【正文】 平谷燃?xì)夤臼切聤W集團(tuán)第一家成功將CNG技術(shù)應(yīng)用于城鎮(zhèn)的燃?xì)夤荆鄽庠吹乩确患託庹炯s115Km，平谷市城區(qū)人口約10萬(wàn)余人。盡管CNG運(yùn)到儲(chǔ)配站的價(jià)格可能會(huì)高于LNG方案，但由于前幾年用氣量不大，且考慮到初投資及設(shè)備的使用連續(xù)性，選擇CNG方案會(huì)更好。d供氣規(guī)模 對(duì)于在一定時(shí)間內(nèi)有可能長(zhǎng)輸管道供氣的城市，暫時(shí)采用非管輸供氣，逐年用氣規(guī)模的大小對(duì)方案的選擇影響很大。則考慮相同的儲(chǔ)氣能力，LNG供氣方案中氣化站的主要設(shè)備投資為620萬(wàn)元；CNG供氣方案中減壓站的主要設(shè)備投資為946萬(wàn)元，其中球罐投資為780萬(wàn)元，在長(zhǎng)輸管線到達(dá)后還可繼續(xù)利用[1]。因?yàn)槿绻谳^短的時(shí)間內(nèi)即可通氣，CNG方案中的球罐就可發(fā)揮作用，LNG儲(chǔ)配則需另建球罐；CNG系統(tǒng)較簡(jiǎn)單，可方便地挪為他用。不過(guò)，前面已提出，LNG氣源地一般較遠(yuǎn)，而CNG的氣源地相對(duì)較近，這在方案比較中必須充分考慮。我們計(jì)算了LNG運(yùn)輸車(chē)的運(yùn)輸成本：對(duì)于前述供氣能力，當(dāng)運(yùn)輸距離為100 km時(shí)，需2臺(tái)LNG運(yùn)輸車(chē)，；當(dāng)運(yùn)輸距離為500km時(shí)，需3臺(tái)LNG運(yùn)輸車(chē)。因此，LNG液化站一般距離用氣城市較遠(yuǎn)。 而對(duì)于LNG母站，由于凈化、液化工藝復(fù)雜，要將天然氣冷卻到163 ℃以下，設(shè)備投資大，運(yùn)行費(fèi)用高。a氣源情況 CNG加氣站生產(chǎn)設(shè)備已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，投資成本較小，運(yùn)行費(fèi)用較低，因而對(duì)氣源地的要求不高。CNG供氣方案與LNG供氣方案的比較新奧集團(tuán)準(zhǔn)備在蚌埠采用城鎮(zhèn)LNG供氣技術(shù)。表3 CNG供氣方案燃料成本距離kmCNG運(yùn)輸車(chē)（輛）運(yùn)輸成本元/Nm3其他成本元/m3綜合成本元/Nm3售價(jià)元/m3盈虧元/m3比價(jià)元/100MJ10055009事實(shí)上，從新奧集團(tuán)的兩個(gè)CNG加氣站到各減壓站之間的距離均在100～200 km之間，～，因此實(shí)踐證明CNG供氣方案優(yōu)于LPG混空氣方案。表2 LPG混空氣方案燃料成本熱值MJ/m3原料成本元/m3其他成本元/m3綜合成本元/m3售價(jià)元/m3盈虧元/m3比價(jià)元/100MJ45CNG供氣方案中，,熱值為40 MJ/Nm3，假設(shè)城市日用氣量為40000 m3。這主要是從燃料綜合成本上來(lái)考慮的。CNG供氣方案與LPG混空氣供氣方案的比較許多城鎮(zhèn)采用LPG混空氣做為主要?dú)庠?，但新奧集團(tuán)僅將該方案作為備用氣源。結(jié)合大量的實(shí)踐，可得出如下結(jié)論：a供氣規(guī)模相同的情況下，隨著運(yùn)距的加大，CNG輸送和管線輸送的投資及成本均呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，其中管線方案的增幅較大；b當(dāng)供氣規(guī)模較小時(shí)（2萬(wàn)戶(hù)），當(dāng)運(yùn)距超過(guò)一定距離時(shí)（80 km）CNG供氣方案優(yōu)于管線供氣方案，距離越大，CNG供氣方案的優(yōu)勢(shì)越明顯；隨著供氣規(guī)模的增大（5萬(wàn)戶(hù)），CNG供氣方案優(yōu)于管線方案的運(yùn)距也增大（300 km）。但采用CNG供氣方案，則具有投資省、工期短、見(jiàn)效快、運(yùn)營(yíng)成本較低的優(yōu)點(diǎn)。 