压缩天然气技术在城镇供气的应用

第23卷第2期煤气与热力Vol. 23 No. 22003年2月Gas heatFeb.2003文章编号:000-4416(20032-0092-03压缩天然气技术在城镇供气的应用郑海燕付吉国杨俊杰新奥集团股份有限公司河北廊坊065000摘要介绍了城镇压缩天然气CNG舶生产、运输和减压等技术结合实践分析了城镇CNG供气技术的适用性关键词压缩天然气液化石油气混空气液化天然气中图分类号TU996文献标识码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生产CNG加气站主要生产工艺系统由过滤、计量、天然气是我国大力发展的城市气源。由于受气压缩、脫水、储存等组成。源和地理条件的限制,距离气源或输气干线较远而(1)天然气压缩用气量不大的中小城市因铺设长输管道投资较大,压缩工艺是CNG生产技术的核心。气源的压无法采用管输供气因此采用了非管输供气做为过力一般较低需要经压缩机压缩至20Ma。采用了渡气源或永久气源。综合起来,我国采用的非管输水冷活塞式压缩机四级压缩流程。供气技术主要有压缩天然气(CNG)供气技术、LPG(2)天然气脱水混空气供气技术及液化天然气(LNG)供气技术3天然气在高压状态下容易析出水分和形成水化种。CNG供气技术在一定条件下有着明显的优越物。水和二氧化碳、硫化氫结合会对钢质容器和管性。新奥集团股份有限公司已将该技术应用于城镇道造成腐蚀冰化物在聚集状态下类似冰或致密的供气,下面综合介绍城镇CNG供气技术并对其适雪縮小管道流通截面堵塞管路、阀件和设备。因用性进行分析。此的中国煤化龙其是运输用高压钢瓶女低于7.8mg/mo2城镇CNG供气技术帛沉小月高压脱水和低压脱水两种1。当采用无油润滑式压缩机时应采用低压脱*收稿日期2001-11-10作者简介郑海燕196—-)男河北廊坊人工程师顽士生从事燃气技术管理工作。第2期郑海燕等压缩天然气技术在城镇供气的应用93水方式当采用有油润滑压缩机时,般采用高压脱3.1CNG供气方案与管输供气方案的比较水方式。高压脱水装置用分子筛做吸附剂。吸附剂管道供气具有供气稳定可靠、便于运行管理的吸水饱和后采用电加热来再生吸附剂优点并且在距离较近的条件下经济性也较好2.2CNG运输例如山东诸城人口有17万远期的用气量较采用瓶组式拖车做为CNG槽车。单车瓶组由8大附近并无气源铺设几百千米的长输管道来供气只圆筒形钢瓶组成每只钢瓶水容积为2.25m3单显然是不经济的。但采用CNG供气方案则具有投车运输气量为4550m。资省、工期短、见效快、运营成本较低的优点。由于CNG槽车为高压,且处于运动状态因此CNG供气与管道供气的成本主要取决于供气安全性要求高。单车运输量与钢瓶材质等参数、组规模和气源距离如图1所示。其中CNG供气方案装工艺、牵引车性能、公路状况等有关。钢瓶参数如包括了CNG加气站、槽车、减压站、城市管网,管输表1所示。设计压力和钢瓶直径影响了单瓶的储气供气方案包括长输管道、门站、城市管网2,天然气量对最小壁厚有很大影响。经分析选择了设计压原料价格取1.2元/m。结合大量的实践可得岀如力为20MPa直径为559mm的钢瓶。下结论:1)供气规模相同的情况下随着运输距离的表1CNG钢瓶参数加大CNG输送和管道输送的投资及成本均呈现增计压直径最小壁长度平均质公称水天然气长趋势其中管道输送方案的增幅较大力MP/m厚/m/m量/kg容积储量m16,613.610.9722932311493.120.055916.410.9727472254568,826645717.910.97242414146.33.52.3CNG减压供气CNG经槽车运输进站后卸车进入调压间经级或二级调压减至0.3~0.4 MPa. cng减压的100200过程可近似地看作绝热过程随着压力的降低温度300运输距离/km也降低。由于压力降较大减压后的天然气温度会降到零下几十摄氏度。为避免低温对调压器等装置1—管输供气2万户)2—管输供气5万户)造成损伤增加减压稳定性并充分利用CNG的压3CNG供气2万户)斗CNG供气5万户)图1CNG与管输供气成本比较力进行储气通常采用三级减压。对于较小流量的减压装置若不考虑储气也可采用二级减压方式。来自槽车的CNG先进入一级紧急切断阀然后进入(2)当供气规模较小时2万户)当运输距离超过一定值时80km)CNG供气方案优于管道供气方级换热器进行加热换热器采用管壳换热器天然案距离越大,CNG供气方案的优势越明显。