지하 가스 저장 시설의 작동 원리: 천연 가스를 저장하는 데 적합한 방법
지하 가스 저장 시설이 어떻게 설계되었는지에 대한 지식은 일반 사용자에게 실질적인 의미가 없는 것 같습니다.그러나 인류는 "청색" 연료에 너무 의존하고 있으며 우리는 그 공급이 중단되지 않을 것이라는 점을 정말로 확신하고 싶습니다. 그렇지 않나요?
그리고 모든 동포는 지하에 위치한 가스 저장 시설 (UGS)에 대한 정보로 안심할 수 있습니다. 가득 차 있으면 가스 공급에 문제가 없습니다. 기사에서 스토리지 구조 및 스토리지 기능에 대해 자세히 알아보세요.
기사 내용:
지하가스저장시설 건설
개인 주택 소유자가 가스를 사용하여 가정용 가스를 저장하는 경우 가스 탱크, 전국 규모로 완전히 다른 저장 옵션에 대해 이야기하고 있습니다. 따라서 공식적으로 지하 가스 저장 시설은 "청색" 연료의 주입, 저장 및 회수를 담당하는 엔지니어링 구조의 복합체입니다. 그들은 지상 및 지하 구성 요소로 구성됩니다.
에게 지면 말하다:
- 가스 분배 지점, 가스 흐름을 여러 기술 프로세스로 분배하는 역할을 합니다.
- 압축기 가게유정에 주입하기 위해 연료를 준비합니다(압력을 증가시켜).
- 가스정화공장.
지하철 UGS 구성 요소는 우물, 작업장, 탱크입니다. 그리고 마지막 지점(용기)이 가장 흥미롭습니다. 가스 저장 자체가 배열되는 방식은 "청색" 연료가 저장되는 위치에 따라 다릅니다.
가스 저장 탱크 검토
동일한 무게로 가스는 어떤 고체보다 훨씬 더 넓은 면적을 차지합니다. 그리고 엄청난 양이 사용되기 때문에 보관하려면 동일한 용기가 필요합니다.
더욱이 전문가들은 100년 전에 인간이 만든 지상 저수지에 가스를 저장하는 것을 포기했습니다.
그 이유는 다음이 필요하기 때문입니다.
- 저압 "청색" 연료를 저장하기 위한 단지로 지구의 광대한 지역을 점유합니다.
- 비싸고 폭발성이 있는 고압 가스 탱크를 사용하십시오.
결과적으로 위에 나열된 부정적인 측면을 중화하기 위해 지하 저장 시설을 선호하게 되었으며 이는 상당한 깊이에 위치한 컨테이너로 간주됩니다. 대부분의 경우 범위는 300~1000미터입니다. 그리고 자연이 만든 탱크에 연료를 저장할 수도 있습니다.
전체적으로 엔지니어들은 7가지 유형의 천연가스 저장 탱크를 성공적으로 사용하는 방법을 배웠습니다.
- 물로 포화된 다공성 구조물로 형성됨;
- 탄수화물, 즉 가스, 오일 생산 후 보존됩니다.
- 암염 퇴적물에서 형성됨;
- 광산 작업에서 생성됨;
- 내구성이 뛰어난 영구 동토층 암석에서 생성됨;
- 저온 얼음 껍질로;
- 지하 원자 폭발 후에 형성되었습니다.
많은 옵션이 있지만 처음 4가지 가스 저장 방법만 실용성이 다릅니다.나머지 탱크 옵션은 이론적으로만 적합합니다.
나머지 세 가지 옵션이 실용적이지 않은 이유는 다음과 같습니다.
- 가스는 지구의 북부 지역에 있는 여러 기존 저장 시설에서 알 수 있듯이 얼어붙은 암석에 저장될 수 있습니다. 그러나 그 양은 극히 적기 때문에 오늘날 산업적으로 의미가 없습니다.
- 지하 핵폭발로 형성된 컨테이너는 이미 실험적으로 입증된 상당한 양의 가스 매장량을 저장하는 데 매우 적합합니다. 그러나 요점은 강력한 무기가 사람들이 사는 곳에서 멀리 떨어진 곳에서 시험되었다는 것입니다. 따라서 일반적으로 거기에는 소비자나 유틸리티가 없습니다.
결과적으로 이러한 유형의 컨테이너는 사용하기에 적합하지 않습니다.
지하가스저장시설을 저장시설이라고 부르기는 하지만 사실 가스절약은 그 일차적인 업무가 아니다. 그 안에 들어있는 것은 대부분 소비의 불균형을 완화하는 데 사용되기 때문입니다. 일일, 주간, 계절별일 수 있습니다. 불가항력 상황의 결과를 완화하기 위해 UGS 시설은 최후의 수단으로만 만들어졌습니다.