不過(guò)，管輸供氣方案在某些情況不宜使用。CNG供氣方案與管輸供氣方案的比較目前新奧集團(tuán)共有三個(gè)城市采用管線供氣方案，這三個(gè)城市皆臨近天然氣長(zhǎng)輸管線且用氣量較大。新奧集團(tuán)在不同的城市分別應(yīng)用了這四種技術(shù)。新奧集團(tuán)自己生產(chǎn)的減壓裝置如圖4所示。以平谷的CNG減壓站為例。為避免低溫對(duì)調(diào)壓器等裝置造成損傷，增加減壓穩(wěn)定性，并充分利用CNG的壓力進(jìn)行儲(chǔ)氣，通常采用三級(jí)減壓。下面介紹CNG減壓供氣的主要工藝及相關(guān)參數(shù)。新奧集團(tuán)自己生產(chǎn)的CNG運(yùn)輸車(chē)如圖3所示。其中，鋼瓶參數(shù)與天然氣儲(chǔ)量的關(guān)系如表1所示。由于CNG運(yùn)輸車(chē)必須耐高壓，且處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因此對(duì)安全性要求高，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)DOTE8009對(duì)此有明確的規(guī)定。CNG運(yùn)輸（）經(jīng)過(guò)大量調(diào)研，新奧集團(tuán)確定采用瓶組式拖車(chē)做為CNG運(yùn)輸車(chē)。吸附劑吸水飽和后，采用電加熱天然氣來(lái)再生吸附劑。當(dāng)采用無(wú)油潤(rùn)滑式壓縮機(jī)時(shí)，應(yīng)采用低壓脫水方式；當(dāng)采用有油潤(rùn)滑壓縮機(jī)時(shí)，一般采用高壓脫水方式。因此為保證生產(chǎn)設(shè)備的安全，尤其是用于運(yùn)輸?shù)母邏轰撈康陌踩凑彰绹?guó)DOT—E8009標(biāo)準(zhǔn)要求， mg/m3。b脫水 天然氣在高壓狀態(tài)下容易析出水分和形成水化物。以廊坊加氣站為例,CNG生產(chǎn)能力為2500 Nm3/h，采用了排量為500 Nm3/h的天然氣壓縮機(jī)5臺(tái)，如圖1所示。氣源的壓力一般較低， MPa。下面介紹主要的工藝及相關(guān)的參數(shù)。CNG生產(chǎn)新奧集團(tuán)目前已建成并成功運(yùn)營(yíng)了廊坊站和山東站兩個(gè)CNG加氣站，分別負(fù)責(zé)京津大區(qū)和山東大區(qū)的非管輸天然氣供應(yīng)，鹽城站業(yè)已建成并準(zhǔn)備對(duì)江浙地區(qū)供應(yīng)非管輸天然氣。一、城鎮(zhèn)CNG供氣技術(shù)介紹城鎮(zhèn)CNG供氣技術(shù)是一種非管輸供氣技術(shù)，將天然氣通過(guò)公路等運(yùn)輸方式運(yùn)到用氣地，為提高單趟運(yùn)輸量并降低運(yùn)輸成本， （ ）。在國(guó)內(nèi)，新奧集團(tuán)股份有限公司是應(yīng)用城鎮(zhèn)CNG供氣技術(shù)最多的單位，同時(shí)對(duì)其他三種供氣技術(shù)也有應(yīng)用。綜合起來(lái)，我國(guó)主要采用的非管輸供氣技術(shù)主要有下列三種：CNG供氣技術(shù)、LNG供氣技術(shù)及LPG混空氣供氣技術(shù)。由于氣源條件和地理?xiàng)l件的限制，許多距離氣源或輸氣干線較遠(yuǎn)，而用氣量不大的中小城市，因鋪設(shè)長(zhǎng)輸管線投資較大，而無(wú)法采用管輸供氣。目 錄第一部分 城鎮(zhèn)CNG供氣技術(shù)的應(yīng)用一、城鎮(zhèn)CNG供氣技術(shù)介紹 1二、城鎮(zhèn)CNG供氣技術(shù)適用性分析 5三、總結(jié) 9第二部分天然氣加氣站介紹一、天然氣汽車(chē)的優(yōu)越性 10二、天然氣汽車(chē)加氣站分類(lèi) 11三、天然氣加氣站設(shè)計(jì)參數(shù) 11四、建站過(guò)程中及建站設(shè)備需執(zhí)行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)13五、加氣母站工藝 