Virtuální plynovody cesta k efektivnosti. Jaromír Večerek, AFP-CZ, spol. s r.o

Virtuální plynovody – cesta k efektivnosti

© Jaromír Večerek, AFP-CZ, spol. s r.o.

1

Virtuální plynovod: přeprava plynu mimo potrubí


2

Zkapalněný zemní plyn – základ virtuálních plynovodů Zkapalněný zemní plyn (LNG – Liquified Natural Gas) má vhodné vlastnosti pro přepravu Hustota 430 aţ 470 kg/ m3 zkapalňuje při –161oC Ztráty odparem po určité době skladování, nesmí být překročen skladovací tlak (max. 6 aţ 8 bar, výjimečně výše) © Jaromír Večerek, AFP-CZ, spol. s r.o.

3

Stlačený zemní plyn – doplněk virtuálních plynovodů Dnes standardní skladovací tlak 200, 250 a 300bar Ukládá se pod tlakem v tlakových nádobách Hustota ve stlačeném stavu 150 aţ 180 kg/ m3


4

Hlediska rozdělení virtuálních plynovodů

Přepravní kapacita (Strategické, regionální, malé) Vzdálenost (Transkontinentální aţ lokální) Způsob dopravy (vzduchem, po moři, po ţeleznici a silnici) Doba pouţití (trvalé, dočasné, krátkodobé)


5

LNG terminál – místo spotřeby i zdroj plynu


6

Energetická náročnost strategických virtuálních plynovodů Fáze procesu

Spotřeba energie z celkové energie plynu

Ztráta primární energie

[kWh/kg]

[% metanu]

Úprava a zkapalňování plynu na těžebním poli

1,370

9,86

Lodní doprava LNG

0,156

1,13

Celkem

1,526

10,99

Úprava a komprese plynu na těžebním poli

0,581

4,18

Doprava potrubím

0,951

6,85

Celkem

1,532

11,03

Vzdálenost 4000 km

Přeprava LNG tankerem

Přeprava plynu potrubím


7

Čínské virtuální plynovody

Část flotily LNG cisteren Shan Shan LNG 4400 km 1000 tun denně 5 miliard m3 plynu ročně © Jaromír Večerek, AFP-CZ, spol. s r.o.

8

Energetická náročnost lokálních virtuálních plynovodů Fáze procesu

Spotřeba energie z celkové energie plynu

Ztráta primární energie

[kWh/kg]

[% metanu]

0,233

1,68

Celkem

0,233

1,68

Čerpadla LNG 50bar + odpar

0,292

2,1

Doprava potrubím

0,119

0,86

Celkem

0,411

2,96

Vzdálenost 500 km

Přeprava LNG silniční cisternou

Doprava po silnici cisternou

Přeprava plynu potrubím


9

USA: Lokální virtuální plynovod Texas - Kalifornie

Čerpací stanice LNG (El Cajon, CA, USA, 2002) © Jaromír Večerek, AFP-CZ, spol. s r.o.

10

USA: Lokální virtuální plynovod Texas-Kalifornie

Čerpací stanice LNG – plnění nádrží vozidel © Jaromír Večerek, AFP-CZ, spol. s r.o.

11

Hlavní směry silniční dopravy LNG v Evropě


12

CNG: Systém GALILEO - Argentina

Virtuální plynovody lokálního významu – rozsáhlé pouţití CNG (stlačeného zemního plynu) pro distribuci v Argentině GALILEO nově i v Dominikánské republice – 30 000 m3/den (převáţně pro pohon vozidel) © Jaromír Večerek, AFP-CZ, spol. s r.o.

13

Česká a Slovenská republika: Současnost a budoucnost virtuálních plynovodů Náhradní zásobování zemním plynem (NZZP) jako krátkodobé virtuální plynovody jiţ od konce 80tých let Předpokládaný nárůst dovozu a skladování LNG jako špičkové zdroje plynu v nejbliţších letech Následné vyuţívání LNG pro přepravu plynu do míst, kde nejsou plynovody


14

Náhradní zásobování zemním plynem - moderní služba v plynárenství Náhradní zásobování stlačeným zemním plynem (NZZP) se stává součástí pracovních postupů při mnoha pracích na plynovodech a plynových zařízeních O úspěšném vyuţití rozhoduje zvláště dokonalá příprava před vlastním provedením prací NZZP v ČR: pouţívá se výhradně stlačený zemní plyn


15

NZZP – CNG nebo LNG? CNG - výhody: Dostatek zdrojů tlakového plynu ve stanicích CNG Dlouhodobé skladování bez úniku plynu Výstupní tlak v rozsahu NTL aţ VVTL plynovodů Výstupní výkon omezený v podstatě jen kapacitou zásobníků Relativně nízká pořizovací cena technologie NZZP proti LNG technologii © Jaromír Večerek, AFP-CZ, spol. s r.o.

