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壓縮天然氣供氣在中小城鎮(zhèn)的應(yīng)用

字體: 放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2015-04-13  瀏覽次數(shù):1044
     壓縮天然氣(CNG)供氣是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新的供氣方式,它采用了一些新的技術(shù),并且已在中小城鎮(zhèn)的供氣中發(fā)揮作用。
一、天然氣的前景
  近年來(lái)我國(guó)城市的天然氣供應(yīng)發(fā)展迅速,整體形勢(shì)非常好。1996年陜甘寧天然氣田向北京供氣,東海氣田向上海浦東供應(yīng)天然氣,并相繼在新疆的塔里木,吐哈和青海的柴達(dá)木盆地發(fā)現(xiàn)了新的氣田,為西氣東輸在氣源上做了充分的準(zhǔn)備,最近在內(nèi)蒙古的鄂爾多斯地區(qū)天然氣勘探又有了新的成果,儲(chǔ)量可達(dá)5000億立方米。僅目前已掌握的儲(chǔ)量可以至少供應(yīng)30-50年。
  與此同時(shí),進(jìn)口俄羅斯天然氣的工作也在緊張有序地進(jìn)行,預(yù)計(jì)2007年可以供應(yīng)每年100億立方米,從而有效地滿足我國(guó)東北、華北地區(qū)的天然氣需求。
  要發(fā)展天然氣供氣,氣源是關(guān)鍵,有了足夠的天然氣,城市供氣才有保證。
二、中小城鎮(zhèn)的天然氣供氣
  西氣東輸和引進(jìn)俄羅斯天然氣的輸送管線將經(jīng)過(guò)那些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),人口密集,環(huán)保要求高,工業(yè)集中的大型中心城市,并向它們供氣。這是我國(guó)十五計(jì)劃的重點(diǎn),是國(guó)務(wù)院的重點(diǎn)工程,也是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大項(xiàng)目。
  但是,對(duì)于距長(zhǎng)輸管線較遠(yuǎn)的中小城市,怎么辦?如果從干線上接一條幾百公里的管道,建設(shè)費(fèi)用高,需要地方自籌,干線開(kāi)口又有一定的位置,距市近的地方不一定有預(yù)留采氣口,開(kāi)口還需付開(kāi)口費(fèi)。這些,對(duì)于用氣規(guī)模較小的城市在經(jīng)濟(jì)上劃不來(lái)。那么,有沒(méi)有辦法讓中小城市也經(jīng)濟(jì)地用上清潔方便的天然氣呢?有。這就是壓縮天然氣(CNG)供氣。
三、CNG供氣的適用范圍
  CNG供氣并不適用于所有地區(qū)、所有城鎮(zhèn),它有一定的適用范圍。
  1.用氣地區(qū)距天然氣管線不太遠(yuǎn),且有CNG采氣的地方(即“采氣站”);CNG的運(yùn)輸距離最好在300公里以內(nèi),最遠(yuǎn)不應(yīng)超過(guò)500公里,應(yīng)根據(jù)具體情況認(rèn)真核算。一般講,遠(yuǎn)距離輸送超過(guò)500公里就不經(jīng)濟(jì)了。
  2.運(yùn)輸方面要有良好的道路條件,在較惡劣的氣候條件下仍能保證暢通的運(yùn)輸,即使在大雨、洪水、大雪、大霧等情況下也不會(huì)造成長(zhǎng)時(shí)間的交通斷絕。城市天然氣儲(chǔ)備量一般按2-3日考慮,不超過(guò)一周,否則需較大的設(shè)備投資。
  3.CNG的供氣規(guī)模不宜太大,一般在5萬(wàn)戶以內(nèi);對(duì)工業(yè)用戶的供氣量也不宜太大,以天然氣為原料或燃料的大型工業(yè)企業(yè),用CNG的方式供氣也是不適宜的。
  4.CNG可以作為城市/小區(qū)先期供氣的一種方式;例如在規(guī)模很大,長(zhǎng)輸天然氣管道已有計(jì)劃,但一時(shí)來(lái)不了,卻又有迫切供氣要求的城市,可先采用CNG的方式部分供氣,待天然氣管道建成以后再進(jìn)行轉(zhuǎn)換,這樣既解決了燃眉之急,又省去了燃?xì)庵脫Q的種種麻煩。因?yàn)閷?duì)用戶供氣的各項(xiàng)參數(shù),如燃?xì)獾膲毫?、華白數(shù)以及管線的材質(zhì)、管徑及表灶等來(lái)說(shuō),先期CNG供氣和以后的管路天然氣供氣是完全一致的,將來(lái)只需將管道連接好,拆除CNG供氣設(shè)備,即可進(jìn)行轉(zhuǎn)換,非常簡(jiǎn)單方便。
四、經(jīng)濟(jì)性比較
  對(duì)于城市燃?xì)鈦?lái)說(shuō),天然氣的優(yōu)質(zhì)、廉價(jià)是其他燃?xì)鉄o(wú)法與之競(jìng)爭(zhēng)的。當(dāng)然,在用戶稀少且分散的偏遠(yuǎn)地區(qū),還需發(fā)揮瓶裝液化石油氣的優(yōu)勢(shì)。
  1.與人工煤氣相比
  人工煤氣具有污染嚴(yán)重,投資高,建設(shè)周期長(zhǎng),成本高,效益低等缺點(diǎn),經(jīng)營(yíng)人工煤氣的企業(yè)很少有不虧損的,即使不計(jì)較是否盈利,人工煤氣項(xiàng)目也越來(lái)越難通過(guò)環(huán)保部門的審核。只有煤礦附近的居住區(qū),原料非常便宜,且礦區(qū)一般地處偏遠(yuǎn),對(duì)環(huán)境要求不高,才有可能建設(shè)人工煤氣項(xiàng)目。對(duì)于人口密集的大中城市,人工煤氣的新建項(xiàng)目往往由于不能通過(guò)環(huán)境評(píng)估而不能立項(xiàng)。所以,人工煤氣無(wú)論從經(jīng)濟(jì)效益還是從環(huán)境保護(hù)的角度,都無(wú)法與天然氣相比。
  2.與液化石油氣相比
  液化石油氣的供氣方式有:瓶裝液化石油氣供氣方式;液化石油氣混空氣管道供氣方式;純液化石油氣汽化后管道供氣方式等。不論那種方式都以液化石油氣價(jià)格為基準(zhǔn)價(jià)格。
  這里按一般的價(jià)格情況進(jìn)行對(duì)比,如:
  液化石油氣3000元/噸
  壓縮天然氣1.8元/立方米
  那么換算成單位熱值的價(jià)格可見(jiàn)下表:
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熱值
批發(fā)價(jià)格
單位熱值價(jià)格
LPG
93MJ/M3
3000元/噸
0.27元/4.18MJ
CNG
35MJ/M3
1.8元/立方米
0.215元/4.18MJ

