Тема Введение. Общее понятие о топливе

Тема Введение. Общее понятие о топливе

Цель изучения темы: выяснить преимущества газового топлива, основные отрасли народного хозяйства, потребляющие газ, понятие о газовой промышленности.

План изучения темы

1. Какие преимущества имеет газовое топливо?

2. Назовите основные отрасли народного хозяйства, потребляющие газовое топливо.

3. Какое количество газа потребляет коммунально-бытовой сектор и сельское хозяйство?

4. Для чего первоначально использовали газ и из чего его получали.

5. Для чего и где впервые начал использоваться газ в России?

6. Когда началось первое промышленное использование природного газа?

7. Где начали осваиваться первые месторождения природного газа в России?

8. Что такое газовая промышленность?

9. Где расположены основные месторождения природного газа в России и СНГ?

10. Какая организация в России занимается работами по разведке месторождений природного газа, его добыче, хранению и транспортированию?

11. Какое место занимает Россия по запасам природного газа.

Природные и искусственные газы используются в качестве технологического сырья и топлива.

Наиболее распространенное газовое топливо — природный газ — имеет низкую себестоимость добычи. Она меньше аналогичного показателя для жидкого топлива в 2 — 3 раза, а для каменного угля — в 6—12 раз. При передаче природного газа по трубопроводу на расстояние 1,5- 2,5 тыс. км его себестоимость с учетом транспортных издержек оказывается в 1,5 — 2 раза ниже себестоимости каменного угля.

Большим преимуществом газового топлива является возможность его транспортирования по трубопроводам, что разгружает железнодорожный и водный транспорт, снижает стоимость транспортирования на большие расстояния, освобождает от необходимости иметь топливные склады. Установки, работающие на газовом топливе, обладают более высоким КПД по сравнению с установками, использующими другие виды топлива, они значительно проще и дешевле в эксплуатации, сравнительно легко автоматизируются, что повышает безопасность и улучшает ведение технологического процесса, не требуют сложных устройств топливоподачи и золоудаления. Сгорает газ практически без вредных выбросов, что улучшает санитарные условия и экологию.

Все это, а также полное отсутствие затрат физического труда при обслуживании газовых топок и установок приводит к увеличению производительности труда, повышению культуры производства и удешевлению эксплуатации установок.

Как топливо газ используется во всех отраслях народного хозяйства. С его применением в России производится: 85 % чугуна, 90 % мартеновской стали, 65 % цемента, 85 % удобрений, 40 % проката и т.д. Промышленность потребляет более 60 % всего добываемого газа, жилищно-коммунальное и сельское хозяйства — около 30 %. Следовательно, имеет большое значение рациональное использование данного вида топлива, а для этого необходимо знать физико-химические свойства газов.

Первым стал использоваться именно искусственный газ, который производился из каменного угля. Искусственные газы были получены в конце XVIII в. и изучались известными учеными того времени: Ван Гельмонтом, Лавуазье, Гей-Люссаком, Пристли. Внедрил и популяризировал применение искусственного газа английский механик Вильям Мёрдок. Он получил газ, впервые в 1792 г. произведя сухую перегонку каменного угля, начал использовать его для освещения собственного дома и завода в Бирменгеме и предложил применять его для освещения Лондона. В дальнейшем искусственный газ стал использоваться для освещения не только в Лондоне, но и во многих крупных городах Великобритании, Франции, Германии, Бельгии, России.

В качестве бытового топлива светильный газ начал применяться со второй половины XIX в., когда немецкий химик Роберт Бунзен изобрел газовую горелку.

В России газовое освещение появилось впервые в 1819 г. в Санкт-Петербурге. К 1849 г. в Санкт-Петербурге уже работало пять заводов, производивших около 30 млн м³ газа в год. В Москве также стали строить заводы по производству газа. Все оборудование поставлялось из-за границы, а уголь — из Великобритании. К концу XIX в. были газифицированы Киев, Харьков, Ростов-на-Дону, Одесса, Рига, Вильнюс, Тверь, Казань. Несмотря на то, что газа едва хватало для освещения центральных улиц, его стали использовать в промышленности для плавки стекла, закалки металла, опалки тканей, выпечки кондитерских изделий, а также в золотоплавильном производстве Монетного двора.

После изобретения братьями Сименс первого промышленного газогенератора (1861 г.) появилась возможность получать более дешевый генераторный газ, на который стали переводить промышленные установки, в первую очередь печи. К этому времени относится и первое промышленное использование природного газа. Бакинский предприниматель Кокарев построил в Сураханах известковый завод, работавший на природном газе. Соорудив примитивный газопровод, он стал использовать природный газ для подогрева нефтяных кубов на другом своем заводе.

В результате хищнической эксплуатации нефтяных месторождений Кавказа миллиарды кубометров природного газа выпускались в атмосферу или сжигались в открытых факелах. Использовалось лишь незначительное количество природного газа.

