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(hào):000-4416(20032-0092-03壓縮天然氣技術(shù)在城鎮(zhèn)供氣的應(yīng)用鄭海燕付吉國(guó)楊俊杰新奧集團(tuán)股份有限公司河北廊坊065000摘要介紹了城鎮(zhèn)壓縮天然氣CNG舶生產(chǎn)、運(yùn)輸和減壓等技術(shù)結(jié)合實(shí)踐分析了城鎮(zhèn)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號(hào)TU996文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(tǒng)由過濾、計(jì)量、天然氣是我國(guó)大力發(fā)展的城市氣源。由于受氣壓縮、脫水、儲(chǔ)存等組成。源和地理?xiàng)l件的限制,距離氣源或輸氣干線較遠(yuǎn)而(1)天然氣壓縮用氣量不大的中小城市因鋪設(shè)長(zhǎng)輸管道投資較大,壓縮工藝是CNG生產(chǎn)技術(shù)的核心。氣源的壓無法采用管輸供氣因此采用了非管輸供氣做為過力一般較低需要經(jīng)壓縮機(jī)壓縮至20Ma。采用了渡氣源或永久氣源。綜合起來,我國(guó)采用的非管輸水冷活塞式壓縮機(jī)四級(jí)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)在一定條件下有著明顯的優(yōu)越物。水和二氧化碳、硫化氫結(jié)合會(huì)對(duì)鋼質(zhì)容器和管性。新奧集團(tuán)股份有限公司已將該技術(shù)應(yīng)用于城鎮(zhèn)道造成腐蝕冰化物在聚集狀態(tài)下類似冰或致密的供氣,下面綜合介紹城鎮(zhèn)CNG供氣技術(shù)并對(duì)其適雪縮小管道流通截面堵塞管路、閥件和設(shè)備。因用性進(jìn)行分析。此的中國(guó)煤化龍其是運(yùn)輸用高壓鋼瓶女低于7.8mg/mo2城鎮(zhèn)CNG供氣技術(shù)帛沉小月高壓脫水和低壓脫水兩種1。當(dāng)采用無油潤(rùn)滑式壓縮機(jī)時(shí)應(yīng)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?xì)饧夹g(shù)管理工作。第2期鄭海燕等壓縮天然氣技術(shù)在城鎮(zhèn)供氣的應(yīng)用93水方式當(dāng)采用有油潤(rùn)滑壓縮機(jī)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(wěn)定可靠、便于運(yùn)行管理的吸水飽和后采用電加熱來再生吸附劑優(yōu)點(diǎn)并且在距離較近的條件下經(jīng)濟(jì)性也較好2.2CNG運(yùn)輸例如山東諸城人口有17萬遠(yuǎn)期的用氣量較采用瓶組式拖車做為CNG槽車。單車瓶組由8大附近并無氣源鋪設(shè)幾百千米的長(zhǎng)輸管道來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(jì)的。但采用CNG供氣方案則具有投車運(yùn)輸氣量為4550m。資省、工期短、見效快、運(yùn)營(yíng)成本較低的優(yōu)點(diǎn)。由于CNG槽車為高壓,且處于運(yùn)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。單車運(yùn)輸量與鋼瓶材質(zhì)等參數(shù)、組規(guī)模和氣源距離如圖1所示。其中CNG供氣方案裝工藝、牽引車性能、公路狀況等有關(guān)。鋼瓶參數(shù)如包括了CNG加氣站、槽車、減壓站、城市管網(wǎng),管輸表1所示。設(shè)計(jì)壓力和鋼瓶直徑影響了單瓶的儲(chǔ)氣供氣方案包括長(zhǎng)輸管道、門站、城市管網(wǎng)2,天然氣量對(duì)最小壁厚有很大影響。經(jīng)分析選擇了設(shè)計(jì)壓原料價(jià)格取1.2元/m。結(jié)合大量的實(shí)踐可得岀如力為20MPa直徑為559mm的鋼瓶。