一、引言sO100
當今世界各國,對于天然氣在世界能源中所占地位的認識,已經上升到了一個極其重要的高度。天然氣作為繼煤炭、石油之后的第三大天然能源,被譽為二十一世紀的新型環(huán)保能源。天然氣消耗量將在二十一世紀上升到第一位。因此,各國對于天然氣的開發(fā)利用,都投入了大量的人力和物力。我國以“陜氣進京”工程為標志,拉開了天然氣大發(fā)展的序幕。“西氣東輸”工程將成為我國規(guī)模最大的天然氣建設工程。這意味著我國已經進入了天然氣大發(fā)展時代。
但是,在天然氣輸配過程中,仍有諸多因素制約著天然氣建設的發(fā)展。我們認為主要有以下三方面問題:
1、天然氣管網建設投資巨大
2、天然氣消費結構不合理
3、管理體制不適和天然氣發(fā)展的需要
基于上述觀點,許多中小城鎮(zhèn),特別是地理位置遠離天然氣管網的城鎮(zhèn),天然氣建設非常困難。本文討論以瓶裝壓縮天然氣輸配工藝,滿足中小城鎮(zhèn)對天然氣需要的可行性。
二、瓶裝壓縮天然氣輸配工藝簡介
瓶裝壓縮天然氣輸配工藝,將壓縮天然氣技術靈活應用到城市燃氣輸配系統(tǒng),解決了超高壓天然氣系統(tǒng)與城市燃氣管網系統(tǒng)的銜接、調壓問題。主要工藝分為三個部分:
1、天然氣的加壓充裝
在氣源地,天然氣凈化處理后,壓縮至205兆帕,經灌裝設備充裝進壓縮天然氣鋼瓶中。
在這一過程中,天然氣氣質必須滿足高壓運送要求,其中水、C02含量必須嚴格控制。
(天然氣氣質要求見表一)
表一:
2、壓縮天然氣的輸送
利用汽車或船運,將壓縮天然氣瓶組運送到用氣點(中小城鎮(zhèn)、用戶)。這一過程充分利用公路運輸、船運便利靈活的優(yōu)點。同時利用壓縮天然氣瓶組量可隨意調整的特點,滿足不同用戶的需要。目前,我們開發(fā)的橇裝式瓶組符合勞氏船籍社標準,并取得國家專利。
3、減壓輸送系統(tǒng)
瓶裝壓縮天然氣瓶內壓力20.25兆帕,為滿足城市燃氣系統(tǒng)的需要,需將壓力減至城市燃氣管網的壓力級別(高、中、低壓均可)。根據用戶或城市燃氣管網的壓力級制,可選用多種工藝、設備,滿足壓力需要。目前常用伴熱調壓器或回型管束解決。減壓流程還設置超壓放散、緊急切斷、低壓切換等控制設施。
上述工藝見工藝流程圖
綜上所述,瓶裝壓縮天然氣工藝,主要設備我國均以實現(xiàn)國產化,并己形成國標或部頒標準。超高壓天然氣連接,在石油系統(tǒng)已有實用設備。因此,瓶裝壓縮天然氣工藝在技術上是完全可行的。
瓶裝壓縮天然氣輸配工藝具有以下優(yōu)點:
1、運行靈活可靠,可滿足不同類型用戶需要。
2、工藝簡單,占地少。
3、建設周期短。
三、經濟可行性分析
瓶裝壓縮天然氣輸配工藝,是為滿足中小城鎮(zhèn)或工業(yè)用戶天然氣需要,開發(fā)出來的燃氣輸配工藝,因此,其經濟性比較應以中小城鎮(zhèn)燃氣開發(fā)方式為測算基矗目前,作為中小型城鎮(zhèn),常用的管道燃氣供應方式有以下三種:
1、天然氣管網輸送(長輸管線)
2、液化石油氣管道輸送
3、液化石油氣混氣輸送
就第一種輸送方式而言,如果城鎮(zhèn)的地理位置靠近天然氣管網,無疑,第一種輸送方式最為經濟。否則,第一種輸送方式將面臨虧損運營(管線長、投資大、用量小,管輸費用高)。在此情況下,第二種、第三種輸送方式將被選擇。
因此瓶裝壓縮天然氣輸配工藝經濟可行性,應同液化石油氣管道輸送和液化石油氣濕氣輸送的經濟性進行比較,比較結果見表二、表三。
基礎數據;
1、液化石油氣價格2600元/噸;天然氣價格1.2元/際方(管網價)。
2、液化石油氣低熱值108兆焦/標方;天然氣低熱值40兆焦/標方。
3、運輸距離200公里以內。
表二:
工程建設比較(萬元)
表三:
成本比較
幾點說明:
1、壓縮天然氣的原料成本,考慮了加壓成本和運輸成本。
2、天然氣為石油伴生氣
3、混氣工藝按比例調節(jié)福氣工藝考慮。