После гражданской войны началась реконструкция газовых заводов и их восстановление. Для производства искусственных газов стали использоваться отечественные каменный уголь, торф, битуминозные сланцы, кокс. Осваивались первые месторождения природного газа в Дагестане, Саратовской области, на Ставрополье, а также на Украине. В 1942 г. в районе Куйбышева (ныне Самара) были открыты месторождения природного газа с запасами в несколько сотен миллионов кубометров. В 1943 г. вступил в строй первый газопровод Бугуруслан — Куйбышев протяженностью 160 км. Так развивалась новая отрасль топливной промышленности — газовая промышленность.

Под газовой промышленностью понимается совокупность оборудования и процессов, охватывающих добычу природного газа и производство искусственного газа, их переработку, хранение, транспортирование и распределение в целях использования в качестве топлива и сырья для химической промышленности.

Газовая промышленность России представляет собой совокупность предприятий, осуществляющих геологоразведочные работы на суше и на шельфе; бурение разведочных и эксплуатационных скважин; добычу и переработку природного газа, газового конденсата и нефти; транспортирование и распределение газа и газового конденсата; подземное хранение газа; использование газа в качестве моторного топлива; производство бытовой и промышленной газовой аппаратуры; ремонт и восстановление газопроводов и оборудования; научно-исследовательские и проектные разработки; строительно-монтажные работы.

В конце 1942 г. под Саратовом в районе Елшанки было завершено обустройство мощного по тем временам месторождения природного газа. Промышленность Саратова получила природный газ. В 1946 г. вступил в строй 843-километровый магистральный газопровод Саратов —Москва.

В 1960— 1980-х гг. были разведаны и освоены крупные месторождения природного газа в Узбекистане, на Украине, в Туркмении, Оренбуржье, Западной Сибири. К 1986 г. была создана единая система газоснабжения, объединяющая несколько сотен газовых месторождений и включающая в себя около 200 тыс. км магистральных газопроводов, около 350 компрессорных станций, более 270 промысловых установок комплексной подготовки газа с несколькими тысячами скважин и десятками подземных хранилищ газа.

Основными газодобывающими странами являются Россия и США. Значительна добыча газа в Нидерландах и Канаде. Газ добывают также в Румынии, Алжире, Мексике, Венесуэле, Англии, Аргентине и Китае, но в меньших количествах. Россия занимает первое место в мире по разведанным запасам природного газа. В нашей стране сосредоточено более одной трети известных мировых запасов газа — около 50 трлн м³. Потенциальные запасы природного газа составляют 240 трлн м³.

Наиболее крупные месторождения природного газа (Уренгойское, Медвежье, Ямбургское, Заполярное и др.) расположены в Западной Сибири, на севере Тюменской области. В Европейской части России добыча природного газа ведется в Оренбургской, Саратовской и Астраханской областях, Республике Коми и на Северном Кавказе. Месторождения газа есть и на Сахалине. В России эксплуатируется около 200 месторождений газа.

В настоящее время газовая промышленность России в лице РАО «Газпром» продолжает добычу нефти, газового конденсата и газа в Западной Сибири, на севере Европейской части и в других районах России. В частности, начата промышленная эксплуатация месторождений на севере Тюменской области (Заполярное, Харамнуровское, Порхаровское), на полуострове Ямал (Боваленское, Харасавейское), на шельфе Баренцева моря (Штокмановское), в Иркутской области, в Республике Саха — Якутия, на шельфе острова Сахалин.

Ведутся работы по повышению уровня извлечения газового конденсата и других ценных компонентов, использования попутных нефтяных газов. Значительно расширяется сеть подземных газохранилищ.

Рациональное использование газа позволяет значительно снизить себестоимость промышленного производства, так как энергоемкость внутреннего валового продукта в России в 3 раза выше, чем в высокоразвитых странах. Газификация сельской местности и использование газа в сельском хозяйстве дают возможность повысить уровень сельскохозяйственного производства и социально-экономического положения населения.

С 1993 г. в газовой промышленности наблюдается спад добычи природного газа. Это связано с общим сокращением промышленного производства в стране в период 1992—1999 гг. Добыча газа снизилась до 595 млрд м³ в 1995 г. и до 545 млрд м³ в 1999 г.

Из-за падения промышленного производства в стране в период 1991 — 1999 гг. потребление энергоресурсов сократилось в целом на 30 %. Значительно снизилось потребление менее технологичных и более дорогостоящих видов топлива: мазута — в 2,2 раза, угля — на 31 %. При этом потребление газа уменьшилось только на 3,5 %. В результате доля природного газа в топливном балансе России возросла до 60 %, в том числе в Европейской части страны — до 80%.

Несмотря на снижение добычи природного газа и сокращение его потребления в стране, происходило наращивание экспортных поставок для Западной Европы: в 1990 г. было поставлено 110 млрд м³, а в 1999 г. — 128 млрд м³. Доля российского природного газа в общем объеме потребляемого в Западной Европе газа в 1999 г. достигла 20%. В 2002 г. из всего добытого в России природного газа (521,9 млрд м³ наша страна потребила 54,3 % (283,5 млрд м³), из них '13 % (36,85 млрд м³) пошли на собственные нужды «Газпрома»; в страны СНГ и Балтии было продано 42,3 млрд м , в страны Центральной и Западной Европы — 128,6 млрд м³.

Природный газ — наиболее эффективное и экологически чистое топливо. Он будет составлять основу топливно-энергетического баланса России в XXI в.