下結(jié)論:1)供氣規(guī)模相同的情況下隨著運(yùn)輸距離的表1CNG鋼瓶參數(shù)加大CNG輸送和管道輸送的投資及成本均呈現(xiàn)增計(jì)壓直徑最小壁長(zhǎng)度平均質(zhì)公稱水天然氣長(zhǎng)趨勢(shì)其中管道輸送方案的增幅較大力MP/m厚/m/m量/kg容積儲(chǔ)量m16,613.610.9722932311493.120.055916.410.9727472254568,826645717.910.97242414146.33.52.3CNG減壓供氣CNG經(jīng)槽車運(yùn)輸進(jìn)站后卸車進(jìn)入調(diào)壓間經(jīng)級(jí)或二級(jí)調(diào)壓減至0.3~0.4 MPa. cng減壓的100200過程可近似地看作絕熱過程隨著壓力的降低溫度300運(yùn)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?dāng)z氏度。為避免低溫對(duì)調(diào)壓器等裝置1—管輸供氣2萬戶)2—管輸供氣5萬戶)造成損傷增加減壓穩(wěn)定性并充分利用CNG的壓3CNG供氣2萬戶)斗CNG供氣5萬戶)圖1CNG與管輸供氣成本比較力進(jìn)行儲(chǔ)氣通常采用三級(jí)減壓。對(duì)于較小流量的減壓裝置若不考慮儲(chǔ)氣也可采用二級(jí)減壓方式。來自槽車的CNG先進(jìn)入一級(jí)緊急切斷閥然后進(jìn)入(2)當(dāng)供氣規(guī)模較小時(shí)2萬戶)當(dāng)運(yùn)輸距離超過一定值時(shí)80km)CNG供氣方案優(yōu)于管道供氣方級(jí)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(shì)越明顯。隨著氣走管程熱水走殼程)升溫后的天然氣進(jìn)入一級(jí)供氣規(guī)模的增大(5萬戶),CNG供氣方案優(yōu)于管道調(diào)壓器進(jìn)行減壓壓力減至7MPa再進(jìn)入二級(jí)換熱方案的運(yùn)輸距離也增大300km器進(jìn)行加熱然后進(jìn)入二級(jí)調(diào)壓器(內(nèi)裝緊急切斷相對(duì)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(chǔ)罐需要儲(chǔ)氣源相亍田氣扭精不大的中小城鎮(zhèn)供氣氣則操作相應(yīng)閥門向儲(chǔ)罐充氣否則天然氣進(jìn)入三3.2中國(guó)煤化工空氣供氣方案的比較級(jí)調(diào)壓器將壓力減至0.3MPa經(jīng)計(jì)量和加臭后輸CNMH只,綜合成本來考慮,LPG往管網(wǎng)?；炜諝?、CNG方案的燃料成本見表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(shè)城市日用氣量為4萬m3/d分別對(duì)100km和500km的運(yùn)輸距離進(jìn)煤氣與熱力2003年行測(cè)算。相同的儲(chǔ)氣能力,LNG供氣方案中氣化站的主要設(shè)備投資為620萬元: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(shè)備投資為946萬元其中球罐投資為780萬元在成本成本戰(zhàn)本售價(jià)盈虧長(zhǎng)輸管道開通后還可繼續(xù)利用2。如果在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)仍無管道供氣的可能由于LNG氣源價(jià)格及運(yùn)輸IPG混空氣3.301.004.303.80-0.0費(fèi)用低應(yīng)優(yōu)先考慮LNG方案。CN(運(yùn)距100km)1.500.250.402.152.500.354)供氣規(guī)模CN運(yùn)距500km)1.500.660.402.562.50-0.06對(duì)在一定時(shí)間內(nèi)有可能由長(zhǎng)輸管道供氣的城市暫時(shí)采用非管輸供氣逐年用氣規(guī)模的大小對(duì)方當(dāng)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(duì)于剛開發(fā)的且在三、四年內(nèi)200km時(shí)CNG到減壓站的價(jià)格為1.7~2.0元/m3,能實(shí)現(xiàn)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(xiàn)供氣。