申粤              乔珩            徐正康

摘  要  从CNG系统工艺流程和供应方案比较两个方面，对CNC技术应用于城镇燃气供应进行探讨。

关键词  压缩天然气   工艺流程    供应方案

Discussion about CNC Supply Process and Scale

By Shen Yue，Qiao Heng and Xu Zhengkang

Abstract Describing the process flow and supply scheme 0f CNC system．discusses the application of CNC in the urban gas supply．

Keywords CNC process flow supply scheme

    0引言

    天然气是优质高效清洁的能源，管道输送是天然气输送的基本方式。实践证明，大规模天然气输送，采用管道是最经济的有效的输送方式。此外，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城镇供气。因此如何满足长输管线周边中小规模城镇的天然气需求，将成为一个新的研究课题。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。我国目前除了应用于天然气汽车之外，对城镇的天然气从应也已陆续开始。以下就CNG技术应用于城镇燃气供应进行探讨。

    1 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供应城镇燃气。

    CNG城镇燃气供应系统主要由取气点加压站、 CNG钢瓶拖车、城镇卸气站、城镇输配管网组成、工艺流程框图见图l。

    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—20MPa，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镇卸气站，通过卸气站的高压管和快装接头卸气，CNG首先进入一级换热器加热(防止天然然气通过调压器减压时温降过大，影响后续设备及管网正常运行)，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，将压力调至城镇管网运行压力，经计量、加臭后进入城镇输配管网。

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、城镇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瓶拖车等。由于每辆钢瓶拖车的载气能力为3000—6000m³，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。

  2供应方案比较

   由于受拖车数量、运输条件、运距、气候等因素限制，决定了CNG系统供气规模不宜过大。现以供气规模为2万户和5万户居民为例。分析CNG供应和长输管道供应两种方式的适用范围，见表1。方案一为CNG供气方案，包括取气点加压站、钢瓶拖车、城镇卸气站：城镇输配管网。方案二为长输管道方案，包括长输管道、城镇门站、城镇输配管网。两种方案均暂不考虑供应沿线城镇，从而得出不同输送方式与供气规模、运距(以10—500kin为限)、投资及成本等因素的相互关系。其中城镇输配管网方案相同，调峰储气设施根据不同方案分别考虑，长输管道输送方案的储存容积根据用户计

    图1 CNG系统工艺流程框图算月平均日用气量确定，CNG方案储存容积由于目前尚无规范可依，考虑该供气方式特点，暂按2—3天计算月平均日用气量考虑。天然气原料价格暂按0.55元／m3计算。

表1 CNG与长输管道输送方案比较表

  通过方案比较分析如下：

    (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)当供气规模2万户左右，成本控制在1.6元／m3以内时，运距在80km以内采用长输管道输送较为合理；而在80-250km范围内采用CNG方案在用户承受能力、投资和成本上较占优势。

    (4)当供气规模在5万户左右时，300km以内宜采用长输管道输送，300—400km范围内可采用 CNG输送。但考虑到供气规模较大，应结合当地气源状况、运输条件等具体情况，在确保能够安全稳定供应CNG的前提下采用该方案。

(5)随着供气规模的扩大，由于受拖车数量、运距等条件制约，CNG输送方式的适用范围逐步缩小，供气规模不宜过大，宜控制在5万户以内。

    (6)通过定量分析两种供应方式，当城镇供气规模过大或供气距离过长时，宜采用其他供气方案。

    (7)以上CNG城镇供应方式是在将取气点设在气田附近(原料价格O．55元／m3)这一特定条件下进行比较的，如果考虑从长输管道所连接的就近城市取气，其原料价格将会增加(据初步估计到城市门站的天然气价格为1.1-1.3元／m3，如果销售的平均气价不变(1.8-1.9元／m3)CGN供气方式的供气范围将会缩小。建议CNG取气点建在气田附近以便能够得到廉价的CNG，或可以将这一供应方式应用于气价承受能力较大的城镇。

    3结论

    (1)CNG为缺能城镇提供了一种新的供应方式，也为天然气在国内市场开发出一片新的领域。

    (2)CNG供应城镇系统具有工艺简单、投资省、成本低、工期短、见效快的优点，适于向距气源较近的中小城镇供应燃气。通过实际应用，证明CNG城镇燃气供应方式具有一定的推广价值。

    (3)由于影响CNG城镇供应方式的因素较多，应综合考虑其供气规模、用气性质、气源位置及数量、原料价格、运距等因素，合理地确定供气方案。

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