МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ К.И.САТПАЕВА

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМЕНИ К.И.САТПАЕВА
Институт нефти и газа
Кафедра «Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и
газонефтехранилищ»
«Утверждаю»
Директор института
_________Н.У.Алиев
«______» ___________ 2007 г.
ПРОГРАММА КУРСА (SYLLABUS)
По дисциплине «Газохранилища»
Специальность 050729-Строительство
Форма обучения дневное
Всего 3 кредита
Курс 4
Семестр 7,
Лекция 15 часов,
Практические (семинарские) занятия 30 часов,
Рубежный контроль (количество) 2,
СРС 45 часов,
СРСП (аудиторных) 45 часов,
Всего аудиторных часов 60,
внеаудиторных часов 75
Трудоемкость 135 часов
Курсовой проект (работа) 7
Экзамен 7 семестр
Алматы 2007
Программа курса составлена заведующей кафедрой «Проектирование, сооружение и
эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ» д.ф.-м.н., проф. А.М.Алимжановым
и старшими преподавателями Т.И.Иргибаевым и К.М.Ахметжановой на основании
содержании учебной программы по специальности 050729-«Строительство» и в
соответствии с типовой программой учебно-методического комплекса.
Рассмотрена на заседании кафедры «Проектирование, сооружение и эксплуатация
газонефтепроводов и газонефтехранилищ»
«____»_______________ 2007г. Протокол № ____
Зав.кафедрой
Алимжанов А.М.
Одобрена методическим Советом института
«_____»_______________ 2007г. Протокол №____
Председатель
Сведения о преподавателе (преподавателях):
Жексенбаев Е.К.
Алимжанов Айвар Муратбекович работает зав. кафедрой «Проектирование,
сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ» с 2003 г. В 1992 г.
закончил факультет механики и прикладной математики Казахского Государственного
университета. Доктор физико-математических наук, автор более 50 научных работ в области
расчетов газонефтепроводов и газонефтехранилищ. А.М.Алимжанов - четырехкратный
обладатель Государственной научной стипендии для молодых и талантливых ученых (1995,
1997, 2000 и 2002 годы), действительный член Народной академии Казахстана и членкорреспондент Инженерной академии Республики Казахстан. А.М.Алимжанов является
автором более 90 научных работ, опубликованных в международных и республиканских
изданиях.
Иргибаев Тулеухан Иргибаевич работает старшим преподавателем кафедры
«Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ» с
января 2002 г. Он является автором более 20 научных работ, опубликованных в
международных и республиканских изданиях. В 1984 г. закончил факультет механики и
прикладной математики Казахского Государственного университета. по специальности
«Механика деформируемого твердого тела», в 1991 году – аспирантуру МИСИ им.
В.В.Куйбышева по специальности «Строительная механика», а в 2005 г. – КазНТУ им.
К.И.Сатпаева с отличием по специальности «Проектирование, сооружение и эксплуатация
газонефтепроводов и газонефтехранилищ».
Ахметжанова Кунсулу Моташевна работает старшим преподавателем кафедры
«Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ» с
января 1996 г.
Офис: кафедра «Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и
газонефтехранилищ»
Адрес: 480013, г. Алматы, Сатбаева 22, ГУК, комната 223.
Тел.: 8-3272-929036-383
Факс:_______________________________________
Е-mail:______________________________________
2
1. Цель изучения дисциплины.
Целью изучения дисциплины «Газохранилища» является приобретение твердых
теоретических и практических знаний по приему природных и сжиженных углеводородных
газов и перекачке по газопроводам, по составам сооружений, а также по различным методам
перекачки природных и сжиженных углеводородных газов.
Задача изучения дисциплины.
