовано 9 модулей. Этот тип ПАГЗа запатентован (7)

Рисунок 2. ПАГЗ 1680-К-25-КМУ

ПАГЗ модульного типа (рис.2) перевозит несколько газобаллонных быстросъемных модулей. Каждый модуль (объем перевозимого газа 560-1000 нм³) снабжен устройством заправки и выдачи газа и поэтому в работе автономен. Перевозку модулей можно осуществлять любым транспортом, оборудованном для перевозки опасных грузов, а также тягачами оснащенными крано-манипуляторными установками. При отсутствии на ПАГЗ крано-манипуляторной установки загрузка и разгрузка модулей может быть осуществлена любым автомобильным краном или кантователем.

При использовании такого типа ПАГЗ повышается мобильность доставки газа.

Газ просто и легко можно подавать в любое место: в автохозяйство, к работающей сельхозтехнике в поле, на конечные остановки городских автобусов и т.п. При этом в работе может быть задействовано достаточно большое количество модулей, что позволяет обслуживать одним ПАГЗ значительное число потребителей газа, находящихся в различных местах и на довольно большом расстоянии от АГНКС.

Повысить эффективность работы модулей можно устанавливая в местах значительного потребления газа дожимающие компрессоры.

ПАГЗ модульного типа достаточно удобны также для доставки на промышленные предприятия потребителям технических газов: азота, гелия, водорода, кислорода и т.д.

3. ПАГЗ-2700-25 на полуприцепе с дожимающим компрессором, эксплуатируется ООО «Газпром трансгаз Самара», г. Самара с 2011 года (рис.3) и др.

Рисунок 3. ПАГЗ 2700-25

С учетом опыта работы этих ПАГЗов с минимальными затратами легко и быстро могут быть разработаны модули и ПАГЗ на другое количество перевозимого газа.

 4. ПАГЗ-метановоз контейнерный (с баллонами тип 4) способный перевозить в:

20-футовом контейнере до 6000 нм³;

40-футовом контейнере до 10 080 нм³;

45-футовом контейнере до 13 000 нм³ сжатого природного газа (рис.4).

Рисунок 4. ПАГЗ-метановоз контейнерный

Рисунок 5. ПАГЗ с мобильным компрессорным блоком (МКБ)

Для опорожнения этих типов ПАГЗ применяется МКБ.

Таким образом, для оптимального решения автономного газоснабжения рекомендуем применение ПАГЗов, тип которых определяется исходя из условий конкретной задачи.

Литература:

1. Семенищев С.П., Килин П.Г. Передвижной автогазозаправщик ПАГЗ 4300-24,5 // Транспорт на альтернативном топливе. – 2012. - № 6. – С.30-31.
2. Мовчан Е.П., Леонов В.Н., Семенищев С.П. О новой концепции создания многотопливных АЗС с пунктом заправки транспортных средств КПГ // Транспорт на альтернативном топливе. – 2008. - № 4 (4) – С.54-56.
3. «Передвижной газозаправщик контейнерного типа». Патент № 72916 приоритет от 26.12.2007 г. авт. В.Н.Леонов, Е.П.Мовчан, С.П. Семенищев.
4. Сайт ГК «ГазСервисКомпозит» г.Нижний Новгород www.gassc.com. Системы хранения и транспортировки КПГ. Мобильные заправочные комплексы.
5. Сайт ООО НПП «Высокие технологии для Газпрома» г.Ижевск www.vtg-gas.ru.