다음으로 가스를 지하에 저장하는 각 옵션을 더 자세히 살펴보겠습니다.
옵션 #1 - 물이 포화된 형태로 저장
물로 포화된 지층에 있는 저장 시설은 계절에 따른 가스 사용의 불균형 효과를 완화하도록 설계되었습니다. 또한 전략적 예비비를 창출합니다.
이러한 저장 시설 설계의 중요한 특징은 최소한의 인간 참여입니다. 대부분 가스 주입에 필요한 우물을 만드는 단계에서 발생합니다.
이 컨테이너는 지하수 지형에서 검색됩니다. 암석 구조가 투과성과 다공성인 곳에 가스 저장 시설이 만들어집니다. 남은 액체는 가스에 의해 제거되어 압축된 후 압착됩니다.
소위 연료 저장 탱크 자체는 실제로 그렇지 않습니다. 보다 정확하게는 전혀 존재하지 않으며 저장 공간으로 사용됩니다. 다공성 층의 공극. 그리고 가스 저장 시설을 만드는 전체 절차는 물의 일부를 주변으로 옮기는 것으로 구성됩니다. 그들은 "청색" 연료를 위한 공간을 만들기 위해 이렇게 합니다.
위에 설명된 절차는 여러 요인이 이에 기여하는 경우에만 완료될 수 있습니다.
- 다공성 투과층은 일반적으로 압축된 점토인 가스 불투과성 암석의 돔(덮개)으로 덮여 있습니다.
- 대수층은 저장 시설의 경계에서 수십 킬로미터까지 뻗어 있습니다. 그리고 표면에 접근할 수 있다면 더욱 좋습니다. 위의 모든 사항을 통해 가스는 지층에서 물을 성공적으로 짜낼 수 있습니다.
- 돔의 길이는 상당한 양의 가스를 저장할 수 있는 능력을 제공하기에 충분합니다.
- 암석의 다공성과 투과성은 수용 가능한 가스 용량과 개발 중에 가스를 방출하는 능력을 보장합니다.
이 중 하나라도 충족되지 않으면 지하저장시설 건설이 불가능해진다.
현대식 지하저장시설의 운영원리는 간단하다. 계절적 불규칙성을 완화하기 위해 사용되는 대규모 지하 가스 저장 시설의 예를 통해 그 특징을 살펴볼 수 있습니다.
따라서 일반적으로 따뜻한 계절에는 필요한 양의 가스가 펌핑됩니다. 난방 시즌이 시작되어야만 제거되기 시작합니다. 더욱이, 메인 파이프로 보내지는 가스의 양은 엄청난 양이 아니라, 지난 겨울의 운영 경험을 통해 알려진 평균적인 양입니다.
그리고 갑자기 기온이 급격하게 떨어지고 일일 소비량이 훨씬 더 높아진다면 대규모 지하 가스 저장 시설은 여전히 인출량을 늘리지 못할 것입니다. 그리고 부족분은 일일 및 주간 소비를 원활하게 하기 위해 설계된 소규모 저장 시설로 충당될 것입니다. 그 이유는 선택하는 것이 더 쉽고 빠르기 때문입니다.
물로 포화된 구조물에서 UGS 시설의 장점은 상당한 용량입니다. 단점은 지질학자들이 대수층의 특성을 연구할 때 몇 가지 중요한 요소를 확인하거나 고려하지 않을 수 있다는 것입니다. 결과적으로 스토리지를 사용할 수 없게 됩니다.
그리고 최악의 점은 이것이 지상 및 지하 인프라 건설에 막대한 투자를 한 후에 종종 드러나는 것입니다. 물에 포화된 암석에 지하 가스 저장 시설을 운영할 때 계획되지 않은 상당한 비용이 수반되는 덜 심각한 문제도 종종 발생합니다.
옵션 #2 - 컨테이너 탄화수소 생산 후
이 유형에 속하는 엔지니어링 단지는 "청색" 연료 소비의 계절적 변동을 완화하는 역할을 합니다. 또한 전략적 예비비를 창출합니다.
이 유형의 저장 시설의 설계는 물이 포화된 형태로 생성된 유사체의 경우와 동일합니다. 즉, 연료는 다공성 암석의 공극에 저장됩니다.
한때 탄화수소가 존재했던 암석에 만들어진 UGS 시설은 세계에서 가장 풍부합니다. 따라서 그 수는 70%에 달하며 그 이유는 여러 가지 장점 때문입니다.
여기에는 탐사, 인프라 구축 또는 적어도 일부, 시추에 대한 자본 투자에 대한 상당한 용량 및 절약이 포함됩니다. 석유 및 가스 생산은 이미 지하 가스 저장 시설 건설 현장에서 수행되었습니다.