Специалист должен конкретно представлять проблемы в области проектирования
объектов хранения нефти и нефтепродуктов. В соответствии с этими требованиями
дисциплина «Газохранилища» ставит своей задачей приобретение студентами следующих
знаний и навыков:
 знание основных свойств природного и сжиженного газа, а также методов расчета для их
хранения;
 умения расчета и выбора необходимого технологического оборудования при хранении и
проведении грузовых операций;
 знание основ проектирования основных объектов и коммуникаций;
 навыки использования научно-технической литературы, определения технических
характеристик оборудования и оценки их технико-экономической эффективности.
В результате изучения курса дисциплины «Газохранилища» студенты осваивают
гидравлические и технологические расчеты газопроводов для газоснабжения потребителей,
сумеют решать вопросы проектирования газораспределительной сети и газохранилища,
которые принимают на хранения и распределяют заданный годовой объем на определенные
расстояния, а также вопросы расчетов прочности газгольдеров, рассчитать объемов ПХГ и
ПХСГ. При проведении расчетов студенты получат навыки работы с нормативнотехнической документацией.
В результате изучения дисциплины студент должен знать:
Классификацию газохранилища и способы перекачки и распределения, состав
сооружений газохранилища, основное и вспомогательное оборудование, расчет физикохимических свойств природных и сжиженных углеводородных газов, прочности и
устойчивости газгольдеров, его основания, сливо-наливных коммуникаций для СУГ, порядок
и цель гидравлического расчета, основные вопросы при приеме и хранении СУГ, порядок
проектирования газохранилища.
Пререквизиты: Дисциплина базируется на знаниях, полученных при изучении общей
физики, общей химии, высшей математики, теоретической механики, сопротивление
материалов, материаловедения, термодинамики.
Постреквизиты:
специальности).
специальные
дисциплины
(по
рабочему
учебному
плану
2. Система оценки уровня знаний студентов.
1-таблица
Распределение рейтинговых баллов по видам контроля
Вариант №
1.
Вид итогового контроля
Виды контроля
Проценты
Итоговый контроль
100
Экзамен, курсовой проект Рубежный контроль
100
Курсовой проект
100
Текущий контроль
100
3
2-таблица
Календарный график сдачи всех видов контроля
по дисциплине «Газонефтепроводы»
Недели
1 2 3 4 5 6 7
8
9 10 11 12 13
14
15
Недельное количество
1 1 1 1 1 1 1
2
1 1 1 1 1
2
1
контролей
Виды контроля
П П П П П П П П+РК П П П П П П+РК КП
Виды контроля: СР- самостоятельная работа, П- практическая работа, Кл-коллоквиум,
КП – курсовой проект, РК – рубежный контроль
Студент допускается к сдаче итогового контроля при наличии суммарного
рейтингового балла  30. Итоговый контроль считается сданным в случае набора  20
баллов. Итоговая оценка по дисциплине определяется по шкале (таблица 3).
3-таблица
Оценка знаний студентов
Оценка
Буквенный эквивалент Рейтинговый балл В баллах
(в процентах %)
А
95-100
4
Отлично
А90-94
3,67
В+
85-89
3,33
Хорошо
В
80-84
3,0
В75-79
2,67
С+
70-74
2,33
С
65-69
2,0
Удовлетворительно
С60-6
1,67
D+
55-59
1,33
D
50-54
1,0
Неудовлетворительно F
0-49
0
3. Содержание дисциплины
3.1. Тематический план курса составляется в виде таблицы 4, где указываются
наименование темы и количество академических часов, предусмотренных для каждой темы.
4-таблица
Тематический план курса
Количество академических часов
Наименование темы
Практи- ЛабораЛекция
СРСП СРС
ческие
торные
I
II
III
IV
V
VI
1. Введение. Особенности планирования
систем газоснабжения и методы компенсации
2
2
3
3
неравномерностей потребления газа.
2. Газораспределительные сети и потребители
2
10
6
6
газа.
3. Газораспределительные станции и
2
2
6
6
газорегуляторные пункты. Регулирование
давления газа.
4. Газгольдеры низкого и высокого давления.
Расчет газгольдеров на прочность и
2
6
6
устойчивость.
5. Подземное хранение природного газа.
