LNG应用工程部
梁玉华
张家港中集圣达因低温装备有限公司
Zhangjiagang CIMC Sanctum Cryogenic Equipment Co., LTD
地 址:江苏省张家港市金港镇南沙工业新区
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1、前言
改革开放以来城市燃气事业有了较快的发展,尤其是九八年燃气允许民营化以后更是突飞猛进。随着社会的发展和人民生活水平、生活品位的提高以及人们环保意识的增强,城市燃气事业越来越受到人们的重视。但目前国内天然气网络覆盖面还非常小,许多 城市远离天然气气源或输气干线(如:西气东输主干线)等原因,管网短时间内很难连通。因此,寻求既经济又实用的方式解决这类城市的气源,已成为众多燃气企业共同关注的问题。
2、L-CNG撬装联体设备的构成
目前,国内对那些离气源较远的城市气源问题的解决方式有液化天然气(LNG)气化站、压缩天然气(CNG)调压站、L-CNG撬装联体设备气化站:
(1)LNG气化站液化天然气是在常压下将天然气冷冻到-162℃左右液化而成,体积约为其气态体积的1/600,由槽车运往气化站,其工艺流程如下:LNG槽车—LNG储罐—气化器—缓冲罐—调压、计量--加臭—管网—用户。液化天然气气化站虽可满足中小城市的用气规模,但站内的很多设备、阀门等均须进口,一次性投资太大 。
(2)CNG储气站压缩天然气是将天然气经净化加压20-25MPa,体积约为原来的1/250左右,然后充入高压钢瓶拖车,经公路运输至供气站,在经调压、计量、加臭后直接进入城区中压管网,给用户供气,其工艺流程如下:CNG钢瓶拖车—CNG储罐—调压--缓冲罐—计量--加臭—管网—用户。
(3)L-CNG撬装联体设备气化站L-CNG撬装联体设备气化站是河南中原绿能高科有限公司综合LNG和CNG设备的优点经多年研究设计生产,特别适合于中小城市天然气供应,这种连体设备在国内尚属首家生产。工艺流程如下:中原油田LNG工厂——LNG槽车——L-CNG撬装站(内包含储存、气化、调压设施)——计量、加臭——城镇天然气管网——天然气用户。目前,河南省新密市、永城市正在投入使用这种设备,根据新密市具体情况L-CNG撬装联体气化站设备主要由LNG储罐(图一、图二)、CNG储罐(图五)、水浴式气化器、电加热器、调压器、加臭系统、控制系统等构成。
图一 L-CNG撬装联体设备LNG储罐整体
图二L-CNG撬装设备LNG充装部分
L-CNG储罐:
L-CNG储罐由张家港圣达因生产为卧式,几何水容积27.5 m3,储罐为双层结构,内罐材质为0Cr18Ni9,外罐材质为16MnR,夹层充珠光砂250 mm厚,抽真空换热保冷;充装系数为95%,设计压力1.0Mpa,最高工作压力0.8Mpa,设计温度-196/50℃,设计规定储罐中的日蒸发率为2.7%。该撬装设备长13m,宽5 m,高2.8 m重约36吨(图三)。
图三 L-CNG撬装平面图
注:1、LNG和CNG撬装为联体安装,不需特制基础,平置即可;
2、CNG卸车口为螺纹口,与CNG槽车的连接用快装接头。
图四L-CNG撬装设备气化、调压部分
图五L-CNG撬装设备CNG接口
空浴式气化器、电加热器:
空浴式气化器(图四)为无锡双马生产,气化量600 m3/Hr,最高工作压力0.6 Mpa;由于撬装设备运行环境温度要求不得低于-10℃,考虑到新密市属于东部平原和西部丘陵过渡地区,三面环山,冬季极限气温为-12.8℃,站内配置气化量为1500 m3/Hr电热器一台代替水浴式气化器可满足用户用气量的要求。
调 压:
调压设备为河北枣强生产,LNG储罐运行压力为0.3 Mpa,经调压器调压后输入管网压力为0.2 Mpa,当储罐内运行压力不足,可打开CNG储罐阀门来进行压力调节。
加 臭:
为保障用户用气安全本撬装站装有加臭系统。加臭系统由四氢噻吩储罐和计量加臭泵组成,可按比例自动给天然气加臭。
控制系统:
控制系统由仪表箱、紧急切断阀、仪表风等组成,可实现工艺的自动控制、报警、紧急切断等功能。
另外,由于LNG通过深度冷却前的预处理,几乎除尽天然气中全部杂质,是纯度较高和获得良好净化的液体燃料。因此,气化站内不需要设燃气过滤器,以减少不必要的投资。事实上,1 m3LNG即可满足1000用户1天用气量,中原油田距河南省新密市和永城市均在300Km左右,均满足 L-CNG撬装站的经济距离范围。
3、L-CNG撬装气化站的应用
(1) L-CNG撬装气化站较灵活可应用于大中城市的生活社区,也可用于中小城市生活区、大型企业等。像新密市和永城市均为县级市,城镇人口规模目前比较小,前期供气对象主要为居民用户。在这种情况下,如再建像青岛金家岭、广东龙川、浙江余姚和河南商丘那样的LNG气化站,一次性投资太大,在一定程度上将套牢资金的运用,增加成本回收年限。
(2)作为城市燃气调峰备气供应城市燃气每月、每天、每时都有用气高峰,而高峰用气时城市管网常常不能保障用户的用气要求,利用L-CNG撬装气化站可给城市管网增压,作为城市燃气调峰,城市无需再使用压缩机增压和建设大型储气装置,可节约燃气投资和运行费用。
(3)城市燃气管网事故处理备气供应 我国城市燃气发展至今,许多城市内的管线难免老化、腐蚀穿孔、阀件损坏等问题,停气维修时将给用户带来麻烦和损失。利用L-CNG撬装气化站既可在管网维修时给用户供气又可为管网维修、维护争取时间。
4、结束语
L-CNG撬装气化站属于国内新型供气方式,具有结构紧凑、投资少、灵活性强等优点,随着L-CNG撬装设备的运用既可满足投资者的利益,又能促进燃气事业的发展。相信,不久的将来这一新的供气方式将会成为中小城市燃气化选择的对象。