城鎮(zhèn)天然氣儲存與供氣方案的比較

城鎮(zhèn)天然氣儲存與供氣方案的比較

摘要：對進站壓力為次高壓B的天然氣儲配站，比較了低壓、高壓儲存供氣方案，提出了推薦方案。

關(guān)鍵詞：天然氣儲配站；低壓儲存；高壓儲存；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)運營：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，有些輸至儲配站的天然氣壓力已降至次高壓B級。本文分析比較次高壓B級天然氣的儲存與供氣方案。1低壓儲存與供氣

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

在供氣時，需將儲氣罐內(nèi)的低壓天然氣通過羅茨鼓風(fēng)機升壓至0．07MPa，經(jīng)計量、加臭后，向城區(qū)中壓B級管網(wǎng)供氣，其工藝流程見圖1。

圖1低壓儲存、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有所增加。②低壓儲存、部分調(diào)壓供氣

在用氣高峰時，啟動羅茨鼓風(fēng)機，將儲氣罐內(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)計量、加臭后，向城區(qū)中壓B級管網(wǎng)供氣，其工藝流程見圖2。

圖2低壓儲存、部分調(diào)壓供氣工藝流程

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

在供氣時，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，將儲氣罐內(nèi)的低壓天然氣吸進混合管，從而獲得具有一定壓力和流量的天然氣。經(jīng)計量、加臭后，向城區(qū)中壓B級管網(wǎng)供氣，其工藝流程見圖3。

圖3低壓儲存、引射供氣工藝流程

本工藝的特點是利用調(diào)壓至0.4MPa的中壓天然氣引射儲氣罐內(nèi)低壓天然氣，省去了儲氣罐內(nèi)低壓天然氣由羅茨鼓風(fēng)機升壓過程，不耗電，運行費用低，降低了輸配成本。2高壓儲存與供氣

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

在供氣時。將球罐內(nèi)的天然氣調(diào)至中壓A級，經(jīng)計量、加臭后，送入城區(qū)中壓A級管網(wǎng)，其工藝流程見圖4。

圖4高壓儲存、調(diào)壓供氣工藝流程

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

②高壓儲存、部分調(diào)壓供氣

在用氣高峰時，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，經(jīng)計量、加臭后，送入城區(qū)中壓A級管網(wǎng)．其工藝流程見圖5。

圖5高壓儲存、部分調(diào)壓供氣工藝流程

本工藝與高壓儲存、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。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

為保證高峰小時用氣，需建1座儲配站，儲氣設(shè)施可采用低壓干式儲氣罐或高壓球罐。因主要供居民生活用氣．其儲氣系數(shù)應(yīng)不小于50%。按天然氣儲存和供氣壓力的不同，各方案主要設(shè)備見表1。表1各方案主要設(shè)備序號設(shè)備名稱低壓儲存方案高壓存儲方案加壓供氣部分調(diào)壓供氣2*104m3低壓1干式儲氣罐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67壓縮機加臭裝置2111338清管球接收器9中央控制臺1011流量計消防水泵③各方案主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)

各方案均采用相同的定額、取費標(biāo)準(zhǔn)，其工程項目估算總造價、經(jīng)濟評價參數(shù)等主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)見表2。④儲存與供氣方案分析比較表2各方案主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)

Tab.2Maintechno-economicindexesfordifferentschemes序號工程項目總造價/元4內(nèi)容低壓儲氣方案加壓供氣部分調(diào)壓供氣443高壓儲氣方案引射供氣調(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天然氣年購人量/(m3.a-1)天然氣購人價770077007700700070001168×1041168×1041168×1041168×1041168×1044/(元.m-3)1.301.301.301.301.30城區(qū)中壓管網(wǎng)長度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)勞動定員/人7868×104602.2052×104602.201*×104502.201*0×104140×104502.20502.20居民用天然氣價格9/(元.m-3)商業(yè)用天然氣價格10/(元.m-3)居民每戶每月燃料11費/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年平均總成本費用936.06×10887.26×10822.88×10876.28×10864.13×lO14/元4444415財務(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投資利潤率/%18投資利稅率/%19盈了半衡點/%4結(jié)語