16

NZZP – CNG nebo LNG? CNG – nevýhody při vyšších požadovaných odběrech plynu: Malá hustota skladovaného plynu – menší přepravní kapacity s velkou hmotností Vyšší přepravní náklady na jednotku plynu Omezení pouţití celkovým výkonem a přistavenou kapacitou (dobou pouţití) © Jaromír Večerek, AFP-CZ, spol. s r.o.

17

NZZP – CNG nebo LNG?

LNG – výhody: Relativně vysoká hustota zkapalněného plynu Aţ desetinásobně vyšší kapacity NZZP na jednom dopravním zařízení


18

NZZP – CNG nebo LNG? LNG – nevýhody: Vzdálené zdroje LNG (s ohledem na dojezdový čas) Mnohem rozměrnější zařízení pro dosaţení stejného výkonu jako u CNG (odpařovače, případně čerpadla) Velmi malý výstupní tlak plynu (STL, max. 6 aţ 8 bar, výjimečně výše) Pro dosaţení vyššího tlaku nutnost pouţití čerpadel a další nároky na energii Ztráty plynu při delší odstávce zásobníků Značná pořizovací cena technologie NZZP Vyšší provozní náklady proti CNG Nutnost velkého trhu s ohledem na návratnost investic (Polsko) Vyšší nároky na bezpečnost (Hořlavý a vysoce podchlazený plyn) © Jaromír Večerek, AFP-CZ, spol. s r.o.

19

Jak lze využít náhradní zásobování? Při investičních akcích a opravách VTL a STL plynovodů – není nutno odstavit RS v odpojeném úseku (moţno kombinovat s technologií „ Williamson -STOPL“) Výměna hlavních uzávěrů před RS, OPRAVY ÚNIKŮ NA RS ! Zásobování průmyslových plynovodů a spotřebičů před napojením na plynovod – zejména zkoušky před kolaudací zařízení Zásahy na částech STL i NTL plynovodů –přímé zásobování do STL i NTL plynovodů (obytné komplexy, městské sítě, průmysl) © Jaromír Večerek, AFP-CZ, spol. s r.o.

20

Základní schéma zapojení NZZP MEGC 20 MPa (25 MPa)

Odběrní místo (RS, potrubí ..) P

Ruční regulace 0,1 až 2 MPa

Regulátor s filtrem a ohřevem

Chráněno užitným vzorem, jiná zapojení jsou možná © Jaromír Večerek, AFP-CZ, spol. s r.o.

21

Jaké jsou možnosti zařízení? Zařízení jsou vybavena pro dodávky do VTL a STL plynovodů a RS a pro menší dodávky do NTL sítí (2 aţ 10kPa, případně jiné tlaky dle dohody) Max. zásoba na jednom místě: 8000 až 9000 m3 Max. výkon zařízení: max. 650 až 1000 m3/hod z každého vývodu zásobníku (dle typu a firem se liší) Výstupní přetlak: 0,3 až 2,0 MPa Do STL plynovodů: 0,1 až 0,4 MPa, výkon 80 až 650 m3/hod Do průmyslových rozvodů: 2 až 14 kPa, 0,02 až 3,8 MPa © Jaromír Večerek, AFP-CZ, spol. s r.o.

22

Maximální průtok NZ Karolinka RS (2006)

Po zahájení NZ kolísal odběr od 860 do 1070 m3/hod © Jaromír Večerek, AFP-CZ, spol. s r.o.

23

Jaké jsou celkové kapacity společnosti AFP-CZ, spol. s r.o.? Vícečlánkové kontejnery na plyn (MEGC): 6x600 + 1x 250m3 (Převoz max. 3x600 m3 + 1x250m3, možnost složení a použití až na třech místech) 2x 1500 m3 (Převoz samostatně na návěsech) 2x 150 m3 (na přívěsech) 1x 700 m3 ( kompozitové MEGC na přívěsu) 1x 350 m3 (kompozitové MEGC na přívěsu) © Jaromír Večerek, AFP-CZ, spol. s r.o.