從抗風險性分析,按照目前我國天然氣、液化石油氣的實際價格:
液化石油氣:3000元/噸
天然氣價格:1.2無/標方,CNGl.9.0元/標方(考慮運輸燃料漲價因素)
燃氣銷售價格如果保持不變,經濟比較見表四
通過比較得出以下結論:
1、瓶裝壓縮天然氣輸配工藝,在抗風險上優(yōu)于其它兩種工藝。
2、從經濟效益分析,瓶裝壓縮天然氣輸配工藝在經濟上是可行的。
3、瓶裝壓縮天然氣輸配工藝規(guī)模效益明顯;
4、500戶以下居民小區(qū)不適宜瓶裝壓縮天然氣輸配方式。
5、2000戶小區(qū)應為瓶裝壓縮天然氣輸配工藝的啟動規(guī)模。
四、實際使用事例及完成的工作
1999年12月,北京懷柔大地煤氣公司,首例完成瓶裝壓縮天然氣輸配工程,向懷柔11000戶居民提供壓縮天然氣,日供氣量4500立方米。從該項目運行9個月的實際情況看,瓶裝壓縮天然氣輸配工藝具有很好的可靠性、安全性。經濟效益明顯(公司原使用液化石油氣混氣),得到有市縣有關領導的好評。
瓶裝壓縮天然氣輸配工藝已獲得國家一項發(fā)明專利,兩項實用新型專利。并通過北京科委和資產評估部門的技術鑒定和資產評估。
至今,瓶裝壓縮天然氣輸配工藝,已經在京律兩地多處小區(qū)使用,均取得良好效果和收益。
五、瓶裝壓縮天然氣輸配工藝存在的問題
瓶裝壓縮天然氣輸配工藝,雖然取得了一定的成果,但是仍有許多技術問題亟待解決。
主要問題有以下幾點:
1、規(guī)范解釋問題
瓶裝壓縮天然氣輸配工藝是一項新技術,城鎮(zhèn)燃氣設汁規(guī)范中未涉及有關問題,因此在該工藝的規(guī)范解釋上存在空白。
2、設備完善問題
目前使用的設備多為國產,設備的自控程度不高,控制手段落后,需要開發(fā)高控制水平的產品,此項工作,我們正在積極進行,同時需要廣大燃氣同行的支持和幫助。
3、供氣范圍受限
由于目前具有壓縮天然氣供應能力的氣源地較少,該項技術還不能大范圍推廣。
當今世界各國,對于天然氣在世界能源中所占地位的認識,已經上升到了一個極其重要的高度。天然氣作為繼煤炭、石油之后的第三大天然能源,被譽為二十一世紀的新型環(huán)保能源。天然氣消耗量將在二十一世紀上升到第一位。因此,各國對于天然氣的開發(fā)利用,都投入了大量的人力和物力。我國以“陜氣進京”工程為標志,拉開了天然氣大發(fā)展的序幕。“西氣東輸”工程將成為我國規(guī)模最大的天然氣建設工程。這意味著我國已經進入了天然氣大發(fā)展時代。
但是,在天然氣輸配過程中,仍有諸多因素制約著天然氣建設的發(fā)展。我們認為主要有以下三方面問題:
1、天然氣管網建設投資巨大
2、天然氣消費結構不合理
3、管理體制不適和天然氣發(fā)展的需要
基于上述觀點,許多中小城鎮(zhèn),特別是地理位置遠離天然氣管網的城鎮(zhèn),天然氣建設非常困難。本文討論以瓶裝壓縮天然氣輸配工藝,滿足中小城鎮(zhèn)對天然氣需要的可行性。
二、瓶裝壓縮天然氣輸配工藝簡介
瓶裝壓縮天然氣輸配工藝,將壓縮天然氣技術靈活應用到城市燃氣輸配系統(tǒng),解決了超高壓天然氣系統(tǒng)與城市燃氣管網系統(tǒng)的銜接、調壓問題。主要工藝分為三個部分:
1、天然氣的加壓充裝
在氣源地,天然氣凈化處理后,壓縮至205兆帕,經灌裝設備充裝進壓縮天然氣鋼瓶中。
在這一過程中,天然氣氣質必須滿足高壓運送要求,其中水、C02含量必須嚴格控制。
(天然氣氣質要求見表一)
表一:
2、壓縮天然氣的輸送
利用汽車或船運,將壓縮天然氣瓶組運送到用氣點(中小城鎮(zhèn)、用戶)。這一過程充分利用公路運輸、船運便利靈活的優(yōu)點。同時利用壓縮天然氣瓶組量可隨意調整的特點,滿足不同用戶的需要。目前,我們開發(fā)的橇裝式瓶組符合勞氏船籍社標準,并取得國家專利。
3、減壓輸送系統(tǒng)
