Методики и рекомендации применения технологий сокращения эмиссии метана

Данный раздел содержит подробные доклады компаний об их опыте применения технологии сокращения эмиссии метана. Эти статьи являются актуальным руководством по применению эффективных и экономичных практических мероприятий по снижению эмиссии метана. В отчетах приводится описание технологий сокращения эмиссии метана и постепенного процесса принятия решений по применению этих технологий и практических мероприятий. Кроме того, в них имеется информация о прогнозируемых издержках и преимуществах, а также полезные советы и рекомендации по внедрению этих технологий и практических мероприятий и ссылки на источники.

Сокращение эмиссии метана при отключении компрессоров

Компрессоры широко используются в газовых сетях от промысловых газосборных сетей и сооружений подготовки газа к дальнейшему транспортированию до систем газораспределения. При отключении компрессоров могут возникать утечки метана в различных местах в зависимости от герметичности системы. В отключенных от газопровода системах утечки метана происходят в результате "продувки" - выброса в атмосферу сжатого газа, оставшегося в компрессорах, и от продолжительных утечек из запорных клапанов. В системе под давлением метан может просачиваться через закрытый продувочный клапан и уплотнения штоков компрессора.
Партнеры Natural Gas STAR обнаружили, что простые изменения в методах работы обеспечивают экономию денежных средств и значительно снижают утечки метана. За счет поддержания герметичности компрессоров, отключенных по производственным причинам, достигается быстрая окупаемость, т. к. для этого не требуются дополнительные капитальные затраты, и снижаются утечки метана после сбросов давления. Рассматриваемые далее два метода способствуют снижению эмиссии метана. Подсоединение линий продувки к системе подачи топливного газа при отключенном компрессоре позволяет использовать газ, обычно выбрасываемый в атмосферу. Для устранения утечек через уплотнение штока при отключении компрессора можно установить неподвижные сальники на штоки компрессора. Основными преимуществами этих методов являются значительное снижение объемов выбросов газа, интенсивности утечек, более низкие затраты на топливо при сроке окупаемости менее года.

Композитное покрытие для герметичных дефектов трубопроводов

Композитное покрытие является долговременной, экономически эффективной технологией ремонта трубопровода, которая пригодна для герметичных дефектов трубопровода типа вмятин, каверн, царапин и общей коррозии. Нанесение композитного покрытия возможно без отключения действующего трубопровода. Эта технология ремонта более оперативна и экономична относительно других видов ремонтных работ и при правильном применении обеспечивает восстановление несущей способности трубопровода.
Композитное покрытие может рассматриваться как альтернатива традиционным методам ремонта трубопровода, таким, как замена его участков или установка стальных разрезных вставок с полным оснащением. В сравнении с традиционными методами ремонта процесс нанесения композитного покрытия значительно дешевле, менее продолжителен и трудоемок. При замене трубопровода нанесение композитного покрытия имеет дополнительные преимущества в виде отсутствия перерывов в обслуживании заказчика и исключения эмиссии метана при удалении газа из поврежденного трубопровода.
Применение композитного покрытия в качестве альтернативы замене трубопровода обеспечивает сохранение объема газа, достаточного для немедленной окупаемости выполненных работ. Партнер программы Natural Gas STAR сообщает о проведении от 2 до 65 ремонтных работ за год с нанесением композитного покрытия на трубопроводе диаметром 10 дюймов (0,25 м) и более. При этом экономия газа составляет от 526 тыс. фут.3 (14,89 тыс. м3) до 27 500 тыс. фут.3 (778,71 тыс. м3) на каждый ремонт. За период 1993-1999 гг. этот партнер, исключив замену трубопровода и используя нанесение композитного покрытия, получил экономию 106 133 тыс. фут.3 (3005,35 тыс. м3) газа.

Замена гликолевого осушителя сиккативным

В США около 30 000 газовых скважин высокого давления производят 4 трилл. фут.3 (112 млрд. м3) природного газа в год. Около 700 из этих скважин используют обычные гликолевые осушители, выбрасывающие в атмосферу около 1 млрд. фут.3 (28 млн. м3) метана в год. Гликолевые осушители выбрасывают в атмосферу метан, летучие органические соединения (ЛОС) и опасные атмосферные загрязнители (ОАЗ) через гликолевый десорбер, кроме того происходит утечка газа через устройства пневматического управления. Таким образом, происходит потеря газа, увеличиваются затраты и загрязнение окружающей среды.
Партнеры программы Natural Gas STAR обнаружили, что замена гликолевого осушителя на сиккативный сокращает эмиссию метана, ЛОС и ОАЗ на 99%, а так же снижает расходы на эксплуатацию и обслуживание. В сиккативном осушителе влажный газ проходит через осушающий слой, состоящий из сиккативных гранул. Таблетки поглощают влагу и постепенно растворяются. Таким образом, эмиссия газа происходит только при открытом осушителе, например, когда добавляют новые гранулы.
Экономический анализ показывает, что замена гликолевого осушителя производительностью 1 млн. фут.3/день (28 тыс. м3/день) на сиккативный, может обеспечить экономию в размере до $4 403 в год за счет уменьшения объемов потребления топливного газа, выбросов газа, снижения затрат на эксплуатацию и техническое обслуживание, а также сокращение эмиссии метана на 564 млн. фут.3/год (15,8 тыс. м3/год).
Данный отчет посвящен тому, как партнеры могут определять области применения сиккативных осушителей и оценить получение экономических и экологических выгод.

