Розвиток наукових основ підвищення рівня екологічної безпеки при транспортуванні природного газу

Abstract

Дисертацію присвячено вирішенню проблеми безпечного транспортування природного газу, розробки методології оцінювання негативного впливу газотранспортної інфраструктури на навколишнє середовище та його зменшення. Для підвищення техногенної та екологічної безпеки магістральних газопроводів з зриваним терміном експлуатації розроблено нові методологічні підходи до визначення умов неконтрольованого руйнування газопроводів із зовнішніми, довільно розміщеними наскрізними тріщинами та ненаскрізними тріщиноподібними дефектами визначеної глибини, а також встановлено залежність параметрів формування ареалу забруднення грунту витоками природного газу із газопроводів від величини витрати витоку. Для екологічно безпечного транспортування стисненого природного газу морськими шляхами розроблено та обгрунтовано конструкцію CNG-модуля з довгомірною трубою високого тиску (рухомого трубопроводу) та розроблено нову технологію продування рухомого трубопроводу інертним газом перед уведенням його в експлуатацію для забезпечення відсутності умов виникнення вибуху. Комплексне врахування теоретичних та експериментальних досліджень дало змогу удосконалити методи оцінки екологічної небезпеки транспортування природного газу та розробити заходи щодо її зменшення.

Диссертация посвящена разработке методологических ггодходов к решению проблемы оценки негативного влияния газотранспортной инфраструктуры на окружающую среду и его уменьшения. Разработана методология оценки условий разрушения линейной части газопровода со сквозными трещинами и внешними трещиноподобными дефектами заданной глубины и ориентации. Для оценки неконтролированного разрушения длительно эксплуатируемых магистральных газопроводов Богородчанского газотранспортного узла получен комплекс новых экспериментальных данных об их параметрах прочности и трещиноcтойкости. Установленные критерии служат для разработки системы экологическою мониторинга и прогнозирования экологической опасности трещиноподобных дефектов газопроводов. Разработана технология изготовления легких и надежных в эксплуатации сварных металлопластиковых баллонов для безопасной транспортировки и сохранения природного газа. Их долговечность составляет не менее 25 лет. Разработана экологически безопасная и экономически выгодная CNG-технология подвижного трубопровода для транспортирования сжатого природного газа морскими путями. Разработана методика вытеснения воздуха в подвижном трубопроводе инертным газом (азотом). Данная методика обеспечивает пожаро- и взрывобезопасноcть загрузки подвижною трубопровода при введении его в эксплуатацию. Установлено, что имеет место нелинейная зависимость параметров формирования ареала загазованности от величины утечки газа. Так, уменьшение величины утечки приводит к существенному увеличению длительности формирования ареала загазованности и до незначительною уменьшения площади ареала на поверхности грунта. Произведен прогноз оценки влияния зоны детонации и дальности распространения облака взрывоопасной смеси при потенциально возможных авариях на маг истральных газопроводах Бог ородчанского газотранспортного узла и разработаны рекомендации по снижению их экологического риска. Комплексный учет теоретических и экспериментальных исследований позволил усовершенствовать методы оценки уровня экологической опасности при транспортировке природног о газа и разработать меры по ее уменьшению.

The thesis deals with solving the problem of methodology development for evaluating the negative impact of gas transportation infrastructure on the environment and its reduction. For the gas pipelines of long-term operation the new technological approaches have been developed for determining the conditions of uncontrollable gas pipelines failure by anywhere located outer through cracks and non-through crack-like defects of the measured depth. The dependence of areal soil contamination parameters formation. caused by natural gas leakage from the pipelines on the value of flow rate was determined. For environmentally safe offshore transportation of compressed natural gas the design of CNG-module containing pipe length of high pressure (mobile pipeline) was developed and substantiated as well as the new technology of mobile pipeline blasting by inert gas before its commissioning was worked out to insure explosion-free conditions. Complex consideration of theoretical and experimental researches enabled us to improve the techniques of ecological hazard evaluation during natural gas transportation and to develop out measures for its reduction.