随着气走管程热水走壳程)升温后的天然气进入一级供气规模的增大(5万户),CNG供气方案优于管道调压器进行减压压力减至7MPa再进入二级换热方案的运输距离也增大300km器进行加热然后进入二级调压器(内装紧急切断相对于管道供气方案CNG供气方案更适于向阀进行減压压力减至1.6MPa如果储罐需要储气源相亍田气扭精不大的中小城镇供气气则操作相应阀门向储罐充气否则天然气进入三3.2中国煤化工空气供气方案的比较级调压器将压力减至0.3MPa经计量和加臭后输CNMH只,综合成本来考虑,LPG往管网。混空气、CNG方案的燃料成本见表23]。CNG供气方案中气源价格取1.2元/m3热值为40MJ/m3加3CNG供气技术适用性气站压缩加气成本为0.3元/m。设城市日用气量为4万m3/d分别对100km和500km的运输距离进煤气与热力2003年行测算。相同的储气能力,LNG供气方案中气化站的主要设备投资为620万元:CNG供气方案中减压站的主要表2LG混空气、CNG供气成本元/m3设备投资为946万元其中球罐投资为780万元在成本成本战本售价盈亏长输管道开通后还可继续利用2。如果在较长时间内仍无管道供气的可能由于LNG气源价格及运输IPG混空气3.301.004.303.80-0.0费用低应优先考虑LNG方案。CN(运距100km)1.500.250.402.152.500.354)供气规模CN运距500km)1.500.660.402.562.50-0.06对在一定时间内有可能由长输管道供气的城市暂时采用非管输供气逐年用气规模的大小对方当CNG加气站到各个减压站的距离为100案的选择影响很大。对于刚开发的且在三、四年内200km时CNG到减压站的价格为1.7~2.0元/m3,能实现管输供气的中小城市用CNG供气方案可较因此CNG供气方案优于IP混空气方案。另外如快速地实现供气。尽管CNG运到减压站的价格可果CNG原料价格较低压缩后的CNG价格将低于能会高于LNG方案但由于前几年用气量不大且40元/m3即使运输距离达到500km采用CNG方考虑到初投资及设备的使用连续性选择CNG方案案仍然能赢利优于LVG混空气方案会更好。对于短期内用气规模较大的城市考虑到3.3CNG与LNG供气方案的比较运行费用的原因JNG方案可能是较好的选择CNG与ING供气方案各有自己的优势影响因34实例分析素主要有气源情况、运输距离、供气规划、供气规模。北京密云减压站距气源廊坊加气站约115km(1)气源情况密云市城区人口约10万余人。廊坊加气站包括土CNG加气站生产设备已实现国产化,投资较建和设备在内的总投资为550万元。密云厂站建设小成本较低对气源地的要求不高。如在靠近用气投资共1090元。密云燃气公司从廊坊母站购买城市的周围选择CNG生产地,可降低CNG的运输的CNc价格为1.75元/m3加上运输成本、减压站和成本。而NG母站的净化、液化工艺复杂要将天然管网折旧及其他相关成本,燃气综合成本价格为气冷却到-163℃以下设备投资大运行费用高。2.25元/m售价为2.50元/m赢利0.25元m具ING液化站一般应建在气源处气源充足气价低,有一定的经济效益。NG产量大便于回收投资。因此JNG液化站一般距离用气城市较远。4结语(2)运输距离从单车运输量看水容积为27m3的LNG槽车城镇CNG供气技术具有工艺简单、投资省、成单车运输量为16740m3是CNG槽车运输量(4553本低、工期短、见效快的优点适用于向距离气源相m3的3.6倍因此I^NG的运输费用明显低于CNGo对较远、用气规模不大的中小城镇供气特别适于作在供气能力为4万m3/d的条件下当运输距离为100为规划管输供气城市的过渡气源。km时需2台LNG槽车运输成本为0.04元/m3当运输距离为500km时需3台ING槽车运输成本参考文献:为0.18元/m3。在相同运输距离条件下ACNG运输成本明显高于LNG[1汽本加气法聪水装置的设置J]煤气与(3)供气规划中国煤化工何时开通长输管道供气也是影响方案选择的-[2]CNMHG缩天然气供应工艺及规模个主要因素。如果在较短的时间内即可通气CNG的探讨J]煤气与热力2001(2):159-161方案中的储罐就可发挥作用LNG供气则需另建储[3]玉建军陈杰唐志祥.瓶装压缩天然气输配工艺研罐。CNG系统较简单可转为他用。假设供气系统究J]城市煤气2001(1):911日供气量为4万m3ld设计能力为4000m3/h考虑