城镇天然气储存与供气方案的比较
城镇天然气储存与供气方案的比较
摘要：对进站压力为次高压B的天然气储配站，比较了低压、高压储存供气方案，提出了推荐方案。
关键词：天然气储配站；低压储存；高压储存；供气方式
西气东输工程已全线贯通，新疆塔里木油田天然气已输至上海。并于201*年12月30日正式商业运营：川气东输工程也已将四川的天然气输至武汉。距输气支线较近的一些城镇正筹划从末站接管建设输气分输线，以使更多的城镇居民能早日使用上优质、洁净的天然气。因输气压力的不同，有些输至储配站的天然气压力已降至次高压B级。本文分析比较次高压B级天然气的储存与供气方案。1低压储存与供气
天然气经输气管道输至储配站，经计量后，将压力调至约8kPa，送入低压储气罐储存。相应的供气方案有3种。①低压储存、加压供气
在供气时，需将储气罐内的低压天然气通过罗茨鼓风机升压至0．07MPa，经计量、加臭后，向城区中压B级管网供气，其工艺流程见图1。
图1低压储存、加压供气工艺流程
本工艺输送的天然气是干气，应选择干式储气罐。由于采用加压供气，耗电量大，因此天然气的输配成本会有所增加。②低压储存、部分调压供气
在用气高峰时，启动罗茨鼓风机，将储气罐内的天然气加压，并与另一路管道中压力由次高压B调至中压B的天然气汇合，经计量、加臭后，向城区中压B级管网供气，其工艺流程见图2。
图2低压储存、部分调压供气工艺流程
本工艺与低压储存、加压供气方案相比，耗电量减少约1/3。③低压储存、引射供气
在供气时，先将一路管道中的次高压B天然气调至0.4MPa.由引射器的喷嘴射出，将储气罐内的低压天然气吸进混合管，从而获得具有一定压力和流量的天然气。经计量、加臭后，向城区中压B级管网供气，其工艺流程见图3。
图3低压储存、引射供气工艺流程
本工艺的特点是利用调压至0.4MPa的中压天然气引射储气罐内低压天然气，省去了储气罐内低压天然气由罗茨鼓风机升压过程，不耗电，运行费用低，降低了输配成本。2高压储存与供气
天然气经计量后，先加压至1.OMPa,送入高压球罐储存。其供气有两种方案。①高压储存、调压供气
在供气时。将球罐内的天然气调至中压A级，经计量、加臭后，送入城区中压A级管网，其工艺流程见图4。
图4高压储存、调压供气工艺流程
本工艺因采用中压A级管网供气，减少了城区中压管网造价，但天然气加压需消耗较大的电量。
②高压储存、部分调压供气
在用气高峰时，将球罐内的天然气与另一路管道中的次高压B天然气均调至中压A级，经计量、加臭后，送入城区中压A级管网．其工艺流程见图5。
图5高压储存、部分调压供气工艺流程
本工艺与高压储存、调压供气方案相比，加压耗电量减少约1/4。3方案比较①方案比较的条件
上述天然气的储存与供气方案均按供应居民4×10.户和部分商业用户设计。天然气低热值为36.5MJ/m.居民平均每户人口为3.5人，平均日耗气量0.6m3/户。居民生活用气量:商业用气量:其他用气量为75:20:5.经计算，日供天然气量为3201*m3/d。其中居民用气量为24000m3/d，商业用气量为6400m3/d，其他用气量为1600m3/d。②主要设备
为保证高峰小时用气，需建1座储配站，储气设施可采用低压干式储气罐或高压球罐。因主要供居民生活用气．其储气系数应不小于50%。按天然气储存和供气压力的不同，各方案主要设备见表1。表1各方案主要设备序号设备名称低压储存方案高压存储方案加压供气部分调压供气2*104m3低压1干式储气罐21000m3球罐（1.0Mpa）34调压器引射器4111231113313211调压供部分调压供引射供气气气1222111133121112325罗茨鼓风机67压缩机加臭装置2111338清管球接收器9中央控制台1011流量计消防水泵③各方案主要技术经济指标
各方案均采用相同的定额、取费标准，其工程项目估算总造价、经济评价参数等主要技术经济指标见表2。④储存与供气方案分析比较表2各方案主要技术经济指标
Tab.2Maintechno-economicindexesfordifferentschemes序号工程项目总造价/元4内容低压储气方案加压供气部分调压供气443高压储气方案引射供气调压供气部分调压供气31315.23×10293.73×10056.61×10636.36×10666.43×10444423占地面积/m2天然气年购人量/(m3.a-1)天然气购人价770077007700700070001168×1041168×1041168×1041168×1041168×1044/(元.m-3)1.301.301.301.301.30城区中压管网长度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年耗电量/(kW.h.a-1)劳动定员/人7868×104602.2052×104602.201*×104502.201*0×104140×104502.20502.20居民用天然气价格9/(元.m-3)商业用天然气价格10/(元.m-3)居民每户每月燃料11费/元单位天然气成本/12(元.m-3)2.602.602.602.602.6039.6039.6039.6039.6039.601.7421.7021.6421.6921.682年平均销售收入/387.82×10387.82×10387.82×10387.82×10387.82×1013元44444年平均总成本费用936.06×10887.26×10822.88×10876.28×10864.13×lO14/元4444415财务内部收益率/%7.257.769.2q9.209.391ll11税后全部投资回收16期/a11.9911.8510.0710.8010.17投资利润率/%18投资利税率/%19盈了半衡点/%4结语
