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            壓縮天然氣供應城鎮(zhèn)方式探討

            時間:2022-08-06 10:28:35 化學化工論文 我要投稿
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            壓縮天然氣供應城鎮(zhèn)方式探討

            摘要:管道輸送是天然氣輸送的基本方式,如何滿足長輸管線周邊中小規(guī)模城鎮(zhèn)的天然氣需求,提出一種供應方式。

            1前言

            天然氣是優(yōu)質高效清潔的能源,是保護環(huán)境的最理想燃料。目前,天然氣產業(yè)正處于蓬勃發(fā)展階段、逐步取代石油、煤炭成為世界首選能源之一。

            管道輸送是天然氣輸送的基本方式。實踐證明,對于大規(guī)模輸送天燃氣采用管道輸送是最經濟和有效的輸送方式。我國現有的天然氣長輸管線主要有海南崖13—1氣田干線、陜甘寧氣田至京津干線、渤西氣干線、東海平湖氣田至上海干線、川氣干線等區(qū)域性干線,但是由于輸氣干線的建設受城市氣化條件、經濟實力、用戶氣價承受能力等綜合因素的限制,使得這種輸送方式尚未形成大范圍聯(lián)網,供應范圍受到限制,并且只能向長輸管道沿線城鎮(zhèn)供氣。因此如何滿足長輸管線周邊中小規(guī)模城鎮(zhèn)的天然氣需求,將成為一個新的研究課題。

            天然氣除管道輸送外,還可采用其他兩種非管道輸送方式。一種方式是液化天然氣(LNG),是將天然氣液化后再進行貯運;另一種方式是壓縮天然氣(CNG),將天然氣凈化壓縮后,裝在專門的容器內用汽車運送。我國CNG應用技術已經比較成熟,目前除了應用于城市天然氣汽車之外,對城鎮(zhèn)的天然氣供應也已陸續(xù)開始。1995年10月新疆鄯善首次在國內將壓縮天然氣技術應用到城鎮(zhèn)燃氣供應,1999年12月北京懷柔壓縮天然氣儲運工程投產,2000年1月北京密云縣CNG工程投人運行,?谑蠧NG站也處于施工階段。以下就CNG技術應用于城鎮(zhèn)燃氣供應進行控討。

            2CNG系統(tǒng)供應城鎮(zhèn)燃氣的工藝流程

            CNG系統(tǒng)供應城鎮(zhèn)方式源自天然氣汽車加氣的子母站系統(tǒng)。在高中壓取氣點建立加氣母站,將天然氣加壓至15—25MPa,然后裝入高壓鋼瓶拖車,通過公路運輸送至加氣子站供汽車加氣。由于子母站系統(tǒng)技術成熟、靈活方便,而且投資相對建獨立加氣站為少,因而提出借鑒于母站系統(tǒng)的運行方式采用CNG供應城鎮(zhèn)燃氣。

            CNG城鎮(zhèn)燃氣供應系統(tǒng)主要由取氣點加壓站、CNG鋼瓶拖車、城鎮(zhèn)卸氣站、城鎮(zhèn)輸配管網組成,工藝流程框圖見圖1。

            天然氣首先經計量、調壓后進入凈化裝置,脫除超標的水、硫化氫、二氧化碳(CNG系統(tǒng)天然氣質量見附錄),凈化后的天然氣經壓縮機加壓,加壓后的天然氣壓力范圍為15—25MPa,再通過加壓站的高壓膠管和快裝接頭向CNG鋼瓶拖車充氣,當拖車上的鋼瓶壓力達到設定值后,壓縮機自動停機停止充裝。CNG鋼瓶拖車通過公路運輸到達城鎮(zhèn)卸氣站,通過卸氣站的高壓膠管和快裝接頭卸氣,CNG首先進人一級換熱器加熱(防止天然氣通過調壓器減壓時溫降過大,影響后續(xù)設備及管網的正常運行),再進入一級調壓器減壓,之后依次經過二級換熱器、二級調壓器、三級調壓器,將壓力調至城鎮(zhèn)管網運行壓力,經計量、加臭后進入城鎮(zhèn)輸配管網。

            城鎮(zhèn)卸氣站卸氣裝置的換熱和調壓級數應綜合鋼 瓶拖車最高工作壓力、調壓裝置卸氣能力、城鎮(zhèn)管網 設計壓力等因素確定。卸氣站的調峰可采用多種方式、如采用管束儲氣、儲罐儲氣、設調峰氣源以及利用鋼 瓶拖車等。由于每輛鋼瓶拖車的載氣能力為3000— 6000M3,具有一定的調峰能力,利用CNG鋼瓶拖車 調峰不失為一種經濟、靈活的調峰手段,而且隨著科 技的進步以及CNG鋼瓶逐步國產化,材質也在向非金 屬材料過渡,必將在提高載氣能力的同時進一步降低 CNG輸氣的工程造價。