1
2
6
6
Характеристика подземных хранилищ газа и
4
состав сооружений.
6. Источники и технологические схемы
получения сжиженных углеводородных газов.
Физико-химические, термодинамические
свойства и транспорт.
7. Хранение СУГ. Изотермическое хранение
СУГ.
8. Кустовые базы и газонаполнительные
станции. Резервуарные и баллонные
установки с естественным и искусственным
испарением.
Всего (часов)
15
2
4
6
6
2
6
6
6
2
4
6
6
30
45
45
3.2. Название и содержание лекционных занятий
1. Введение. Особенности планирования систем газоснабжения и методы
компенсации неравномерностей потребления газа.
Основные сведения о газораспределительны сетях и хранилищах газа.
Неравномерность газопотребления и методы ее компенсации. Основные физические
свойства газа.
2. Газораспределительные сети и потребители газа.
Структура газораспределительных сетей. Одно и многоступенчатые системы
газоснабжения. Трассировка газораспределительных сетей и расстановка арматуры.
Прокладка газопроводов. Глубина заложения сетей. Трубы и основная арматура для газовых
сетей. Потребители газа..
3. Газораспределительные станции и газорегуляторные пункты. Регулирование
давления газа.
Газораспределительные станции. Классификация и структура ГРС. Газорегуляторные
пункты (ГРП) и газорегуляторные установки (ГРУ). Размещение газорегуляторных пунктов и
установок. Регулирование давления газа. Расчет пропускной способности регуляторов
давления.
4. Газгольдеры низкого и высокого давления. Расчет газгольдеров на прочность и
устойчивость.
Хранение газа в газгольдерах. Механический расчет мокрых газгольдеров. Устройство и
оборудование сухих газгольдеров. Газгольдеры высокого давления.
5. Подземное хранение природного газа.
Расчет активного и буферного объемов газа. Технологическая схема ПХГ.
Технологическая схема подземного газохранилища в водоносных пластах.
6. Источники и технологические схемы получения сжиженных углеводородных
газов. Физико-химические, термодинамические свойства и транспорт.
Источники и технологические схемы получения СУГ. Транспорт СУГ. Транспортировка
сжиженных углеводородных газов по трубопроводам.
7. Хранение СУГ. Изотермическое хранение СУГ.
Определение объемов хранилищ сжиженных углеводородных газов. Хранение
сжиженных углеводородных газов под давлением в металлических резервуарах. Шахтные
хранилища сжиженных углеводородных газов. Подземные хранилища СУГ в отложениях
каменной соли. Изотермическое хранение сжиженных углеводородных газов в стальных и
железобетонных резервуарах. Подземные ледопородные хранилища сжиженных
углеводородных газов.
8. Кустовые базы и газонаполнительные станции. Резервуарные и баллонные
установки с естественным и искусственным испарением.
Устройство кустовой базы (газонаполнительной станции) сжиженного углеводородного
газа. Назначение и организационная структура кустовой базы (газонаполнительной станции).
5
Принцип работы кустовой базы (газонаполнительной станции). Анализ методов
перемещения сжиженных углеводородных газов. Резервуарные и баллонные установки
газоснабжения. Регазификация сжиженных углеводородных газов. Конструктивные
особенности испарителей СУГ. Резервуарные и баллонные установки с естественным и
искусственным испарением. Использование газовоздушных смесей для газоснабжения.
3.3. Название, содержание и количество часов практических занятий:
1. Основные физические свойства и законы для газов (2 часа).
Определить расход газа при стандартных условиях. Определить относительную
плотность, среднекритические параметры и теплоту сгорания природного газа заданного
состава. Определить объемы и динамическую вязкость природного газа
2. Расчетные расходы газов (Часовые расчетные расходы газов) (2 часа).
Определить расчетные расходы газа в многоквартирном доме с различными
ассортиментами газовых приборов. Зная теплотворную способность природного газа
определить расчетные расходы газа в многоквартирном. Использовать коэффициент
одновременности.
