壓縮天然氣技術(shù)在城鎮供氣的應用

第23卷第2期煤氣與熱力Vol. 23 No. 22003年2月Gas heatFeb.2003文章編號:000-4416(20032-0092-03壓縮天然氣技術(shù)在城鎮供氣的應用鄭海燕付吉國楊俊杰新奧集團股份有限公司河北廊坊065000摘要介紹了城鎮壓縮天然氣CNG舶生產(chǎn)、運輸和減壓等技術(shù)結合實(shí)踐分析了城鎮CNG供氣技術(shù)的適用性關(guān)鍵詞壓縮天然氣液化石油氣混空氣液化天然氣中圖分類(lèi)號TU996文獻標識碼BApplication of CNG Technology in City Gas SupplyZHENG Hai-yan FU Ji-guo, YANG Jun-jie(Xin'ao Group Co., Ltd. Langfang 065000, ChinaAbstract CNG technology in city gas supply includes 3 parts: the production transportation and decompreson. On the base of practice, CNG technology in city gas supply is introduced synthetically and its applicaKey words: compressed natural gas LPG-air mixture i liquefied natural gas2.1CNG生產(chǎn)CNG加氣站主要生產(chǎn)工藝系統由過(guò)濾、計量、天然氣是我國大力發(fā)展的城市氣源。由于受氣壓縮、脫水、儲存等組成。源和地理條件的限制,距離氣源或輸氣干線(xiàn)較遠而(1)天然氣壓縮用氣量不大的中小城市因鋪設長(cháng)輸管道投資較大,壓縮工藝是CNG生產(chǎn)技術(shù)的核心。氣源的壓無(wú)法采用管輸供氣因此采用了非管輸供氣做為過(guò)力一般較低需要經(jīng)壓縮機壓縮至20Ma。采用了渡氣源或永久氣源。綜合起來(lái),我國采用的非管輸水冷活塞式壓縮機四級壓縮流程。供氣技術(shù)主要有壓縮天然氣(CNG)供氣技術(shù)、LPG(2)天然氣脫水混空氣供氣技術(shù)及液化天然氣(LNG)供氣技術(shù)3天然氣在高壓狀態(tài)下容易析出水分和形成水化種。CNG供氣技術(shù)在一定條件下有著(zhù)明顯的優(yōu)越物。水和二氧化碳、硫化氫結合會(huì )對鋼質(zhì)容器和管性。新奧集團股份有限公司已將該技術(shù)應用于城鎮道造成腐蝕冰化物在聚集狀態(tài)下類(lèi)似冰或致密的供氣,下面綜合介紹城鎮CNG供氣技術(shù)并對其適雪縮小管道流通截面堵塞管路、閥件和設備。因用性進(jìn)行分析。此的中國煤化龍其是運輸用高壓鋼瓶女低于7.8mg/mo2城鎮CNG供氣技術(shù)帛沉小月高壓脫水和低壓脫水兩種1。當采用無(wú)油潤滑式壓縮機時(shí)應采用低壓脫*收稿日期2001-11-10作者簡(jiǎn)介鄭海燕196—-)男河北廊坊人工程師頑士生從事燃氣技術(shù)管理工作。第2期鄭海燕等壓縮天然氣技術(shù)在城鎮供氣的應用93水方式當采用有油潤滑壓縮機時(shí),般采用高壓脫3.1CNG供氣方案與管輸供氣方案的比較水方式。高壓脫水裝置用分子篩做吸附劑。吸附劑管道供氣具有供氣穩定可靠、便于運行管理的吸水飽和后采用電加熱來(lái)再生吸附劑優(yōu)點(diǎn)并且在距離較近的條件下經(jīng)濟性也較好2.2CNG運輸例如山東諸城人口有17萬(wàn)遠期的用氣量較采用瓶組式拖車(chē)做為CNG槽車(chē)。單車(chē)瓶組由8大附近并無(wú)氣源鋪設幾百千米的長(cháng)輸管道來(lái)供氣只圓筒形鋼瓶組成每只鋼瓶水容積為2.25m3單顯然是不經(jīng)濟的。但采用CNG供氣方案則具有投車(chē)運輸氣量為4550m。