  通過(guò)上表可知單位熱值的燃?xì)馀l(fā)交割價(jià)CNG只相當(dāng)于LPG的80%,而CNG廠站的基本建設(shè)費(fèi)用和日常管理費(fèi)用都明顯低于LPG供氣方式。
五、工藝
  CNG的中小城鎮(zhèn)供氣系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)部分組成:
  1.采氣點(diǎn)加壓站
  由天然氣田或輸氣管線引進(jìn)天然氣后,經(jīng)過(guò)調(diào)壓,然后進(jìn)入凈化裝置,脫水,脫硫,脫二氧化碳,凈化后的天然氣經(jīng)壓縮機(jī)加壓至15-25MPa。
  2.CNG鋼瓶拖車
  在加壓站向CNG鋼瓶拖車充氣,到達(dá)規(guī)定壓力后,拖車將CNG送往用氣城鎮(zhèn)。
  3.卸氣站(儲(chǔ)配調(diào)壓站)
  4.城鎮(zhèn)輸配管網(wǎng)
  在卸氣站內(nèi),天然氣一般經(jīng)過(guò)加熱、調(diào)壓、計(jì)量、加臭后進(jìn)入城鎮(zhèn)輸配管網(wǎng)。
  減壓輸送工藝是壓縮天然氣(CNG)供氣技術(shù)的核心部分。根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同,典型的流程可有以下兩種:
  工藝一:無(wú)儲(chǔ)氣裝置,天然氣經(jīng)兩級(jí)調(diào)壓后將壓力減至管網(wǎng)運(yùn)行壓力(一般為0.3~0.4MPa),再經(jīng)計(jì)量加臭后,輸入城鎮(zhèn)輸配管網(wǎng)。此工藝適用于小規(guī)模的城鎮(zhèn)或小區(qū)供氣,或應(yīng)用于用氣量較小的專用戶,一般用氣量不超過(guò)4000Nm3/d,而CNG鋼瓶拖車的運(yùn)載能力應(yīng)能滿足2~3日的用氣量要求。

  工藝二:應(yīng)用于供氣量較大的場(chǎng)合,采用三級(jí)減壓,其中天然氣經(jīng)二級(jí)減壓至1.6MPa后一部分進(jìn)入調(diào)峰儲(chǔ)氣設(shè)備,另一部分經(jīng)第三級(jí)減壓至管網(wǎng)運(yùn)行壓力(一般為0.3~0.4MPa),再經(jīng)計(jì)量加臭后,輸入城鎮(zhèn)輸配管網(wǎng)。一般此工藝的供氣規(guī)模在5000Nm3/h以下。

