城鎮(zhèn)天然氣儲(chǔ)存與供氣方案的比較

城鎮(zhèn)天然氣儲(chǔ)存與供氣方案的比較

摘要：對(duì)進(jìn)站壓力為次高壓B的天然氣儲(chǔ)配站，比較了低壓、高壓儲(chǔ)存供氣方案，提出了推薦方案。

關(guān)鍵詞：天然氣儲(chǔ)配站；低壓儲(chǔ)存；高壓儲(chǔ)存；供氣方式

西氣東輸工程已全線貫通，新疆塔里木油田天然氣已輸至上海。并于201*年12月30日正式商業(yè)運(yùn)營(yíng)：川氣東輸工程也已將四川的天然氣輸至武漢。距輸氣支線較近的一些城鎮(zhèn)正籌劃從末站接管建設(shè)輸氣分輸線，以使更多的城鎮(zhèn)居民能早日使用上優(yōu)質(zhì)、潔凈的天然氣。因輸氣壓力的不同，有些輸至儲(chǔ)配站的天然氣壓力已降至次高壓B級(jí)。本文分析比較次高壓B級(jí)天然氣的儲(chǔ)存與供氣方案。1低壓儲(chǔ)存與供氣

天然氣經(jīng)輸氣管道輸至儲(chǔ)配站，經(jīng)計(jì)量后，將壓力調(diào)至約8kPa，送入低壓儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)存。相應(yīng)的供氣方案有3種。①低壓儲(chǔ)存、加壓供氣

在供氣時(shí)，需將儲(chǔ)氣罐內(nèi)的低壓天然氣通過(guò)羅茨鼓風(fēng)機(jī)升壓至0．07MPa，經(jīng)計(jì)量、加臭后，向城區(qū)中壓B級(jí)管網(wǎng)供氣，其工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1低壓儲(chǔ)存、加壓供氣工藝流程

本工藝輸送的天然氣是干氣，應(yīng)選擇干式儲(chǔ)氣罐。由于采用加壓供氣，耗電量大，因此天然氣的輸配成本會(huì)有所增加。②低壓儲(chǔ)存、部分調(diào)壓供氣

在用氣高峰時(shí)，啟動(dòng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)，將儲(chǔ)氣罐內(nèi)的天然氣加壓，并與另一路管道中壓力由次高壓B調(diào)至中壓B的天然氣匯合，經(jīng)計(jì)量、加臭后，向城區(qū)中壓B級(jí)管網(wǎng)供氣，其工藝流程見(jiàn)圖2。

圖2低壓儲(chǔ)存、部分調(diào)壓供氣工藝流程

本工藝與低壓儲(chǔ)存、加壓供氣方案相比，耗電量減少約1/3。③低壓儲(chǔ)存、引射供氣

在供氣時(shí)，先將一路管道中的次高壓B天然氣調(diào)至0.4MPa.由引射器的噴嘴射出，將儲(chǔ)氣罐內(nèi)的低壓天然氣吸進(jìn)混合管，從而獲得具有一定壓力和流量的天然氣。經(jīng)計(jì)量、加臭后，向城區(qū)中壓B級(jí)管網(wǎng)供氣，其工藝流程見(jiàn)圖3。

圖3低壓儲(chǔ)存、引射供氣工藝流程

本工藝的特點(diǎn)是利用調(diào)壓至0.4MPa的中壓天然氣引射儲(chǔ)氣罐內(nèi)低壓天然氣，省去了儲(chǔ)氣罐內(nèi)低壓天然氣由羅茨鼓風(fēng)機(jī)升壓過(guò)程，不耗電，運(yùn)行費(fèi)用低，降低了輸配成本。2高壓儲(chǔ)存與供氣

天然氣經(jīng)計(jì)量后，先加壓至1.OMPa,送入高壓球罐儲(chǔ)存。其供氣有兩種方案。①高壓儲(chǔ)存、調(diào)壓供氣

在供氣時(shí)。將球罐內(nèi)的天然氣調(diào)至中壓A級(jí)，經(jīng)計(jì)量、加臭后，送入城區(qū)中壓A級(jí)管網(wǎng)，其工藝流程見(jiàn)圖4。