그러나 탄화수소 생산 후 보존된 용기는 이상적이라고 할 수 없습니다.
많은 단점이 있습니다.
- 오래된 우물의 견고성 문제 - 이는 특히 이전 유전의 경우에 해당됩니다.
- 불충분한 다공성, 암석의 투과성;
- 가스를 오일 잔류물과 혼합 - 생성된 혼합물을 더 이상 사용할 수 없기 때문에 때로는 상당한 손실을 초래합니다.
또한 가스는 유전에서 황화수소 형태의 위험한 불순물을 생성하는 경우가 많습니다. 이는 인체 건강에 해롭고 스테인레스 스틸과 관련된 모든 종류의 강철 구조물도 파괴합니다.
고갈된 탄화수소 매장지 지역을 기반으로 한 지하 가스 저장 시설의 운영은 가스가 주입되면 원하는 지층에서 남은 오일을 대체한다는 사실로 인해 가능합니다. 또한 물과 마찬가지로 압축성과 이동성의 효과가 있어 용기를 정리하는 작업이 용이합니다. 때로는 가스 압력을 받는 석유가 암석 속으로 압착되지 않고 위로 올라가 추가적인 수익원이 됩니다.
옵션 #3 - 암염 퇴적층의 저장소
가스가 담긴 이러한 용기는 매일 및 매주 사용의 불규칙성을 완화하고 계절별 평준화에도 참여합니다. 또한, 소금층의 저장 시설은 중요한 소비자를 위한 백업 소스 역할에 성공적으로 대처합니다.
지정된 UGS 시설은 필요한 크기의 공동을 만들기 위해 소금 침전물의 일부를 씻어내는 방식으로 만들어집니다. 이를 위해 처음에는 여러 개의 우물을 뚫고 오랜 기간 동안 물이 공급됩니다.
설명된 절차는 시간이 오래 걸리고 비용이 많이 들지만 주입된 천연 가스가 손실 없이 저장되므로 그 자체로 비용을 지불할 수 있습니다. 그 이유는 소금동굴이 밀폐되어 있기 때문이다. 게다가, 그들은 효과가 있습니다 자가 치유 — 구조 및 기타 균열은 염분 침전물로 빠르게 자랍니다.
이러한 지하 가스 저장 시설을 건설하면 속도 제한이 거의 없이 필요한 양의 연료를 회수할 수 있다는 장점이 있습니다. 이는 다른 유형의 컨테이너에서 동일한 작업을 수행할 때보다 몇 배 더 높습니다. 또한 소금 동굴에 건설된 UGS 시설의 중요한 장점은 모든 유형 중에서 가장 높은 가스 추출 비율이 높다는 것입니다.
다만, 염층의 동굴수는 전체 저장시설 수의 2%를 초과할 수 없다.
이 지표는 여러 가지 부정적인 측면의 영향을 받습니다.
- 엄청난 양의 바닷물 존재 가스를 절약하기 위해 동굴을 씻어낸 후. 결과적으로 근처에 바다가 없거나 최소한 소금 가공 공장이 있으면 액체를 넣을 곳이 없습니다. 이런 종류의 UGS가 적은 주된 이유는 무엇입니까?
- 작동 중 유용한 볼륨 감소. 이 현상은 압력이 높은 곳에서는 소금이 증발하고 압력이 낮은 곳에서는 소금이 축적되어 발생합니다.
- 가스 중 불순물의 출현, 이는 이전에 동굴을 씻어내는 데 사용된 액체 잔해가 되는 경우가 많습니다.
- 작은 볼륨, 이는 충분한 양의 매장량을 생성하는 것을 허용하지 않습니다.
따라서 소금 저장 시설은 일반적으로 위에 나열된 유형의 용기를 사용할 수 없는 경우에만 사용됩니다.
옵션 #4 - 광산 작업의 UGS
그들의 양은 중요하지 않습니다. 그럼에도 불구하고 스웨덴과 노르웨이는 전략적 가스 매장량의 일부를 바로 이러한 유형의 컨테이너에 저장합니다.
광산 작업에 사용되는 PVC는 인간이 완전히 갖춘 유일한 가스 저장 시설입니다. 따라서 광산 중 하나에서 폭발로 인해 컨테이너가 생성되고 그 컨테이너에 강판이 늘어서 있습니다.
폐광산 지하가스 저장시설은 회수율과 회수율이 높아 수익성이 높지만 가까운 시일 내에 그 수가 크게 늘지는 않을 것으로 보인다. 그 이유는 설명된 저장 시설을 구축하기가 어렵기 때문입니다. 완전한 견고성을 달성하는 것이 항상 가능한 것은 아니기 때문에 상당한 손실이 발생합니다.