24

Zásobníky připravené k naložení


25

Nové technologie - kompozitové MEGC 700 m3 a 350 m3 Souprava MEGC na přívěsu + CNG vozidlo: – MEGC 700 m3 (2X350m3), tažená obytným automobilem Iveco Daily CNG – MEGC 350 m3 (za osobním automobilem) – přístup soupravy s větší kapacitou do míst, kde velký kamion nevjede – Nižší cena náhradního zásobování © Jaromír Večerek, AFP-CZ, spol. s r.o.

26

Montáž kompozitových MEGC


27

Přívěs s MEGC 700m3, tažné obytné vozidlo s pohonem CNG


28

Přívěs s MEGC 350m3


29

Příklady šroubení pro napojení Kromě zobrazených 1“-1“, 1“-5/4“a rohového kusu také: 1“-3/4“, 1“-1/2“, 1“- M20x1,5 apod.


30

Příklad napojení NZ na NTL přípojku

Napojení na NTL přípojku (pomocí spec. regulátorů) pro fy ARROW – Hradec Králové 2006 © Jaromír Večerek, AFP-CZ, spol. s r.o.

31

Nevhodné napojení NZ na STL plynovod (chyba montážní org.)

Příliš blízko k „balónům“ umístěné připojení STL NZ – ZAMRZNUTÍ BALÓNŮ ! (Trutnov 2006) © Jaromír Večerek, AFP-CZ, spol. s r.o.

32

Příklady napojení NZ – VTL RS

Napojení VTL RS (Javorník 2007 – namontována příruba, filtr bez uzávěru) © Jaromír Večerek, AFP-CZ, spol. s r.o.

33

Příklady napojení NZ v extrémních podmínkách

Napojení VTL RS Josefův Důl přes závěj (březen 2006) © Jaromír Večerek, AFP-CZ, spol. s r.o.

34

Příklady napojení NZ - do potrubí

Napojení do STL potrubí (300 až 400m3/hod) (Bánska Bystrica 03-2010) © Jaromír Večerek, AFP-CZ, spol. s r.o.

35

Dlouhodobé zásobování Některá zařízení jsou vybavena pro dlouhodobé dodávky do VTL a STL plynovodů a RS (omezeno rychlostí plnění zásobníků a vzdáleností od zdroje) Zásobníky mohou být vyměněny bez přerušení dodávky, nebo je bez přerušení dodávky doplňován jeden zásobník na místě Po dobu dlouhodobého zásobování je většinou zajištěna trvalá obsluha, případně zjištěn dozor objednatele © Jaromír Večerek, AFP-CZ, spol. s r.o.

36

Dlouhodobé zásobování -příklady

Jezernice – cihelna (vysoušení, STL, 2004, 10 dní) © Jaromír Večerek, AFP-CZ, spol. s r.o.

37


BOSCH DIESEL (Jihlava Pávov 2005, VTL, 101 dní) © Jaromír Večerek, AFP-CZ, spol. s r.o.

38


CTP INVEST (Brno Tuřany, STL, květen aţ září 2008) © Jaromír Večerek, AFP-CZ, spol. s r.o.

39


CTP INVEST (Nový Jičín, NTL - 5kPa/80m3/hod, později STL, březen aţ červenec 2009) © Jaromír Večerek, AFP-CZ, spol. s r.o.

40

Vícenásobné zásobování Moţnost zásobovat aţ 5 míst současně (V roce 2007 bylo zásobováno město Bílovec a přilehlé obce v pěti místech po dobu 32 hodin) Zásobování dvou aţ tří míst současně je vyuţíváno standardně aţ v třetině případů


41

Kvalitní příprava – předpoklad dobrého PP a úspěchu NZZP Proveditelnost akce – časy a spotřeby: Délka odstávky včetně odtlakování a zpětného tlakování opraveného plynovodu a nezbytné časové rezervy na nepředvídané okolnosti Odběrový diagram odstavených míst – základ pro stanovení celkové spotřeby plynu (vliv počasí) Stanovení špiček spotřeby Rozhodnutí o počtu nasazených zásobníků


42

Kvalitní příprava – předpoklad dobrého PP a úspěchu NZ Proveditelnost akce – Dostupnost a napojení: Místo napojení musí být dostupné pro soupravu tahače s návěsem (případně přívěsy) – nutno prověřit přístup Vzdálenost stanoviště zásobníku cca do 50ti až 90ti m Regulační stanice musí mít funkční ohřev plynu (zejména v chladnějším počasí a při větší spotřebě plynu) Místo napojení: vnitřní závit G1“, G5/4“, G3/4“ apod. do jedné nebo dvou řad RS (filtr, armatura odvodňovače apod.), nebo do potrubí, použití přírub po dohodě Místo napojení: zdroj el. energie 230V50Hz – 10 až 16A ( v nouzi používáme elektrocentrály) © Jaromír Večerek, AFP-CZ, spol. s r.o.