盡管CNG運(yùn)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(yùn)輸距離達(dá)到500km采用CNG方考慮到初投資及設(shè)備的使用連續(xù)性選擇CNG方案案仍然能贏利優(yōu)于LVG混空氣方案會(huì)更好。對(duì)于短期內(nèi)用氣規(guī)模較大的城市考慮到3.3CNG與LNG供氣方案的比較運(yùn)行費(fèi)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(shì)影響因34實(shí)例分析素主要有氣源情況、運(yùn)輸距離、供氣規(guī)劃、供氣規(guī)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(qū)人口約10萬余人。廊坊加氣站包括土CNG加氣站生產(chǎn)設(shè)備已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,投資較建和設(shè)備在內(nèi)的總投資為550萬元。密云廠站建設(shè)小成本較低對(duì)氣源地的要求不高。如在靠近用氣投資共1090元。密云燃?xì)夤緩睦确荒刚举?gòu)買城市的周圍選擇CNG生產(chǎn)地,可降低CNG的運(yùn)輸?shù)腃Nc價(jià)格為1.75元/m3加上運(yùn)輸成本、減壓站和成本。而NG母站的凈化、液化工藝復(fù)雜要將天然管網(wǎng)折舊及其他相關(guān)成本,燃?xì)饩C合成本價(jià)格為氣冷卻到-163℃以下設(shè)備投資大運(yùn)行費(fèi)用高。2.25元/m售價(jià)為2.50元/m贏利0.25元m具ING液化站一般應(yīng)建在氣源處氣源充足氣價(jià)低,有一定的經(jīng)濟(jì)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(yuǎn)。4結(jié)語(yǔ)(2)運(yùn)輸距離從單車運(yùn)輸量看水容積為27m3的LNG槽車城鎮(zhèn)CNG供氣技術(shù)具有工藝簡(jiǎn)單、投資省、成單車運(yùn)輸量為16740m3是CNG槽車運(yùn)輸量(4553本低、工期短、見效快的優(yōu)點(diǎn)適用于向距離氣源相m3的3.6倍因此I^NG的運(yùn)輸費(fèi)用明顯低于CNGo對(duì)較遠(yuǎn)、用氣規(guī)模不大的中小城鎮(zhèn)供氣特別適于作在供氣能力為4萬m3/d的條件下當(dāng)運(yùn)輸距離為100為規(guī)劃管輸供氣城市的過渡氣源。km時(shí)需2臺(tái)LNG槽車運(yùn)輸成本為0.04元/m3當(dāng)運(yùn)輸距離為500km時(shí)需3臺(tái)ING槽車運(yùn)輸成本參考文獻(xiàn):為0.18元/m3。在相同運(yùn)輸距離條件下ACNG運(yùn)輸成本明顯高于LNG[1汽本加氣法聰水裝置的設(shè)置J]煤氣與(3)供氣規(guī)劃中國(guó)煤化工何時(shí)開通長(zhǎng)輸管道供氣也是影響方案選擇的-[2]CNMHG縮天然氣供應(yīng)工藝及規(guī)模個(gè)主要因素。如果在較短的時(shí)間內(nèi)即可通氣CNG的探討J]煤氣與熱力2001(2):159-161方案中的儲(chǔ)罐就可發(fā)揮作用LNG供氣則需另建儲(chǔ)[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(tǒng)較簡(jiǎn)單可轉(zhuǎn)為他用。假設(shè)供氣系統(tǒng)究J]城市煤氣2001(1):911日供氣量為4萬m3ld設(shè)計(jì)能力為4000m3/h考慮