資省、工期短、見(jiàn)效快、運營(yíng)成本較低的優(yōu)點(diǎn)。由于CNG槽車(chē)為高壓,且處于運動(dòng)狀態(tài)因此CNG供氣與管道供氣的成本主要取決于供氣安全性要求高。單車(chē)運輸量與鋼瓶材質(zhì)等參數、組規模和氣源距離如圖1所示。其中CNG供氣方案裝工藝、牽引車(chē)性能、公路狀況等有關(guān)。鋼瓶參數如包括了CNG加氣站、槽車(chē)、減壓站、城市管網(wǎng),管輸表1所示。設計壓力和鋼瓶直徑影響了單瓶的儲氣供氣方案包括長(cháng)輸管道、門(mén)站、城市管網(wǎng)2,天然氣量對最小壁厚有很大影響。經(jīng)分析選擇了設計壓原料價(jià)格取1.2元/m。結合大量的實(shí)踐可得岀如力為20MPa直徑為559mm的鋼瓶。下結論:1)供氣規模相同的情況下隨著(zhù)運輸距離的表1CNG鋼瓶參數加大CNG輸送和管道輸送的投資及成本均呈現增計壓直徑最小壁長(cháng)度平均質(zhì)公稱(chēng)水天然氣長(cháng)趨勢其中管道輸送方案的增幅較大力MP/m厚/m/m量/kg容積儲量m16,613.610.9722932311493.120.055916.410.9727472254568,826645717.910.97242414146.33.52.3CNG減壓供氣CNG經(jīng)槽車(chē)運輸進(jìn)站后卸車(chē)進(jìn)入調壓間經(jīng)級或二級調壓減至0.3~0.4 MPa. cng減壓的100200過(guò)程可近似地看作絕熱過(guò)程隨著(zhù)壓力的降低溫度300運輸距離/km也降低。由于壓力降較大減壓后的天然氣溫度會(huì )降到零下幾十攝氏度。為避免低溫對調壓器等裝置1—管輸供氣2萬(wàn)戶(hù))2—管輸供氣5萬(wàn)戶(hù))造成損傷增加減壓穩定性并充分利用CNG的壓3CNG供氣2萬(wàn)戶(hù))斗CNG供氣5萬(wàn)戶(hù))圖1CNG與管輸供氣成本比較力進(jìn)行儲氣通常采用三級減壓。對于較小流量的減壓裝置若不考慮儲氣也可采用二級減壓方式。來(lái)自槽車(chē)的CNG先進(jìn)入一級緊急切斷閥然后進(jìn)入(2)當供氣規模較小時(shí)2萬(wàn)戶(hù))當運輸距離超過(guò)一定值時(shí)80km)CNG供氣方案優(yōu)于管道供氣方級換熱器進(jìn)行加熱換熱器采用管殼換熱器天然案距離越大,CNG供氣方案的優(yōu)勢越明顯。隨著(zhù)氣走管程熱水走殼程)升溫后的天然氣進(jìn)入一級供氣規模的增大(5萬(wàn)戶(hù)),CNG供氣方案優(yōu)于管道調壓器進(jìn)行減壓壓力減至7MPa再進(jìn)入二級換熱方案的運輸距離也增大300km器進(jìn)行加熱然后進(jìn)入二級調壓器(內裝緊急切斷相對于管道供氣方案CNG供氣方案更適于向閥進(jìn)行減壓壓力減至1.6MPa如果儲罐需要儲氣源相亍田氣扭精不大的中小城鎮供氣氣則操作相應閥門(mén)向儲罐充氣否則天然氣進(jìn)入三3.2中國煤化工空氣供氣方案的比較級調壓器將壓力減至0.3MPa經(jīng)計量和加臭后輸CNMH只,綜合成本來(lái)考慮,LPG往管網(wǎng)?；炜諝?、CNG方案的燃料成本見(jiàn)表23]。CNG供氣方案中氣源價(jià)格取1.2元/m3熱值為40MJ/m3加3CNG供氣技術(shù)適用性氣站壓縮加氣成本為0.3元/m。設城市日用氣量為4萬(wàn)m3/d分別對100km和500km的運輸距離進(jìn)煤氣與熱力2003年行測算。相同的儲氣能力,LNG供氣方案中氣化站的主要設備投資為620萬(wàn)元:CNG供氣方案中減壓站的主要表2LG混空氣、CNG供氣成本元/m3設備投資為946萬(wàn)元其中球罐投資為780萬(wàn)元在成本成本戰本售價(jià)盈虧長(cháng)輸管道開(kāi)通后還可繼續利用2。