Целенаправленное обследование и техническое обслуживание газоперерабатывающих заводов и бустерных станций

Заводы по переработке природного газа и сопутствующие им бустерные компрессорные станции выбрасывают приблизительно 36 миллиардов кубических футов (1 млрд. м3) метана ежегодно. Более 24 млрд. фут.3 (720 млн. м3) общих потерь метана на газовых заводах происходит в результате утечек из компрессоров с нарушенной герметичностью и других узлов оборудования типа клапанов, соединительных муфт, уплотнений и патрубков. Выполнение Программы целенаправленного обследования и технического обслуживания (ЦОТО) - это проверенный, экономически эффективный способ, позволяющий обнаруживать, измерять, определять приоритетность ремонтных работ и устранять утечки в оборудовании с целью уменьшения выбросов метана.
ЦОТО начинается с исследования базовых условий для установления и определения количества утечек. Затем выполняется ремонт только того оборудования, устранение утечек которого является экономически обоснованным с учетом стоимости ремонта, предполагаемого срока эксплуатации до ремонта и периода окупаемости. Последующие проверки планируются на основе данных предыдущих проверок, что позволяет операторам более тщательно следить за теми узлами оборудования, которые могут давать утечки, и ремонт которых рентабелен. Исследования базовых условий газоперерабатывающих заводов партнеров программы Natural Gas STAR показали, что большая часть метана выделяется из относительно небольшого числа узлов оборудования с нарушенной герметичностью. Клапаны являются источником наибольших утечек (30%), далее следуют соединительные муфты (24%) и уплотнения компрессора (23%). Оставшиеся 23% потерь метана приходятся, прежде всего, на патрубки, картеры, ограничители давления и уплотнения насосов.
Партнеры по переработке природного газа Natural Gas STAR сообщают о значительной экономии и снижении эмиссии метана при выполнении программы ЦОТО. Исследования, проведенные на четырех заводах Агентством охраны окружающей среды США и Институтом технологии газа (GTI), показали, что выполнение программы ЦОТО на газоперерабатывающих заводах позволило сократить выбросы метана до 96% и сэкономить до $164 000 на один завод.

Целенаправленное обследование и техническое обслуживание компрессорных станций

Общая протяженность газопроводов США превышает 279 000 миль (449 000 км). Установленные на них компрессорные станции являются крупнейшим источником эмиссии метана, на который приходится 50,7 млрд. фут.3 (1,43 млн. м3) ежегодных утечек из компрессоров и других компонентов оборудования - вентилей, фланцевых соединений, муфт и обвязки. Данные, полученные от партнеров программы Natural Gas STAR, подтверждают, что 95 % регистрируемой эмиссии метана на 20 % обусловлено утечками из различных узлов компрессорных станций.
Программа целенаправленного обследования и технического обслуживания (ЦОТО) компрессорных станций является надежным, эффективным методом обнаружения, измерения, определения приоритетности действий по устранению утечек и снижению эмиссии метана. Программа ЦОТО начинается с изучения базовых условий для выявления мест и объемов утечек. Технологии, определенные как наиболее эффективные, впоследствии используются для ремонта узлов с нарушенной герметичностью. При последующем инспектировании используются данные первичного обследования, что позволяет операторам уделять особое внимание наиболее подверженным разгерметизации узлам, ремонт которых рентабелен. Исследования базового состояния газоперекачивающих компрессорных станций позволили установить, что основной объем эмиссии приходится на сравнительно небольшое количество узлов с нарушенной герметичностью
Партнеры программы Natural Gas STAR по транспортировке газа сообщают о значительном снижении затрат и эмиссии метана в результате перехода на программу ЦОТО. При исследовании 13 компрессорных станций в 1999 году было установлено, что средняя стоимость потенциально возможной экономии газа по программе ЦОТО на каждой компрессорной станции составляет $88 239 при усредненной стоимости затрат на выполнение работ для каждой станции $26 248.