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

擴展閱讀：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)燃氣灶具、熱水器、采暖等，在低溫和高壓條件下，由氣體變?yōu)橐后w其體積約為原來的1/250。管道輸送是天然氣的基本方式。實踐證明，大規(guī)模天然氣輸送，采用管道是最經(jīng)濟和有效的輸送方式。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行儲運；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)濟實力，用戶氣價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，并且只能向長輸管道沿線鄉(xiāng)鎮(zhèn)小區(qū)供氣。因此如何滿足長輸管線周邊中小規(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題。從經(jīng)濟、實用方面分析，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，儲存在專門的容器內(nèi)用汽車運送。以下就CNG技術(shù)應(yīng)用于鄉(xiāng)鎮(zhèn)小區(qū)燃氣供應(yīng)進行方案設(shè)定。

一、供應(yīng)方案分析

CNG輸送和長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，隨著運距的加大，CNG輸送和長輸管道輸送的投資及成本均呈增長趨勢，其中長輸管道的增幅較大。（2）隨著供氣規(guī)模的擴大，長輸管道的投資增加幅度相對較小，成本的下降趨勢較為明顯，而CNG輸送的投資增加幅度較大，成本降低趨勢不明顯，可見供氣規(guī)模對CNG輸送方式的投資影響較大。（3）隨著供氣規(guī)模的擴大，由于受拖車數(shù)量，運距、氣候等因素限制，決定了CNG系統(tǒng)供氣規(guī)模不宜過大。

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，而且投資比建獨立加氣站少，因而提出借鑒子母站系統(tǒng)的運行方式采用CNG供應(yīng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)小區(qū)燃氣。

CNG鄉(xiāng)鎮(zhèn)小區(qū)燃氣供應(yīng)系統(tǒng)主要由取氣點加壓站、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。取氣點加壓站天然氣管道計量調(diào)壓凈化壓縮CNG鋼瓶拖車公路運輸小區(qū)卸氣站一級調(diào)壓一級換熱二級調(diào)壓二級換熱三級調(diào)壓三級換熱計量加臭小區(qū)輸配管網(wǎng)（以下為CNG工藝流程圖）

天然氣首先經(jīng)計量，調(diào)壓后進入凈化裝置，脫除水，硫化氫，二氧化碳，達到標(biāo)準(zhǔn)要求。經(jīng)壓縮機加壓至15~25MPA，通過加壓站的高壓膠管和快裝接頭向CNG鋼瓶拖車充氣，當(dāng)鋼瓶壓力達到設(shè)定值后，壓縮機自動停機。CNG鋼瓶拖車通過公路運輸?shù)竭_城鄉(xiāng)或小區(qū)卸氣站，通過卸氣站的高壓膠管和快裝接頭卸氣，CNG首先進入一級換熱器加熱（防止天然氣通過調(diào)壓器減壓時溫降過大，影響后續(xù)設(shè)備及管網(wǎng)的正常運行），再進入一級調(diào)壓器減壓，之后依次經(jīng)過二級換熱器，二級調(diào)壓器，三級調(diào)壓器，將壓力調(diào)至小區(qū)管網(wǎng)運行壓力，經(jīng)計

量，加臭后進入小區(qū)輸配管網(wǎng)。

卸氣裝置的加熱和調(diào)壓級數(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，如管束儲氣，儲罐儲氣，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，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每立方2.35元計算，每天的氣款僅為587.5元。剔除天然氣成本，折合該小區(qū)每天的營業(yè)收入僅約為120元，這里還不包括壓縮天然氣成本費用、運費、人工管理費、損耗及稅費。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，并保證燃氣企業(yè)的正常經(jīng)營，一是提高居民消費意識，增加用氣量；二是加大了對舊村開發(fā)改造的力度，開發(fā)居民小區(qū)，并提高入住率，形成一定量的規(guī)模；三是爭取政府對燃氣供應(yīng)企業(yè)的優(yōu)惠扶持政策。

棗莊市民生燃氣有限公司201*年7月2日

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