瓶裝壓縮天然氣瓶內壓力20.25兆帕,為滿足城市燃氣系統(tǒng)的需要,需將壓力減至城市燃氣管網的壓力級別(高、中、低壓均可)。根據用戶或城市燃氣管網的壓力級制,可選用多種工藝、設備,滿足壓力需要。目前常用伴熱調壓器或回型管束解決。減壓流程還設置超壓放散、緊急切斷、低壓切換等控制設施。
上述工藝見工藝流程圖
綜上所述,瓶裝壓縮天然氣工藝,主要設備我國均以實現(xiàn)國產化,并己形成國標或部頒標準。超高壓天然氣連接,在石油系統(tǒng)已有實用設備。因此,瓶裝壓縮天然氣工藝在技術上是完全可行的。
瓶裝壓縮天然氣輸配工藝具有以下優(yōu)點:
1、運行靈活可靠,可滿足不同類型用戶需要。
2、工藝簡單,占地少。
3、建設周期短。
三、經濟可行性分析
瓶裝壓縮天然氣輸配工藝,是為滿足中小城鎮(zhèn)或工業(yè)用戶天然氣需要,開發(fā)出來的燃氣輸配工藝,因此,其經濟性比較應以中小城鎮(zhèn)燃氣開發(fā)方式為測算基矗目前,作為中小型城鎮(zhèn),常用的管道燃氣供應方式有以下三種:
1、天然氣管網輸送(長輸管線)
2、液化石油氣管道輸送
3、液化石油氣混氣輸送
就第一種輸送方式而言,如果城鎮(zhèn)的地理位置靠近天然氣管網,無疑,第一種輸送方式最為經濟。否則,第一種輸送方式將面臨虧損運營(管線長、投資大、用量小,管輸費用高)。在此情況下,第二種、第三種輸送方式將被選擇。
因此瓶裝壓縮天然氣輸配工藝經濟可行性,應同液化石油氣管道輸送和液化石油氣濕氣輸送的經濟性進行比較,比較結果見表二、表三。
基礎數據;
1、液化石油氣價格2600元/噸;天然氣價格1.2元/際方(管網價)。
2、液化石油氣低熱值108兆焦/標方;天然氣低熱值40兆焦/標方。
3、運輸距離200公里以內。
表二:
工程建設比較(萬元)
表三:
成本比較
幾點說明:
1、壓縮天然氣的原料成本,考慮了加壓成本和運輸成本。
2、天然氣為石油伴生氣
3、混氣工藝按比例調節(jié)福氣工藝考慮。
從抗風險性分析,按照目前我國天然氣、液化石油氣的實際價格:
液化石油氣:3000元/噸
天然氣價格:1.2無/標方,CNGl.9.0元/標方(考慮運輸燃料漲價因素)
燃氣銷售價格如果保持不變,經濟比較見表四
通過比較得出以下結論:
1、瓶裝壓縮天然氣輸配工藝,在抗風險上優(yōu)于其它兩種工藝。
2、從經濟效益分析,瓶裝壓縮天然氣輸配工藝在經濟上是可行的。
3、瓶裝壓縮天然氣輸配工藝規(guī)模效益明顯;
4、500戶以下居民小區(qū)不適宜瓶裝壓縮天然氣輸配方式。
5、2000戶小區(qū)應為瓶裝壓縮天然氣輸配工藝的啟動規(guī)模。
四、實際使用事例及完成的工作
1999年12月,北京懷柔大地煤氣公司,首例完成瓶裝壓縮天然氣輸配工程,向懷柔11000戶居民提供壓縮天然氣,日供氣量4500立方米。從該項目運行9個月的實際情況看,瓶裝壓縮天然氣輸配工藝具有很好的可靠性、安全性。經濟效益明顯(公司原使用液化石油氣混氣),得到有市縣有關領導的好評。
瓶裝壓縮天然氣輸配工藝已獲得國家一項發(fā)明專利,兩項實用新型專利。并通過北京科委和資產評估部門的技術鑒定和資產評估。
至今,瓶裝壓縮天然氣輸配工藝,已經在京律兩地多處小區(qū)使用,均取得良好效果和收益。
五、瓶裝壓縮天然氣輸配工藝存在的問題
瓶裝壓縮天然氣輸配工藝,雖然取得了一定的成果,但是仍有許多技術問題亟待解決。
主要問題有以下幾點:
1、規(guī)范解釋問題
瓶裝壓縮天然氣輸配工藝是一項新技術,城鎮(zhèn)燃氣設汁規(guī)范中未涉及有關問題,因此在該工藝的規(guī)范解釋上存在空白。
2、設備完善問題
目前使用的設備多為國產,設備的自控程度不高,控制手段落后,需要開發(fā)高控制水平的產品,此項工作,我們正在積極進行,同時需要廣大燃氣同行的支持和幫助。
3、供氣范圍受限
由于目前具有壓縮天然氣供應能力的氣源地較少,該項技術還不能大范圍推廣。