圖4高壓儲(chǔ)存、調(diào)壓供氣工藝流程

本工藝因采用中壓A級(jí)管網(wǎng)供氣，減少了城區(qū)中壓管網(wǎng)造價(jià)，但天然氣加壓需消耗較大的電量。

②高壓儲(chǔ)存、部分調(diào)壓供氣

在用氣高峰時(shí)，將球罐內(nèi)的天然氣與另一路管道中的次高壓B天然氣均調(diào)至中壓A級(jí)，經(jīng)計(jì)量、加臭后，送入城區(qū)中壓A級(jí)管網(wǎng)．其工藝流程見(jiàn)圖5。

圖5高壓儲(chǔ)存、部分調(diào)壓供氣工藝流程

本工藝與高壓儲(chǔ)存、調(diào)壓供氣方案相比，加壓耗電量減少約1/4。3方案比較①方案比較的條件

上述天然氣的儲(chǔ)存與供氣方案均按供應(yīng)居民4×10.戶和部分商業(yè)用戶設(shè)計(jì)。天然氣低熱值為36.5MJ/m.居民平均每戶人口為3.5人，平均日耗氣量0.6m3/戶。居民生活用氣量:商業(yè)用氣量:其他用氣量為75:20:5.經(jīng)計(jì)算，日供天然氣量為3201*m3/d。其中居民用氣量為24000m3/d，商業(yè)用氣量為6400m3/d，其他用氣量為1600m3/d。②主要設(shè)備

為保證高峰小時(shí)用氣，需建1座儲(chǔ)配站，儲(chǔ)氣設(shè)施可采用低壓干式儲(chǔ)氣罐或高壓球罐。因主要供居民生活用氣．其儲(chǔ)氣系數(shù)應(yīng)不小于50%。按天然氣儲(chǔ)存和供氣壓力的不同，各方案主要設(shè)備見(jiàn)表1。表1各方案主要設(shè)備序號(hào)設(shè)備名稱低壓儲(chǔ)存方案高壓存儲(chǔ)方案加壓供氣部分調(diào)壓供氣2*104m3低壓1干式儲(chǔ)氣罐21000m3球罐（1.0Mpa）34調(diào)壓器引射器4111231113313211調(diào)壓供部分調(diào)壓供引射供氣氣氣1222111133121112325羅茨鼓風(fēng)機(jī)67壓縮機(jī)加臭裝置2111338清管球接收器9中央控制臺(tái)1011流量計(jì)消防水泵③各方案主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

各方案均采用相同的定額、取費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，其工程項(xiàng)目估算總造價(jià)、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)參數(shù)等主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見(jiàn)表2。④儲(chǔ)存與供氣方案分析比較表2各方案主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

Tab.2Maintechno-economicindexesfordifferentschemes序號(hào)工程項(xiàng)目總造價(jià)/元4內(nèi)容低壓儲(chǔ)氣方案加壓供氣部分調(diào)壓供氣443高壓儲(chǔ)氣方案引射供氣調(diào)壓供氣部分調(diào)壓供氣31315.23×10293.73×10056.61×10636.36×10666.43×10444423占地面積/m2天然氣年購(gòu)人量/(m3.a-1)天然氣購(gòu)人價(jià)770077007700700070001168×1041168×1041168×1041168×1041168×1044/(元.m-3)1.301.301.301.301.30城區(qū)中壓管網(wǎng)長(zhǎng)度5/km30.0030.0030.0030.0030.006年耗水量/(t.a-1)2.00×1041.00×1043.60×1043.60×1042.00×104年耗電量/(kW.h.a-1)勞動(dòng)定員/人7868×104602.2052×104602.201*×104502.201*0×104140×104502.20502.20居民用天然氣價(jià)格9/(元.m-3)商業(yè)用天然氣價(jià)格10/(元.m-3)居民每戶每月燃料11費(fèi)/元單位天然氣成本/12(元.m-3)2.602.602.602.602.6039.6039.6039.6039.6039.601.7421.7021.6421.6921.682年平均銷售收入/387.82×10387.82×10387.82×10387.82×10387.82×1013元44444年平均總成本費(fèi)用936.06×10887.26×10822.88×10876.28×10864.13×lO14/元4444415財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率/%7.257.769.2q9.209.391ll11稅后全部投資回收16期/a11.9911.8510.0710.8010.17投資利潤(rùn)率/%18投資利稅率/%19盈了半衡點(diǎn)/%4結(jié)語(yǔ)

