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(2003)2-0092-03壓縮天然氣技術在城鎮(zhèn)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(zhèn)壓縮天然氣CNG)的生產、運輸和減壓等技術結結合實踐分析了城鎮(zhèn)CNG供氣技術的適用性關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TU996文獻標識碼3Application of CNG Technology in City Gas SupplyZHENG Hai-yan FU Ji-guo, YANG Jun-j(Xin'ao Group Co., Lid, Langfang 065000, China)Abstract: CNG technology in city gas supply includes 3 parts: the production transportation and decompresssion. On the base of practice CNG technology in city gas supply is introduced synthetically and its applicaKey words: compressed natural gas LPG-air mixture liquefied natural gas引言2.1CNG生產CNG加氣站主要生產工藝系統(tǒng)由過濾、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較遠而(1)天然氣壓縮用氣量不大的中小城市因鋪設長輸管道投資較大壓縮工藝是CNG生產技術的核心。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)壓縮機壓縮至20MPas采用了渡氣源或永久氣源。綜合起來,我國采用的非管輸水冷活塞式壓縮機四級壓縮流程。供氣技術主要有壓縮天然氣CNG)供氣技術、LPC(2)天然氣脫水混空氣供氣技術及液化天然氣(LNG)供氣技術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、硫化氫結合會對鋼質容器和管性。新奧集團股份有限公司已將該技術應用于城鎮(zhèn)道造成腐蝕水化物在聚集狀態(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。因用性進行分析。此為保證生產設備的安全尤其是運輸用高壓鋼瓶的安全出站天然氣含水量應低于78mg/m3。2城鎮(zhèn)CNG供氣技術通常采用的脫水方式有高壓脫水和低壓脫水兩種1。當采用無油潤滑式壓縮機時應采用低壓脫第2期鄭海燕等壓縮天然氣技術在城鎮(zhèn)供氣的應用93水方式當采用有油潤滑壓縮機時,般采用高壓脫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、便于運行管理的吸水飽和后采用電加熱來再生吸附劑優(yōu)點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,遠期的用氣量較采用瓶組式拖車做為CNG槽車。單車瓶組由8大附近并無氣源輔設幾百千米的長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)濟的。但采用CNG供氣方案則具有投車運輸氣量為4550m。資省、工期短、見效快、運營成本較低的優(yōu)點。由于CNG槽車為高壓且處于運動狀態(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。單車運輸量與鋼瓶材質等參數(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。鋼瓶參數(shù)如包括了CVG加氣站、槽車、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輸管道、門站、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格取1.2元/m3。結合大量的實踐可得出如力為20MPa直徑為559mm的鋼瓶。下結論1)供氣規(guī)模相同的情況下隨著運輸距離的表ICNG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)增設計壓直徑最小壁長度平均質公稱水天然氣長趨勢其中管道輸送方案的增幅較大力Ma/m厚/m量kg容積幾儲量/m316.655913.610.97220932311493.116.426.645717.910.97242414146.32.3CNG減壓供氣CNG經(jīng)槽車運輸進站后卸車進入調壓間經(jīng)三級或二級調壓減至0.3~0.4 MPa cng減壓的過程可近似地看作絕熱過程隨著壓力的降低溫度01002003004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降到零下幾十攝氏度。