摘要:LNG與CNG作為非管輸供氣方案各有其適用條件,影響方案選擇的主要因素有氣源價格、運輸距離、供氣規劃、用氣規模等。本文從氣源價格、運輸和儲配站的投資等經濟角度對影響中小城市燃氣供應方案選擇的因素進行了分析。
關鍵詞:城市、天然氣、供應、經濟性、分析
1 概述
為了滿足經濟發展需要、提高人民生活水平和保護環境,我國正在大力推廣使用天然氣。隨著我國“西氣東輸”工程、“川氣東送”工程的相繼投產及進口天然氣資源利用的擴大,綠色、環保、安全的天然氣已成為城市燃氣的主導氣源。在江蘇幾乎所有的地級市都用通了管輸天然氣,城市燃氣中天然氣的比例達到50 %以上。不僅在民用、商用方面,天然氣替代煤、液化石油氣在工業、采暖、空調、燃氣汽車中的應用比重也不斷增加。天然氣的利用在優化城市能源供應結構、環境保護等方面也起到了非常積極的作用。
從長遠來說,天然氣主要是依靠更經濟更安全的管道輸送方式供給,然而目前對于那些管輸天然氣暫末到達的中小城市來說,只能依靠車輛運輸方式供給,按運輸過程天然氣狀態的不同分為壓縮天然氣(簡稱CNG)和液化天然氣(簡稱LNG)。
CNG與LNG作為非管輸城市燃氣供氣方案從技術的角度講是成熟的,都適用于不能或暫時無法通過長輸管線供氣的中小城市,其主要環節有:生產、運輸、儲存、減壓或氣化、管道供氣等。這里對這兩種供氣方案選擇的主要影響因素加以分析對比。
2 影響因素分析
2.1 氣源
CNG的生產是在位于長輸管道附近的壓縮母站內將低壓的天然氣壓縮成高壓狀態(20-25Mpa),裝入專用長管拖車運輸至使用地。其生產設備投資成本較小,單位運行費用較高。CNG供氣方案的這個特性,使我們能較靈活地在靠近用氣城市的周圍選擇CNG供應商。如蘇北地區有淮安、連云港、寶應等地均建有壓縮母站,這為周邊城市燃氣公司采用CNG作為主氣源提供了有力的保障。
國內LNG的生產是將氣態的天然氣冷卻到液態(-162℃),由于凈化、液化工藝復雜,導致設備投資較大,運行費用較高。LNG液化站一般應建在氣井處,氣源充足,氣價低,LNG產量大,便于回收投資。LNG供氣方案的這個特性,使LNG液化站一般距離用氣城市較遠。國內LNG生產地區主要是新疆、陜西、山西等。另外近年來陸續建成投用的LNG碼頭也為國內提供了源源不斷的進口LNG。由于蘇北地區離LNG氣源較遠,氣源保障的安全性有待提高。
2.2 運輸
CNG一般采用高壓氣瓶組槽車通過公路來運輸。常用的槽車是由8-10只氣瓶組成,幾何容積為2.25m3/只,槽車在20Mpa壓力下的運氣量為4000-5000Nm3/輛;LNG一般采用低溫儲罐槽車通過公路、水路、鐵路來運輸。現階段低溫儲罐由內、外殼組成,采用真空纖維絕熱技術,運氣量一般為液體凈重19噸左右,折為氣體26700 Nm3/輛,一車LNG約相當于5-7車CNG的運輸量。從單車運輸來看,似乎LNG運量大得多,但綜合考慮運距因素,CNG運輸車天可運行兩個往返,而LNG可能兩天只能運行一個來回,兩者在運輸的靈活性及充裝量方面各有長處。
2.3 儲配站
CNG槽車中的燃氣一般需經兩級減壓至1.6Mpa左右,然后進入儲罐或經三級調壓器輸送至城市管網。CNG在減壓的過程中伴隨著溫度降低的過程,因此必須在兩級減壓前加熱。LNG槽車中的LNG經槽車自身的自增壓系統增壓后,進入LNG儲罐。儲罐中的LNG再經自增壓系統壓入氣化器中氣化,經調壓計量送入城市管網。由于涉及相變過程,為防止出現超壓現象,還設置了BOG系統、放散系統、氮氣吹掃系統等。
對比上述兩種供氣方案的工藝過程,CNG方案僅經過減壓過程,系統工藝簡單;而LNG方案需經過液態變氣態的過程,這使LNG方案在設計、施工、設備采購等方面投入的時間、人力和財力都要比CNG方案多,并且由于設備多、管線復雜使得儲配站面積增大。以相同供氣能力對比(如3000L Nm3/時),LNG氣化站比CNG減壓站面積要多5畝左右,設備投資要多300萬元左右。LNG氣化操作的復雜程度比較高,這也會導致儲配站運行費用比CNG方案高。
2.4經濟性
確定供氣方案時,燃氣成本也是一個重要的影響因素。CNG的成本由母站氣價加運輸成本加氣體損耗構成,LNG一般為到站價格并且氣損很少。從經濟性來看,燃氣成本由氣源價格和運輸成本構成,氣源價格是影響成本的一個主要因素。一般條件下,CNG的出廠成本比LNG低的較多。距離是影響方案選擇的一個非常重要因素,不僅涉及運費,更重要的是確保供氣的安全性。運輸距離越遠,LNG運輸越有優勢,運輸距離越近,CNG運輸越有優勢。
以蘇北為例,一般LNG到站價在4元/Nm3左右,運輸距離單程1000公里左右。CNG的母站氣價為2.7元/Nm3,由專業運輸公司承運,運費在0.8元/Nm3(單和運距為150-200公里),氣損3-4%,綜合成本在3.6元/Nm3,由于運距短,單車每天可往返兩趟,增加了車輛的使用效率。
3 結論
通過上面的分析可知,CNG方案與LNG方案各有其適用條件,必須以實際條件為前提來選擇,應綜合考慮氣源、運輸、規劃、用戶規模等因素。實踐中很多城市燃氣公司同時安裝了CNG和LNG兩種供氣設施,兩者相互補充。但由于價格的因素,LNG價格相對較高,而CNG氣源相對較近(150公里以內),蘇北地區多以CNG為主,LNG為備用氣源。對于距氣源遠的大于200公里的宜采用LNG。
(本文作者:袁玉英 練紅珠 束海延 大豐市豐泰機電有限公司)
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