  上述兩種工藝,其核心減壓、加熱部分均可采用箱式或橇裝調(diào)壓站的方式,這種調(diào)壓站結(jié)構(gòu)緊湊合理,占地面積小,總體造價(jià)低,其優(yōu)越性已逐漸為越來(lái)越多的用戶所認(rèn)同,并得到廣泛應(yīng)用,如北京周邊的密云、平谷、昌平,青島的黃島等。僅在京津地區(qū),已有愈10座投入使用。其中,北京密云的CNG調(diào)壓站采用意大利飛奧公司進(jìn)口設(shè)備,于2000年元月投用,作為國(guó)內(nèi)第一套全進(jìn)口設(shè)備,已成為CNG調(diào)壓站的典范。

六、CNG調(diào)壓站
  由于CNG調(diào)壓站超高壓減壓的特點(diǎn),比之常規(guī)的調(diào)壓系統(tǒng),有以下一些特點(diǎn)和需要注意的地方:
  1.CNG調(diào)壓站由調(diào)壓器、緊急切斷閥、放散閥、熱交換器及截?cái)嚅y(一般為球閥)等關(guān)鍵設(shè)備組成,并配以相應(yīng)的管道、管件、儀表等。如配置有對(duì)熱交換器提供熱水的專用鍋爐,則調(diào)壓裝置中還應(yīng)配置該專用鍋爐的燃?xì)猓ㄌ烊粴猓┕?yīng)系統(tǒng)。
  2.進(jìn)入調(diào)壓裝置的CNG應(yīng)是清潔無(wú)油的,如不能保證這一點(diǎn),則在調(diào)壓裝置前應(yīng)設(shè)除油及過(guò)濾裝置。
  3.調(diào)壓一般至少分兩級(jí)進(jìn)行,這樣比較安全合理。在每級(jí)調(diào)壓器的燃?xì)獬隹谔幘鶓?yīng)設(shè)緊急切斷閥和安全放散閥,在調(diào)壓器出口壓力過(guò)高時(shí),緊急切斷閥立即動(dòng)作切斷氣流以保障安全。緊急切斷閥宜選用人工復(fù)位型。
  4.調(diào)壓裝置中宜設(shè)置備用調(diào)壓路,以保證不因發(fā)生故障而中斷供氣。
  5.調(diào)壓裝置中應(yīng)設(shè)置熱交換器,在每級(jí)減壓之前加熱天然氣以避免因減壓節(jié)流帶來(lái)的大幅度溫度降低而發(fā)生冷凝結(jié)冰等現(xiàn)象。加熱介質(zhì)一般為80℃的熱水,取自現(xiàn)成的熱水源或?qū)iT設(shè)立的鍋爐,鍋爐可直接利用CNG調(diào)壓裝置中的經(jīng)減壓后的天然氣作能源。
  6.調(diào)壓裝置中在每級(jí)調(diào)壓器的進(jìn)出口均應(yīng)設(shè)置壓力表和溫度計(jì),每級(jí)熱交換器后應(yīng)有溫度計(jì)并宜設(shè)置溫控開(kāi)關(guān)。
  7.CNG調(diào)壓裝置內(nèi)各器件及管道的布置應(yīng)便于操作和維護(hù)檢修;CNG調(diào)壓站裝置可設(shè)置在地上單獨(dú)的箱內(nèi)或地上單獨(dú)的建筑物內(nèi);設(shè)置于空曠地帶的CNG調(diào)壓站應(yīng)單獨(dú)設(shè)置避雷裝置。
  CNG供氣由于具有工藝簡(jiǎn)單、建設(shè)周期短、投資省、運(yùn)營(yíng)成本低等特點(diǎn),對(duì)于距離氣源較近或長(zhǎng)輸管線所到達(dá)的大城市的周邊地區(qū),對(duì)用氣量不大的城鎮(zhèn)的居民用氣或中小型工業(yè)用戶,不失為一種很好的供氣方式。在天然氣管網(wǎng)已經(jīng)十分密集的歐洲各國(guó),由于CNG供氣方式獨(dú)特的優(yōu)越性,近年來(lái),在管網(wǎng)鋪設(shè)不到的偏遠(yuǎn)地區(qū)或地形復(fù)雜的山區(qū),這種方式也越來(lái)越多地被采納。隨著CNG供氣站在國(guó)內(nèi)的逐步推廣應(yīng)用,有關(guān)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)也將逐步完善,這種供氣技術(shù)的應(yīng)用日趨成熟。實(shí)踐證明,CNG供氣在中小城鎮(zhèn)有頗高的推廣價(jià)值。
 
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