7.5510.0152.268.5411.1549.1410.4713.2943.0610.4513.3643.78lO．6913.5743.34天然气储存应考虑近远期输气压力，经多方案比较，择优选取设备，要技术先进、经济合理、安全可靠。天然气来气压力若以后不再增加可采用低压干式储气罐储存、引射供气；若以后压力会增加．宜采用高压球罐储存，城区中压管网采用中压A级管网供气。从各方案主要设备看，其差别不大。从造价估算看，1台2×10.m低压干式储气罐造价比2台1000m.(储气压力为1.0MPa)球罐造价约高1倍；在采用高压球罐储存时，天然气供气压力确定为中压A级，其城区中压A级管网的造价比低压干式储气罐储存、城区采用中压B级管网的造价要少：从工程总造价看，采用低压干式储气罐储存、供气要比高压球罐储存、供气的总造价高约15%.由于低压储存、引射供气方案水、电消耗量最少，其单位天然气成本较低。从财务评价指标看，各方案的各项指标相差不大，相对而言，低压储存、引射供气方案的综合指标较好。
扩展阅读：城镇小区天然气供气方案
城镇小区天然气供气方案
天然气是一种优质高效清洁的能源，热值高为8000-900kcal/m3，广泛用于民用及商业燃气灶具、热水器、采暖等，在低温和高压条件下，由气体变为液体其体积约为原来的1/250。管道输送是天然气的基本方式。实践证明，大规模天然气输送，采用管道是最经济和有效的输送方式。另外还可采用其他两种输送方式。一种是液化天然气（LNG），是将天然气液化后再进行储运；另一种是压缩天然气（CNG）。由于输气干线的建设受城市气化条件，经济实力，用户气价承受能力等综合因素的限制，使得输气干线难以联网，供应范围受到限制，并且只能向长输管道沿线乡镇小区供气。因此如何满足长输管线周边中小规模乡镇小区的天然气需求，将成为我们急待解决的问题。从经济、实用方面分析，最为适合周边乡镇小区的供气方式，就是压缩天然气输送方式。压缩天然气（CNG），是将天然气净化压缩后，储存在专门的容器内用汽车运送。以下就CNG技术应用于乡镇小区燃气供应进行方案设定。
一、供应方案分析
CNG输送和长输管道输送仅就投资成本相比较：
（1）供气规模相同的情况下，随着运距的加大，CNG输送和长输管道输送的投资及成本均呈增长趋势，其中长输管道的增幅较大。（2）随着供气规模的扩大，长输管道的投资增加幅度相对较小，成本的下降趋势较为明显，而CNG输送的投资增加幅度较大，成本降低趋势不明显，可见供气规模对CNG输送方式的投资影响较大。（3）随着供气规模的扩大，由于受拖车数量，运距、气候等因素限制，决定了CNG系统供气规模不宜过大。
很显然将得出如下结论：乡镇成片小区居民用气最佳的方式是采用CNG输送方式。二、CNG
系统工艺流程
CNG系统供应城镇方式源自天然气汽车加气的子母站系统。由于子母站系统技术成熟，灵活方便，而且投资比建独立加气站少，因而提出借鉴子母站系统的运行方式采用CNG供应乡镇小区燃气。
CNG乡镇小区燃气供应系统主要由取气点加压站、CNG钢瓶拖车、乡镇小区卸气站、乡镇小区输配管网组成。取气点加压站天然气管道计量调压净化压缩CNG钢瓶拖车公路运输小区卸气站一级调压一级换热二级调压二级换热三级调压三级换热计量加臭小区输配管网（以下为CNG工艺流程图）
天然气首先经计量，调压后进入净化装置，脱除水，硫化氢，二氧化碳，达到标准要求。经压缩机加压至15~25MPA，通过加压站的高压胶管和快装接头向CNG钢瓶拖车充气，当钢瓶压力达到设定值后，压缩机自动停机。CNG钢瓶拖车通过公路运输到达城乡或小区卸气站，通过卸气站的高压胶管和快装接头卸气，CNG首先进入一级换热器加热（防止天然气通过调压器减压时温降过大，影响后续设备及管网的正常运行），再进入一级调压器减压，之后依次经过二级换热器，二级调压器，三级调压器，将压力调至小区管网运行压力，经计
量，加臭后进入小区输配管网。
卸气装置的加热和调压级数应综合钢瓶拖车最高工作压力，调压装置卸气能力，乡镇小区管网设计压力等因素确定。卸气站的调峰可采用多种方式，如管束储气，储罐储气，设调峰气源以及利用钢瓶拖车等。由于每辆钢瓶拖车的载气能力为3000~6000立方米，具有一定的调峰能力，利用CNG钢瓶拖车调峰不失为一种经济，灵活的调峰手段。
三、天然气供应成本分析
按500户小区规模来分析，每户日用气量0.5立方，每天的总用气量在250方，如果执行枣庄市居民生活用天然气定价每立方2.35元计算，每天的气款仅为587.5元。剔除天然气成本，折合该小区每天的营业收入仅约为120元，这里还不包括压缩天然气成本费用、运费、人工管理费、损耗及税费。所以，供应乡镇小区天然气的成本是相当高的。
为做好乡镇成片居民小区供气工作，并保证燃气企业的正常经营，一是提高居民消费意识，增加用气量；二是加大了对旧村开发改造的力度，开发居民小区，并提高入住率，形成一定量的规模；三是争取政府对燃气供应企业的优惠扶持政策。
枣庄市民生燃气有限公司201*年7月2日
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