3. Расчетные расходы газов (Годовые расчетные расходы газов) (2 часа).
Расчет годового потребления газа на хозяйственно-бытовые и коммунальные нужды.
Определить расходы газа по отдельности с учетом коэффициентов и норм по таблице.
4. Расчетные расходы газов (Годовые расчетные расходы газов) (2 часа).
Определить расход тепла города (крупного населенного пункта) на отопление.
Определить расход тепла на горячее водоснабжение. Определить суммарного годового
расхода газа на отопление, вентиляцию и централизованное горячее водоснабжение.
5. Расчет простых газопроводов(2 часа).
Определить расход газа в газопроводе. Определить перепад давления в
горизонтальном газопроводе. Определить массовый и объемный расход метана в
газопроводе.
6. Аккумулирующая способность последнего участка газопровода(2 часа).
Определить аккумулирующую способность последнего участка газопровода.
Определить оптимальную длину последнего участка газопровода. Определяем
вспомогательные величины. Определить расчетную пропускную способность и
аккумулирующую способность последнего участка газопровода.
7. Гидравлический расчет внутридомовых газопроводов(2 часа).
Обосновать выбор расчетной формулы для гидравлического расчета вертикального
газопровода для многоэтажного дома. Определить расчетный перепад давления в
вертикальном газопроводе многоэтажного дома. Использовать формулу для непрерывного
отбора газа. Определить расчетный перепад давления без учета потерь на местные
сопротивления.
8. Гидравлический расчет газовых сетей среднего давления(2 часа).
Определить пропускную способность транзитного газопровода. Определить давление
газа перед ГРП при различных диаметрах газопровода. Определить необходимый диаметр
методом подбора и использовать номограмму.
9. Подбор оборудования ГРП (Определение пропускной способности РД) (2 часа).
Определение пропускной способности регулятора давления. Подбор регулятора
давления. Определить режим течения газа и в зависимости от этого определить пропускную
способность регулятора. Можно определить пределы устойчивой работы регулятора.
10. Свойства сжиженных углеводородных газов (СУГ) (2 часа).
Определить состав паровой фазы и состав сжиженного газа. Определить плотность и
вязкость газовой смеси. Определить давление насыщенных паров СУГ. Использовать
номограмму и таблицу «Основные физико-химические свойства компонентов, входящих в
состав сжиженных газов» и определить соответствующие характеристики газов.
11. Хранение СУГ в емкостях(2 часа).
6
Произвести расчет допустимых норм наполнения баллонов. Рассчитать величину
давления, которая может быть в наземной емкости. Определить степень наполнения
горизонтального наземного резервуара. Вычислить возможные ошибки дозирования для
каждого типов баллонов по соответствующим формулам. Использовать среднеквадратные
ошибки.
12. Слив и налив СУГ(2 часа).
Определить мощность холодильной установки для слива СУГ из ж/д цистерны.
Определить мощность холодильной установки для обеспечения работы изотермического
резервуара. Надо определить поступление тепла с жидкой фазой из ж/д цистерн. Определить
мощность, необходимую на сжижение испаряющегося газа в резервуаре.
13. Регазификация СУГ(2 часа).
Определить максимальный расход испарения в баллоне. Определить количество
испаряющегося в час сжиженного газа в наземном резервуаре. Максимальный расход
испаряющегося
газа
определяется
через
смоченную
поверхность
баллона.
Производительность резервуара определяется методом последовательных приближений по
формуле.
14. Использование СУГ(2 часа).
Определить расход сжиженного газа для газоснабжения потребителя. Выбрать тип и
количество испарителей для газоснабжения бытовых потребителей. Определить расчетную
нагрузку на резервуарную установку. Определить среднесуточный расход газа и определить
количество резервуаров.
15. Гидравлический расчет ТП для сжижения СУГ(2 часа).
Определить потерю давления и эквивалентную длину газопровода низкого давления.