43

Bezpečnost zařízení Zařízení pro NZZP je certifikováno v režimu ADR Pravidelně revidováno jako plynové zařízení a tlakové zařízení Odborná obsluha a údržba Trvalý dozor v průběhu NZZP PRACOVNÍ POSTUP pro každou akci © Jaromír Večerek, AFP-CZ, spol. s r.o.

44

Bezpečnost zařízení Zařízení pro NZZP umožňuje řešení neobvyklých a havarijních situací za provozu (volné vývody s armaturami dovolují napojení náhradních zařízení a odpojení poškozených bez přerušení dodávky plynu) Jednoduché napojení na odběrní místo v případě havárie plynovodu – většinou bez nutnosti výkopových a svářečských prací © Jaromír Večerek, AFP-CZ, spol. s r.o.

45

Pracovní postupy (PP) PRACOVNÍ POSTUP NZZP PŘÍLOHA k PP dodavatele prací na PLYNOVÉM zařízení Vychází z metodických pokynů RWE Group nebo příslušných provozovatelů sítí a odběrných plynových zařízení © Jaromír Večerek, AFP-CZ, spol. s r.o.

46

Pracovní postupy 2 PRACOVNÍ POSTUP NZ obsahuje: – Hlavičku s číslem, datem a identifikací prací a lokality a způsob zajištění dodávky plynu – Přípravné práce (rozmístění zařízení, kontrola těsnosti apod.) – Vlastní pracovní postup včetně odvzdušnění, vpuštění plynu a odtlakování – Složení pracovních čet, pracovník pověřený řízením prací NZ,


47

Pracovní postupy 3 PRACOVNÍ POSTUP NZZP dále obsahuje: – Materiálně technické vybavení a zabezpečení pracoviště včetně spojovacích prostředků – Pověřené pracovníky plynárenské a montážní organizace – Jméno a podpis zpracovatele PP NZZP – V příloze PP: schéma zapojení NZZP v rámci akce


48

NZZP - počet akcí Počet akcí NZ v letech 2001 až 2010

160 140

Počet akcí NZ

120 100 80

60 40 20 0 2001

2002

2003

2004

2005 ROK

Počet akcí celkem

2006

2007

2008

2009

2010

Z toho plynárenské distribuční společnosti Z toho montážní a ostatní organizace


49

NZZP - Dodaný plyn Zemní plyn dodaný do VTL a STL+NTL systémů (m3/rok) Celkem (m3)

VTL (m3)

STL+NTL (m3)

80000

(m3/rok)

60000 40000 28693

20000 5900

0

22275 836

12047

3259

14033

Rok

13552

5375

280

2001 2002 2003 2004 2005

2006

2007

2008


2009

2010

50

Reference – NZZP Slovensko 06/2010: Monstav Guldan – Bánska Bystrica – 8 hod, VTL, 198 m3 03/2010: Monstav Guldan – Bánska Bystrica – 15 hod, STL, 2750 m3 10/2009: Monstav Guldan – Malé Janíkovice – 8 hod, VTL, 380 m3 10/2009: Monstav Guldan - Čierna-Klačany – 7 hod, VTL, 396 m3 10/2009: Monstav Guldan - Bánovce nad Bebravou – 51 hod, VTL+STL, 590 m3 10/2008: Monstav Guldan - Partizánske, Šípok – 15 hod, VTL, 975 m3 12/2006: Josef Plančár Gasmonta – Ţilina – 26 hod, VTL 950 m3 Ostatní reference viz www.afpcz.cz

06-2010

© AFP-CZ, spol. s r.o., ALTERNATIVE FUELS PARTNER

51

Poděkování: Panu Ing. Václavu Chrzovi, CSc. z Chart Ferox, a.s., za souhlas s uveřejněním fotografií a informací o LNG programu a za cenné připomínky, a Americké ambasádě a agentuře USAID - EKOLINKS, za poskytnutí grantu na jednání a prohlídku nových technologií v USA v r. 2002.


52

Virtuální plynovody cesta k efektivnosti. Jaromír Večerek, AFP-CZ, spol. s r.o

Recommend Documents