压缩天然气供应工艺及规模的探讨

作者：申粤 乔珩 徐正康

欢迎访问e展厅 展厅 3 压缩机/分离/过滤机械展厅 压缩机, 空气压缩机, 过滤器, 滤清器, 滤油机, ... 摘要：介绍了压缩天然气 （CNG）供应城镇的工艺流程，通过对压缩天然气及长输管道两种输送方式的分析和比较，提出在不同供气规模，不同运距条件下两种方式的适用范围以及CNG 技术在城镇供气中的应用前景。 关键词：压缩天然气；燃气汽车；供气规模 1 引 言 天然气是优质高效清洁的能源，管道输送是天然气的基本方式。实践证明，大规模天然气输送，采用管道是最经济和有效的输送方式。此外，还可采用其他两种输送方式。一种是液化天然气（LNG），是将天然气液化后再进行储运；另一种是压缩天然气（CNG）。由于输气干线的建设受城市气化条件，经济实力，用户气价承受能力等综合因素的限制，使得输气干线难以联网，供应范围受到限制，并且只能向长输管道沿线城镇供气。因此如何满足长输管线周边中小规模城镇的天然气需求，将成为一个新的研究课题。压缩天然气（CNG），是将天然气净化压缩后，储存在专门的容器内用汽车运送。我国目前除了应用于天然气汽车之外，对城镇的天然气供应也已陆续开始。以下就CNG技术应用于城镇燃气供应进行探讨。 2 CNG系统工艺流程 CNG系统供应城镇方式源自天然气汽车加气的子母站系统。由于子母站系统技术成熟，灵活方便，而且投资比建独立加气站少，因而提出借鉴子母站系统的运行方式采用CNG供应城镇燃气。 CNG城镇燃气供应系统主要由取气点加压站，CNG钢瓶拖车，城镇卸气站，城镇输配管网组成。 天然气首先经计量，调压后进入净化装置，脱除水，硫化氢，二氧化碳，达到标准要求。经压缩机加压至15~25MPA，通过加压站的高压胶管和快装接头向CNG钢瓶拖车充气，当钢瓶压力达到设定值后，压缩机自动停机。CNG钢瓶拖车通过公路运输到达城镇卸气站，通过卸报站的高压胶管和快装接头卸气，CNG首先进入一级换热器加热（防止天然气通过调压器减压时温降过大，影响后续设备及管网的正常运行），再进入一级调压器减压，之后依次经过二级换热器，二级调压器，三级调压器，将压力调至城镇管网运行压力，经计量，加臭后进入城镇输配管网。 卸气装置的加热和调压级数应综合钢瓶拖车最高工作压力，调压装置卸气能力，城镇管网设计压力等因素确定。卸气站的调峰可采用多种方式，如管束储气，储罐储气，设调峰气源以及利用钢瓶拖车等。由于每辆钢瓶拖车的载气能力为3000~6000立方米，具有一定的调峰能力，利用CNG钢瓶拖车调峰不失为一种经济，灵活的调峰手段。 3 供应方案比较 由于受拖车数量，运输条件，运距，气候等因素限制，决定了CNG系统供气规模不宜过大。现以供气规模为2万户和5万户居民为例，分析CNG供应和长输管道供应两种方式的适用范围，见表1。方案一为CNG供气方案，包括取气点加压站，钢瓶拖车，城镇卸气站，城镇输配管网。方案二为长输管道方案，包括长输管道，城镇门站，城镇输配管网。两种方案均暂不考虑供应沿线城镇，从而得出不同输送方式与供气规模，运距（以10~500千米为限），投资及成本等因素的相互关系。其中城镇输配管网方案相同，调峰储气设施根据不同方案分别考虑，长输管道输送方案的储存容积根据用户计算月平均日用气量确定，CNG方案储存容积由于目前尚无规范可依，考虑该供气方式的特点，暂按2~3天计算月平均日用气量考虑。天然气原料价格暂按0.55元每立方米计算。 通过方案比较分析如下： （1）供气规模相同的情况下，随着运距的加大，CNG输送和长输管道输送的投资及成本均呈增长趋势，其中长输管道的增幅较大。 （2） 随着供气规模的扩大，长输管道的投资增加幅度相对较小，成本的下降趋势较为明显，而CNG输送的投资增加幅度较大，成本降低趋势不明显，可见供气2规模对CNG输送方式的投资影响较大。 （3） 当供气规模2万户左右，成本控制在一点六元每立方米以内时，运距在80千米以内采用长输管道输送较为合理；而在80~250千米范围内采用CNG方案在用户承受能力，投资和成本上较占优势。 （4）当供气规模在5万户左右时，300千米以内宜采用长输管道输送，300~400千米范围内可采用CNG输送。但考虑到供气规模较大，应结合当地气源状况，运输条件等具体情况，在确保能够安全稳定供应CNG的前提下采用该方案。 （5）随着供气规模的扩大，由于受拖车数量，运距等条件制约，CNG输送方式的适用范围逐步缩小，供气规模不宜过大，宜控制在5万户以内。 （6）通过定量分析两种供应方式，当城镇供气规模过大或供气距离过长时，宜采用其他供气方案。 （7）以上CNG城镇供应方式是在将取气点设气田附近（原料价格0.55元每立方米）这一特定条件下进行比较的，如果考虑从长输管道所连接的就近城市取气，其原料价格将会增加（据初步估计到城市门站的天然气价格为1.1~1.3元每立方米），如果销售的平均气价不变（1.8~1.9元每立方米），CNG供气方式的供气范围将会缩小。建议CNG取气点建军在气田附近以便能够得以廉价的CNG，或可以将这一供应方式应用于气价承受能力较大的城镇。 4 结 论 （1）CNG为缺能城镇提供了一种新的供应方式，也为天然气在国内市场开发出一片新的领域。 （2）CNG供应城镇系统具有工艺简单，投资省，成本低，工期短，见效快的优点， 适于向距气源较近的中小城镇供应燃气。通过实际应用，证明CNG城镇燃气供应方式具有一定的推广价值。 （3）由于影响CNG城镇供应方式的因素较多，应综合考虑其供气规模，用气性质，气源位置及数量，原料价格，运距等因素，合理地确定供气方案。 参考文献： （1） 沈惠康 液化天然气的工艺与设备[J] 煤气与热力不从心1996，（6）：25-28 （2） 徐正康，吴洪松 液化天然气在燃气工业中的应用[J] 煤气与热力，1998，（5）：27-29 （3） 庄永茂，闻望 天然气汽车技术初探[J] 煤气与热力，1997，（2）：33-35 （4） 吴佩英 发展燃气汽车有关问题的探讨[J] 煤气与热力，2000，（2）：131-133 （5） 罗予红，齐研科，韩旭 天然气汽车及天然气加气站[J] 煤气与热力，2000，（6）：439-440 （6） GB17820-1999，天然气[S] （7） 周学厚，李延平 天然气工程手册[M] 北京：石油工业出版社，1980 （8） CJJ84-99，汽车用燃气加气站技术规范[S](end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (2/22/2005)