            3CNG系統(tǒng)供應方式比較

            由于受拖車數量、運輸條件、運距、氣候等因素限制。決定了CNG系統(tǒng)供氣規(guī)模不宜過大,F以供氣規(guī)模為2萬戶和5萬戶居民為例,分析CNG供應和長輸管道供應兩種方式的適用范圍。方案一為CNG系統(tǒng)供氣方案,包括取氣點加壓站、鋼瓶拖車、城鎮(zhèn)卸氣站、城鎮(zhèn)輸配管網。方案二為長輸管道方案,包括長輸管道、城鎮(zhèn)門站、城鎮(zhèn)輸配管網。兩種方案均暫不考慮供應沿線城鎮(zhèn),從而得出不同輸送方式與供氣規(guī)模、運距(以10—500Km為限)、投資及成本等因素的相互關系。其中城鎮(zhèn)輸配管網方案相同,調峰儲氣設施根據不同方案分別考慮,長輸管道輸送方案的儲存容積根據用戶計算月平均日用氣量確定,CNG方案儲存容積由于目前尚無規(guī)范可依,考慮該供氣方式的特點,暫按2—3天計算月平均日用氣量考慮,對于規(guī)模、運距較小的情況可適當減少儲存天數。原料價格暫按天然氣0.55元/M3作比較。兩方案的對比條件見表1。

            不同方案投資、成本與運距的關系見表2,相應投資曲線、成本曲線見圖2、圖3。

            通過方案比較分析如下:

            (1)供氣規(guī)模相同的情況下,隨著運距的加大,CNG輸送和長輸管道輸送的投資及成本均成增長趨勢,其中長輸管道的增幅較大。

            (2)隨著供氣規(guī)模的擴大,長輸管道的投資增加幅度相對較小,成本的下降趨勢較為明顯,而CNG輸送的投資增加幅度較大,成本降低趨勢不明顯,由此可見供氣規(guī)模對CNG輸送方式影響因素較大。

            (3)以供氣規(guī)模2萬戶左右的中小城鎮(zhèn)為例,當成本控制在1.6元/米3以內時(根據城市燃氣市場的經濟比較和承受能力的分析,天然氣最終用戶銷售的平均氣價不宜超過1.8—1.9元/米3),供氣范圍在80Km以內采用長輸管道輸送較為合理;而在80—250Km,范圍內采用CNG方案在用戶承受能力、投資和成本上較占優(yōu)勢。

            (4)當供氣規(guī)模在5萬戶左右時、300Km以內宜采用長輸管道輸送,300—400Km范圍內可采用CNG輸送。但考慮到供氣規(guī)模較大,應結合當地氣源狀況、運輸條件等具體情況,在確保能夠安全穩(wěn)定供應CNG的前提下采用該方案。

            (5)綜上所述、隨著供氣規(guī)模的擴大,CNG輸送方式的適用范圍逐步縮小、因此由于受拖車數量、運距等條件制約,CNG供應方式的供氣規(guī)模不宜過大,宜控制在5萬戶以內。

            (6)通過定量分析兩種供應方式,當城鎮(zhèn)供氣規(guī)模過大或供氣距離過長時,宜采用其它供氣方案。 (7)以上CNG城鎮(zhèn)供應方式是在將取氣點設在氣田附近(原料價格0.55元/米3)這一特定條件下進行比較的,如果考慮從長輸管道所連接的就近城市取氣,其原料價格將會增加(據初步估計到城市門站的天然氣價格為1.1—1.3元/米3),如果銷售的平均氣價不變(1.8—1.9元/米3),CNG供氣方式的供氣范圍將會縮小,因此建議CNG取氣點建在氣田附近以便能夠得到廉價的CNG,或者可以將這一供應方式應用于氣價承受能力較大的城鎮(zhèn)。

            4結論

            (1)CNG城鎮(zhèn)供應方式在國內幾個城市相繼得到應用,為缺能城鎮(zhèn)提供了一種新的供應方式,同時也為天然氣在國內市場的應用開發(fā)出一片新的領域。

            (2)CNG供應城鎮(zhèn)系統(tǒng)具有工藝簡單、投資省、成本低、工期短、見效快的優(yōu)點,適于向距氣源較近的中小城鎮(zhèn)供應燃氣。通過幾個城鎮(zhèn)實際應用,證明CNG城鎮(zhèn)燃氣供應方式具有一定的推廣價值。

            (3)由于影響CNG城鎮(zhèn)供應方式

            的因素較多,對不同地區(qū)應綜合考慮其供氣規(guī)模、用氣性質、氣源位置及數量、原料價格、運距等因素,有針對性地確定供氣方案。


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