7.5510.0152.268.5411.1549.1410.4713.2943.0610.4513.3643.78lO．6913.5743.34天然氣儲(chǔ)存應(yīng)考慮近遠(yuǎn)期輸氣壓力，經(jīng)多方案比較，擇優(yōu)選取設(shè)備，要技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠。天然氣來(lái)氣壓力若以后不再增加可采用低壓干式儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)存、引射供氣；若以后壓力會(huì)增加．宜采用高壓球罐儲(chǔ)存，城區(qū)中壓管網(wǎng)采用中壓A級(jí)管網(wǎng)供氣。從各方案主要設(shè)備看，其差別不大。從造價(jià)估算看，1臺(tái)2×10.m低壓干式儲(chǔ)氣罐造價(jià)比2臺(tái)1000m.(儲(chǔ)氣壓力為1.0MPa)球罐造價(jià)約高1倍；在采用高壓球罐儲(chǔ)存時(shí)，天然氣供氣壓力確定為中壓A級(jí)，其城區(qū)中壓A級(jí)管網(wǎng)的造價(jià)比低壓干式儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)存、城區(qū)采用中壓B級(jí)管網(wǎng)的造價(jià)要少：從工程總造價(jià)看，采用低壓干式儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)存、供氣要比高壓球罐儲(chǔ)存、供氣的總造價(jià)高約15%.由于低壓儲(chǔ)存、引射供氣方案水、電消耗量最少，其單位天然氣成本較低。從財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)指標(biāo)看，各方案的各項(xiàng)指標(biāo)相差不大，相對(duì)而言，低壓儲(chǔ)存、引射供氣方案的綜合指標(biāo)較好。

擴(kuò)展閱讀：城鎮(zhèn)小區(qū)天然氣供氣方案

城鎮(zhèn)小區(qū)天然氣供氣方案

天然氣是一種優(yōu)質(zhì)高效清潔的能源，熱值高為8000-900kcal/m3，廣泛用于民用及商業(yè)燃?xì)庠罹摺�熱水器、采暖等，在低溫和高壓條件下，由氣體變?yōu)橐后w其體積約為原來(lái)的1/250。管道輸送是天然氣的基本方式。實(shí)踐證明，大規(guī)模天然氣輸送，采用管道是最經(jīng)濟(jì)和有效的輸送方式。另外還可采用其他兩種輸送方式。一種是液化天然氣（LNG），是將天然氣液化后再進(jìn)行儲(chǔ)運(yùn)；另一種是壓縮天然氣（CNG）。由于輸氣干線的建設(shè)受城市氣化條件，經(jīng)濟(jì)實(shí)力，用戶氣價(jià)承受能力等綜合因素的限制，使得輸氣干線難以聯(lián)網(wǎng)，供應(yīng)范圍受到限制，并且只能向長(zhǎng)輸管道沿線鄉(xiāng)鎮(zhèn)小區(qū)供氣。因此如何滿足長(zhǎng)輸管線周邊中小規(guī)模鄉(xiāng)鎮(zhèn)小區(qū)的天然氣需求，將成為我們急待解決的問(wèn)題。從經(jīng)濟(jì)、實(shí)用方面分析，最為適合周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)小區(qū)的供氣方式，就是壓縮天然氣輸送方式。壓縮天然氣（CNG），是將天然氣凈化壓縮后，儲(chǔ)存在專門(mén)的容器內(nèi)用汽車運(yùn)送。以下就CNG技術(shù)應(yīng)用于鄉(xiāng)鎮(zhèn)小區(qū)燃?xì)夤��?yīng)進(jìn)行方案設(shè)定。

一、供應(yīng)方案分析

CNG輸送和長(zhǎng)輸管道輸送僅就投資成本相比較：

（1）供氣規(guī)模相同的情況下，隨著運(yùn)距的加大，CNG輸送和長(zhǎng)輸管道輸送的投資及成本均呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，其中長(zhǎng)輸管道的增幅較大。（2）隨著供氣規(guī)模的擴(kuò)大，長(zhǎng)輸管道的投資增加幅度相對(duì)較小，成本的下降趨勢(shì)較為明顯，而CNG輸送的投資增加幅度較大，成本降低趨勢(shì)不明顯，可見(jiàn)供氣規(guī)模對(duì)CNG輸送方式的投資影響較大。（3）隨著供氣規(guī)模的擴(kuò)大，由于受拖車數(shù)量，運(yùn)距、氣候等因素限制，決定了CNG系統(tǒng)供氣規(guī)模不宜過(guò)大。