Определить давление в конечной точке газопровода. Использовать номограммы расчета
газопроводов низкого давления и определения эквивалентных длин. Определить физические
параметры перекачиваемого сжиженного газа.
3.4. Название темы и количество часов СРС:
1. Технико-экономические показатели газораспределительных сетей (3 часа).
2. Определение расчетных расходов газа (3 часа).
3. Определение расчетных расходов газа по участкам сети (3 часа).
4. Режим работы газовых приборов. Внутренние устройства газоснабжения (3 часа).
5. Гидравлический режим газовой сети низкого давления (3 часа).
6. Методика гидравлической увязки кольцевой сети (3 часа).
7. Принципиальная технологическая схема ГРП. Подбор регуляторов газа. Расчет
пропускной способности регуляторов давления (3 часа).
8. Очистка и одоризация газа. Учет количества газа (3 часа).
9. Расчет элементов конструкций сухих газгольдеров. Расчет газгольдеров высокого
давления на прочность и устойчивость (3 часа).
10. Технологические схемы сбора, распределения и обработки газа подземного хранилища
при технологических операциях (3 часа).
11. Выбор оборудования для ПХГ (3 часа).
12. Использование буферных резервуаров при закачке СУГ в изотермическое хранилище (3
часа).
13. Основные виды и свойства теплоизоляционных материалов (3 часа).
14. Контроль за тепловой изоляцией хранилищ и технологических коммуникаций для СУГ
(3 часа).
15. Технологические схемы и оборудование смесительных установок (3 часа).
3.5. Название темы и количество часов СРСП:
1. Определение объема газохранилищ для покрытия неравномерности потребления газа (3
часа).
7
2. Гидравлический расчет простых газопроводов высокого и среднего давления (3 часа).
3. Гидравлический расчет простых газопроводов низкого давления (3 часа).
4. Расчетные схемы газораспределительных сетей (3 часа).
5. Вывод расчетной формулы для случая равномерно распределенного отбора газа по
длине горизонтального газопровода (3 часа)
6. Гидравлический расчет распределительных газопроводов при сосредоточенных отборах
(3 часа).
7. Гидравлический расчет наклонных газопроводов (3 часа).
8. Традиционный метод расчета тупиковой сети (3 часа).
9. Методика расчета кольцевых сетей (3 часа).
10. Технологические схемы и компоновка ГРС (3 часа).
11. Экономика перевозки СУГ в транспортных емкостях (3 часа).
12. Определение производительности холодильных установок для СУГ (3 часа).
13. Технологические схемы КБСГ и ГНС. Компоновка и основное оборудование КБСГ и
ГНС (3 часа).
14. Принцип работы кустовой базы (газонаполнительной станции) (3 часа).
15. Особенности проектирования и эксплуатации газораспределительных сетей паров СУГ
(3 часа).
3.6. Содержание курсового проекта:
Темы курсового проекта:
«Проектирование газоснабжения населенных пунктов».
Содержание курсового проекта: пояснительная записка и графическая часть.
В пояснительной записке приводятся описания всего оборудования газоснабжения
населенного пункта. Используя нормы расхода для бытовых, коммунальных и
промышленных потребителей определяется годовые расходы газа на отопление, вентиляцию
и горячего водоснабжения и на основе этого выбирается схема снабжения населенного
пункта газом: кольцевые, тупиковые и комбинированные. Выбирается газохранилища
(газгольдерные станции или ПХГ в зависимости от объема газа) и соответствующие
оборудования газохранилища.
Графическая часть: схема снабжения населенного пункта и технологическая схема
ПХГ.
Курсовой проект должен быть выполнен и оформлен в соответствии с нормами СТП164-08-98
3.7. Таблица проведения занятий
5-таблица
Таблица проведения занятий
№ День Время
Название темы
I
II
III
IV
Лекции
Введение. Особенности планирования систем газоснабжения и методы
1
компенсации неравномерностей потребления газа.
2
Газораспределительные сети и потребители газа.