如果在較長(cháng)時(shí)間內仍無(wú)管道供氣的可能由于LNG氣源價(jià)格及運輸IPG混空氣3.301.004.303.80-0.0費用低應優(yōu)先考慮LNG方案。CN(運距100km)1.500.250.402.152.500.354)供氣規模CN運距500km)1.500.660.402.562.50-0.06對在一定時(shí)間內有可能由長(cháng)輸管道供氣的城市暫時(shí)采用非管輸供氣逐年用氣規模的大小對方當CNG加氣站到各個(gè)減壓站的距離為100案的選擇影響很大。對于剛開(kāi)發(fā)的且在三、四年內200km時(shí)CNG到減壓站的價(jià)格為1.7~2.0元/m3,能實(shí)現管輸供氣的中小城市用CNG供氣方案可較因此CNG供氣方案優(yōu)于IP混空氣方案。另外如快速地實(shí)現供氣。盡管CNG運到減壓站的價(jià)格可果CNG原料價(jià)格較低壓縮后的CNG價(jià)格將低于能會(huì )高于LNG方案但由于前幾年用氣量不大且40元/m3即使運輸距離達到500km采用CNG方考慮到初投資及設備的使用連續性選擇CNG方案案仍然能贏(yíng)利優(yōu)于LVG混空氣方案會(huì )更好。對于短期內用氣規模較大的城市考慮到3.3CNG與LNG供氣方案的比較運行費用的原因JNG方案可能是較好的選擇CNG與ING供氣方案各有自己的優(yōu)勢影響因34實(shí)例分析素主要有氣源情況、運輸距離、供氣規劃、供氣規模。北京密云減壓站距氣源廊坊加氣站約115km(1)氣源情況密云市城區人口約10萬(wàn)余人。廊坊加氣站包括土CNG加氣站生產(chǎn)設備已實(shí)現國產(chǎn)化,投資較建和設備在內的總投資為550萬(wàn)元。密云廠(chǎng)站建設小成本較低對氣源地的要求不高。如在靠近用氣投資共1090元。密云燃氣公司從廊坊母站購買(mǎi)城市的周?chē)x擇CNG生產(chǎn)地,可降低CNG的運輸的CNc價(jià)格為1.75元/m3加上運輸成本、減壓站和成本。而NG母站的凈化、液化工藝復雜要將天然管網(wǎng)折舊及其他相關(guān)成本,燃氣綜合成本價(jià)格為氣冷卻到-163℃以下設備投資大運行費用高。2.25元/m售價(jià)為2.50元/m贏(yíng)利0.25元m具ING液化站一般應建在氣源處氣源充足氣價(jià)低,有一定的經(jīng)濟效益。NG產(chǎn)量大便于回收投資。因此JNG液化站一般距離用氣城市較遠。4結語(yǔ)(2)運輸距離從單車(chē)運輸量看水容積為27m3的LNG槽車(chē)城鎮CNG供氣技術(shù)具有工藝簡(jiǎn)單、投資省、成單車(chē)運輸量為16740m3是CNG槽車(chē)運輸量(4553本低、工期短、見(jiàn)效快的優(yōu)點(diǎn)適用于向距離氣源相m3的3.6倍因此I^NG的運輸費用明顯低于CNGo對較遠、用氣規模不大的中小城鎮供氣特別適于作在供氣能力為4萬(wàn)m3/d的條件下當運輸距離為100為規劃管輸供氣城市的過(guò)渡氣源。km時(shí)需2臺LNG槽車(chē)運輸成本為0.04元/m3當運輸距離為500km時(shí)需3臺ING槽車(chē)運輸成本參考文獻:為0.18元/m3。在相同運輸距離條件下ACNG運輸成本明顯高于LNG[1汽本加氣法聰水裝置的設置J]煤氣與(3)供氣規劃中國煤化工何時(shí)開(kāi)通長(cháng)輸管道供氣也是影響方案選擇的-[2]CNMHG縮天然氣供應工藝及規模個(gè)主要因素。如果在較短的時(shí)間內即可通氣CNG的探討J]煤氣與熱力2001(2):159-161方案中的儲罐就可發(fā)揮作用LNG供氣則需另建儲[3]玉建軍陳杰唐志祥.瓶裝壓縮天然氣輸配工藝研罐。CNG系統較簡(jiǎn)單可轉為他用。假設供氣系統究J]城市煤氣2001(1):911日供氣量為4萬(wàn)m3ld設計能力為4000m3/h考慮