很顯然將得出如下結(jié)論：鄉(xiāng)鎮(zhèn)成片小區(qū)居民用氣最佳的方式是采用CNG輸送方式。二、CNG

系統(tǒng)工藝流程

CNG系統(tǒng)供應(yīng)城鎮(zhèn)方式源自天然氣汽車加氣的子母站系統(tǒng)。由于子母站系統(tǒng)技術(shù)成熟，靈活方便，而且投資比建獨(dú)立加氣站少，因而提出借鑒子母站系統(tǒng)的運(yùn)行方式采用CNG供應(yīng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)小區(qū)燃?xì)狻?/p>

CNG鄉(xiāng)鎮(zhèn)小區(qū)燃?xì)夤��?yīng)系統(tǒng)主要由取氣點(diǎn)加壓站、CNG鋼瓶拖車、鄉(xiāng)鎮(zhèn)小區(qū)卸氣站、鄉(xiāng)鎮(zhèn)小區(qū)輸配管網(wǎng)組成。取氣點(diǎn)加壓站天然氣管道計(jì)量調(diào)壓凈化壓縮CNG鋼瓶拖車公路運(yùn)輸小區(qū)卸氣站一級(jí)調(diào)壓一級(jí)換熱二級(jí)調(diào)壓二級(jí)換熱三級(jí)調(diào)壓三級(jí)換熱計(jì)量加臭小區(qū)輸配管網(wǎng)（以下為CNG工藝流程圖）

天然氣首先經(jīng)計(jì)量，調(diào)壓后進(jìn)入凈化裝置，脫除水，硫化氫，二氧化碳，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。經(jīng)壓縮機(jī)加壓至15~25MPA，通過(guò)加壓站的高壓膠管和快裝接頭向CNG鋼瓶拖車充氣，當(dāng)鋼瓶壓力達(dá)到設(shè)定值后，壓縮機(jī)自動(dòng)停機(jī)。CNG鋼瓶拖車通過(guò)公路運(yùn)輸?shù)竭_(dá)城鄉(xiāng)或小區(qū)卸氣站，通過(guò)卸氣站的高壓膠管和快裝接頭卸氣，CNG首先進(jìn)入一級(jí)換熱器加熱（防止天然氣通過(guò)調(diào)壓器減壓時(shí)溫降過(guò)大，影響后續(xù)設(shè)備及管網(wǎng)的正常運(yùn)行），再進(jìn)入一級(jí)調(diào)壓器減壓，之后依次經(jīng)過(guò)二級(jí)換熱器，二級(jí)調(diào)壓器，三級(jí)調(diào)壓器，將壓力調(diào)至小區(qū)管網(wǎng)運(yùn)行壓力，經(jīng)計(jì)

量，加臭后進(jìn)入小區(qū)輸配管網(wǎng)。

卸氣裝置的加熱和調(diào)壓級(jí)數(shù)應(yīng)綜合鋼瓶拖車最高工作壓力，調(diào)壓裝置卸氣能力，鄉(xiāng)鎮(zhèn)小區(qū)管網(wǎng)設(shè)計(jì)壓力等因素確定。卸氣站的調(diào)峰可采用多種方式，如管束儲(chǔ)氣，儲(chǔ)罐儲(chǔ)氣，設(shè)調(diào)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3000~6000立方米，具有一定的調(diào)峰能力，利用CNG鋼瓶拖車調(diào)峰不失為一種經(jīng)濟(jì)，靈活的調(diào)峰手段。

三、天然氣供應(yīng)成本分析

按500戶小區(qū)規(guī)模來(lái)分析，每戶日用氣量0.5立方，每天的總用氣量在250方，如果執(zhí)行棗莊市居民生活用天然氣定價(jià)每立方2.35元計(jì)算，每天的氣款僅為587.5元。剔除天然氣成本，折合該小區(qū)每天的營(yíng)業(yè)收入僅約為120元，這里還不包括壓縮天然氣成本費(fèi)用、運(yùn)費(fèi)、人工管理費(fèi)、損耗及稅費(fèi)。所以，供應(yīng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)小區(qū)天然氣的成本是相當(dāng)高的。

為做好鄉(xiāng)鎮(zhèn)成片居民小區(qū)供氣工作，并保證燃?xì)馄髽I(yè)的正常經(jīng)營(yíng)，一是提高居民消費(fèi)意識(shí)，增加用氣量；二是加大了對(duì)舊村開(kāi)發(fā)改造的力度，開(kāi)發(fā)居民小區(qū)，并提高入住率，形成一定量的規(guī)模；三是爭(zhēng)取政府對(duì)燃?xì)夤��?yīng)企業(yè)的優(yōu)惠扶持政策。

棗莊市民生燃?xì)庥邢薰��?01*年7月2日

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