Газораспределительные станции и газорегуляторные пункты.
3
Регулирование давления газа.
Газгольдеры низкого и высокого давления. Расчет газгольдеров на
4
прочность и устойчивость.
Подземное хранение природного газа.
5
Характеристика подземных хранилищ газа и состав сооружений.
Источники и технологические схемы получения сжиженных
6
углеводородных газов. Физико-химические, термодинамические
8
свойства и транспорт.
Хранение СУГ. Изотермическое хранение СУГ.
Кустовые базы и газонаполнительные станции. Резервуарные и
баллонные установки с естественным и искусственным испарением.
Практические занятия
Основные физические свойства и законы для газов
Расчетные расходы газов (Часовые расчетные расходы газов)
Расчетные расходы газов (Годовые расчетные расходы газов)
Расчетные расходы газов (Годовые расчетные расходы газов)
Расчет простых газопроводов
Аккумулирующая способность последнего участка газопровода
Гидравлический расчет внутридомовых газопроводов
Гидравлический расчет газовых сетей среднего давления
Подбор оборудования ГРП (Определение пропускной способности РД)
Свойства сжиженных углеводородных газов (СУГ)
Хранение СУГ в емкостях
Слив и налив СУГ
Регазификация СУГ
Использование СУГ
Гидравлический расчет ТП для сжижения СУГ.
Курсовое проектирование
«Проектирование газоснабжения населенных пунктов».
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
Учебно-методические пособия по дисциплине
Основная литература:
1. Гольянов А.И. «Газовые сети и газохранилища». Учебник для вузов. – Уфа: ООО
«Издательство научно-технической литературы “Монография”», 2004. – 303 с.
2. Яковлев Е.И. «Газовые сети и газохранилища». Учебник для вузов. – М.: Недра,
1991. – 400 с.
3. Яковлев Е.И., Султанов Н.Ф., Зверева Т.В. «Сборник задач и упражнений по курсу
“Газовые сети и газохранилища”». Часть 1. Городские газораспределительные сети.
– М. 1987.
4. Яковлев Е.И., Султанов Н.Ф., Зверева Т.В. «Сборник задач и упражнений по курсу
“Газовые сети и газохранилища”». Часть 2. Хранение и транспорт сжиженных
углеводородных газов – М. 1987.
5. Алимжанов А.М., Иргибаев Т.И., Кумар Б.К. «Примеры решения задач по курсу
Газохранилища». Алматы. КазНТУ. 2006.
Дополнительная литература:
Едигаров С.Г., Михайлов В.М., Прохоров А.Д., Юфин В.А. «Проектирование и
эксплуатация нефтебаз». Учебник. – М., Недра, 1982, -280 с.
2. М.В.Лурье. Задачник по трубопроводному транспорту нефти, нефтепродуктов и
газа. Москва. Недра-Бизнесцентр. 2003.- 368 с.
3. Кязимов К.Г., Гусев В.Е. «Устройтсво и эксплуатация газового хозяйства». Учебник.
– М.: Академия. 2004. – 384 с.
4. Антонова Е.О., Крылов Г.В., Прохоров А.Д., Степанов О.А. «Основы нефтегазового
дела». Учеб. для вузов. - М: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2003. - 307 с.
1.
9
СОДЕРЖАНИЕ
Введение..............................................................................................2
1.
Цель изучения дисциплины......................................................3
2.
Система оценки уровня знаний студентов..............................3
3.
Содержание дисциплины..........................................................4
3.1. Тематический план курса..........................................................4
3.2. Название и содержание лекционных занятий.........................5
3.3. Название, содержание и количество часов
практических занятий...............................................................6
3.4. Название темы и количество часов СРС ................................7
3.5. Название темы и количество часов СРСП .............................7
3.6. Содержание курсового проекта...............................................8
3.7. Таблица проведения занятий... ...............................................8
Учебно-методические пособия по дисциплине.............................. 9
Содержание........................................................................................10
10