이는 광산이 작동하는 동안 광산에 최대량의 공기를 공급하려고 하기 때문에 발생합니다. 저장 시설을 배치할 때 항상 밀봉할 수 없는 표면으로의 출구가 많은 환기 시스템을 만드는 이유는 무엇입니까?
결과적으로 오늘날 폐광(스웨덴, 노르웨이, 독일)에 가스를 저장한다는 아이디어를 구현한 성공적인 사례는 몇 가지뿐입니다.
보관시설은 밀폐되어 있나요?
연료 누출은 피할 수 없는 일반적인 과정입니다. 이유가 너무 많기 때문이죠.
편의상 3가지 카테고리로 나뉩니다.
- 지질학적;
- 기술적;
- 인위적인.
그룹에 지질학상의 원인 여기에는 UGS 덮개의 이질성, 지각 결함의 존재, 유체역학 및 지구화학의 특징이 포함됩니다. 예를 들어, 가스는 지층을 통해 단순히 이동할 수 있으며 전문가는 어떤 식으로든 이에 영향을 미치지 않습니다.
기술적 원인 사실을 평가할 때 오류가 정기적으로 발생하기 때문에 가장 일반적인 오류 중 하나입니다. 예를 들어 수압 트랩, 가스 매장량, 진행 중인 물리적, 화학적 프로세스의 효율성이 있습니다.
기술적인 이유 가스가 주입되는 우물의 상태와 가장 자주 관련됩니다.
지하가스 저장시설 조성의 특징
95%의 경우 지하 저장시설이 조성됩니다. 가스로 물을 짜내다, 다공성 구조물의 오일 잔류물. 이러한 방식으로 "청색" 연료를 저장하기 위한 "컨테이너"가 생성됩니다.
그리고 가장 중요한 특징은 액체를 짜내는 데 사용되는 가스의 양이 나중에 소비자에게 전달되는 데 사용될 수 없다는 것입니다. 그 임무는 물과 탄화수소 잔류물이 원래 위치로 돌아가는 것을 방지하는 것입니다. 그렇지 않으면 저장소가 더 이상 존재하지 않게 됩니다.
즉, 지정된 가스는 완충기. 원칙적으로 지하가스 저장시설로 펌핑되는 총량의 1/2 이상입니다. 그리고 어떤 경우에는 소비자에게 공급할 수 있는 것보다 완충가스의 3배가 더 많은 경우도 있는데, 이를 활동적인.
흥미로운 점은 완충가스의 양을 미리 계산할 수 없다는 점입니다.즉, 모든 것이 실험적으로만 테스트됩니다. 많은 경우 몇 년이 걸립니다. 그러나 얻은 결과가 만족스럽지 못한 경우에는 완충 가스를 완전히 펌핑할 수 있습니다.
저장소 채우기 절차
지질학자들이 지층을 연구하고 올바른 장소에 가스 저장 시설을 건설할 수 있다고 결정한 후, 가스 생산자들은 엔지니어링 단지를 건설합니다.
그리고 미래의 지하 가스 저장 시설에 '청색' 연료를 주입하기 시작하는데, 이는 가장 가까운 곳에서 공급됩니다. 메인 파이프라인. 그리고 각종 기계적 불순물을 제거하는 청소 현장으로 이동합니다.
깨끗한 연료가 계량 및 계량 지점에 공급됩니다. 그 후 압축이 수행되는 압축기 공장으로-이것은 저장소로 펌핑하기 위해 가스를 준비하는 이름입니다. 이는 가스 압력이 원하는 값으로 증가함을 나타냅니다.
그런 다음 가스 분배 지점으로 운송됩니다. 전체 흐름이 여러 개로 나누어져 서로 다른 기술 라인에 공급되는 경우. 거기에서 주입을 위해 깃털을 통해 우물로 보내집니다.
전체 과정에서 전문가들은 가스 압력, 온도, 각 유정의 생산성 등 다양한 매개변수를 모니터링합니다.
주제에 대한 결론 및 유용한 비디오
아래 첨부된 영상은 파워오브시베리아 가스관을 통해 공급될 연료의 불균일한 소비를 완화하기 위한 지하 가스 저장시설 조성에 대한 주제를 다루고 있습니다.
지하 가스 저장 시설은 고르지 못한 가스 소비를 평준화하고 불가항력적인 경우에도 안정적인 공급을 보장할 수 있는 가장 신뢰할 수 있고 수익성 있는 방법입니다. 그리고 가장 흥미로운 점은 이를 위해 우리는 인간의 천재가 아니라 이에 적합한 암석층을 신중하게 만들어준 자연에 감사해야 한다는 것입니다..
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좋은 기사이지만 사진이 헝가리를 보여줄 가능성은 거의 없습니다. 자동차 번호는 러시아 번호와 더 유사하며 고기 및 발트해 광고도 마찬가지입니다.)