為避免低溫對調壓器等裝置1一管輸供氣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3-CNG供氣2萬戶)ACNG供氣5萬戶)圖1CNG與管輸供氣成本比較力進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。2)當供氣規(guī)模較小旼2萬戶),當運輸距離超來自槽車的CNC先進入一級緊急切斷閥然后進入過一定值時80km)CNC供氣方案優(yōu)于管道供氣方級換熱器進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。隨著氣走管程熱水走殼程)升溫后的天然氣進入一級供氣規(guī)模的增大(5萬戶),CNG供氣方案優(yōu)于管道調壓器進行減壓壓力減至7MP再進入二級換熱方案的運輸距離也增大(30km)器進行加熱然后進入二級調壓器(內裝緊急切斷相對于管道供氣方案CNG供氣方案更適于向)行減壓壓力減至1.6MP如果儲罐需要儲氣源相對較遠用氣規(guī)模不大的中小城鎮(zhèn)供氣。氣測操作相應閥門向儲罐充氣否則天然氣進入三級調壓器將壓力減至0.3MPa經(jīng)計量和加臭后輸3.2CNG供氣方案與LPG混空氣供氣方案的比較氣源選擇主要是從燃料綜合成本來考慮,LPG往管網(wǎng)?；炜諝?、CNG方案的燃料成本見表23。CNG供氣CNc什寫共術陽忙方案中氣源價格取1.2元/m3熱值為40M/m3加煤氣與熱力2003年行測算。相同的儲氣能力,NG供氣方案中氣化站的主要設備投資為620萬元CNG供氣方案中減壓站的主要表2LPG混空氣、CNG供氣成本元/m設備投資為946萬元其中球罐投資為780萬元在原料運輸‖其他「綜合成本成本成本成本售價盈虧長輸管道開通后還可繼續(xù)利用2。如果在較長時間內仍無管道供氣的可能由于LNG氣源價格及運輸LPG混空氣1.004.303.80-0.50費用低應優(yōu)先考慮LNG方案N運距100km)1.500.250.402.152.500.35(4)供氣規(guī)模CN運距500km)1.500.660.402.562.50-0.06對在一定時間內有可能由長輸管道供氣的城市暫時采用非管輸供氣逐年用氣規(guī)模的大小對方當CNG加氣站到各個減壓站的距離為100案的選擇影響很大。對于剛開發(fā)的且在三、四年內200km時CNG到減壓站的價格為17~20元/m3,能實現(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LPG混空氣方案。另外如快速地實現(xiàn)供氣。盡管CNG運到減壓站的價格可果CNG原料價格較低壓縮后的CNG價格將低于能會高于ING方案但由于前幾年用氣量不大且1.40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(xù)性選擇CNG方案案仍然能贏利優(yōu)于LG混空氣方案會更好。對于短期內用氣規(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3.4實例分析素主要有氣源情況、運輸距離、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115(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加氣站生產設備已實現(xiàn)國產化,投資較建和設備在內的總投資為550萬元。密云廠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1090萬元。密云燃氣公司從廊坊母站購買城市的周圍選擇CNG生產地可降低CNG的運輸?shù)腃Nc價格為1.75元m2加上運輸成本、減壓站和成本。而INC母站的凈化液化工藝復雜要將天然管網(wǎng)折舊及其他相關成本,燃氣綜合成本價格為氣冷卻到-163℃以下沒設備投資大,運行費用高。2,25元m2售價為2.50元/m贏利0.25元/m具ING液化站一般應建在氣源處氣源充足氣價低,有一定的經(jīng)濟效益。ING產量大便于回收投資。因此JNG液化站一般距離用氣城市較遠4結語(2)運輸距離從單車運輸量看水容積為27m3的ING槽車城鎮(zhèn)CNG供氣技術具有工藝簡單、投資省、成單車運輸量為16740m3是CNG槽車運輸量(450本低、工期短、見效快的優(yōu)點適用于向距離氣源相m3的3.6倍因此LNG的運輸費用明顯低于CNG對較遠、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mld的條件下當運輸距離為100為規(guī)劃管輸供氣城市的過渡氣源。km時需2臺LNG槽車運輸成本為0.04元/m3當運輸距離為500km時需3臺ING槽車運輸成本為0.18元/m3。在相同運輸距離條件下ACNG運輸參考文獻成本明顯高于ING[1]孫永康.CNG汽車加氣站脫水裝置的設置J]煤氣與(3)供氣規(guī)劃熱力,2002(3)257-258261何時開通長輸管道供氣也是影響方案選擇的一[2]申粵喬珩徐正康壓縮天然氣供應工藝及規(guī)模個主要因素。如果在較短的時間內即可通氣,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,CNC系較篇單可轉為他用.假語世氣系統(tǒng)I1.城市煤氣2001(1);911