14六、加氣母站系統(tǒng)設(shè)備配置 15七、加氣母站設(shè)備及特點(diǎn)說(shuō)明16八、加氣母站投資估算 19九、加氣子站工藝 20十、加氣子站系統(tǒng)設(shè)備配置 20十一、加氣子站工藝特點(diǎn) 21十二、加氣子站工藝設(shè)備 22十三、加氣子站投資估算 24十四、加氣站系統(tǒng)運(yùn)行方案及拖車(chē)投資 24十五、標(biāo)準(zhǔn)站工藝 25十六、標(biāo)準(zhǔn)站系統(tǒng)配置 26十七、標(biāo)準(zhǔn)站系統(tǒng)設(shè)備及特點(diǎn)說(shuō)明27十八、標(biāo)準(zhǔn)站投資估算 33第三部分 CNG運(yùn)輸車(chē)及減壓站介紹 34 38第一部分 城鎮(zhèn)CNG供氣技術(shù)的應(yīng)用在二十世紀(jì)，由于環(huán)境污染及溫室效應(yīng)日益嚴(yán)重，人們逐漸把目光轉(zhuǎn)向了被譽(yù)為清潔能源的天然氣。天然氣一直是我國(guó)大力發(fā)展的城市氣源，特別是“西氣東輸”等項(xiàng)目的開(kāi)展更將其推向高潮。因此，許多中小城市采用了非管輸供氣做為過(guò)渡氣源或永久氣源。CNG供氣技術(shù)相對(duì)于管輸供氣、LNG供氣、LPG混空氣供氣技術(shù)，在一定適用條件下有著明顯的優(yōu)越性。因此此部分以新奧集團(tuán)的實(shí)踐工作為基礎(chǔ)，綜合介紹城鎮(zhèn)CNG供氣技術(shù)，并對(duì)其適用性進(jìn)行分析。主要有三個(gè)環(huán)節(jié)：A、CNG生產(chǎn)： ；B、CNG運(yùn)輸：將CNG輸入CNG運(yùn)輸車(chē)中并運(yùn)輸?shù)接脷獾?；C、CNG減壓：將高壓的CNG減壓到城市管網(wǎng)壓力，然后計(jì)量、加臭送入管網(wǎng)。 CNG加氣站主要生產(chǎn)工藝系統(tǒng)由過(guò)濾、計(jì)量、壓縮、脫水、儲(chǔ)存等組成。a壓縮壓縮工藝是CNG生產(chǎn)技術(shù)的核心。新奧集團(tuán)采用了水冷活塞式壓縮機(jī)，四級(jí)壓縮流程。 MPa，～ MPa，然后進(jìn)入一級(jí)冷卻器進(jìn)行冷卻，再進(jìn)入一級(jí)油水分離裝置進(jìn)行油水分離；然后進(jìn)入二級(jí)氣缸，～ MPa，再進(jìn)入二級(jí)冷卻器冷卻；～ MPa，再進(jìn)入三級(jí)圖 1 廊坊CNG加氣站壓縮機(jī)冷卻器進(jìn)行冷卻； MPa，再進(jìn)入四級(jí)冷卻器進(jìn)行冷卻，高壓氣體經(jīng)四級(jí)油水分離裝置進(jìn)行油水分離后，經(jīng)單向閥進(jìn)入高壓脫水裝置。水和二氧化碳、硫化氫結(jié)合，會(huì)對(duì)鋼類(lèi)容器造成腐蝕；水化物在聚集狀態(tài)下類(lèi)似冰或致密的雪，會(huì)縮小管道流通截面，堵塞管路、閥件和設(shè)備。通常采用的脫水方式有兩種：高壓脫水和低壓脫水。新奧集團(tuán)由于采用的是有油潤(rùn)滑壓縮機(jī)，因此采用了固體吸附高壓脫水裝置，用分子篩做吸附劑。如圖2所示。單車(chē)瓶組由8只筒形鋼瓶組成， m3，單車(chē)運(yùn)輸氣量為4550 Nm3。如何在保證安全性的前提下，盡量提高單車(chē)運(yùn)輸量？這與鋼瓶的參數(shù)、材質(zhì)、組裝工藝、牽引車(chē)性能、公路等都有關(guān)。由表中數(shù)據(jù)可知，設(shè)計(jì)壓力對(duì)鋼瓶的直徑、最小壁厚有很大影響，從而影響了單瓶的儲(chǔ)氣量，新奧集團(tuán)通過(guò)調(diào)研， MPa、直徑為559 mm的鋼瓶。表1 鋼瓶參數(shù)與運(yùn)輸量的關(guān)系設(shè)計(jì)壓力MPa直徑mm最小壁厚mm長(zhǎng)度m平均重量kg公稱(chēng)水容積m3天然氣儲(chǔ)量Nm3559229355927474572424圖3 新奧CNG運(yùn)輸車(chē)CNG減壓供氣CNG經(jīng)運(yùn)輸車(chē)運(yùn)輸進(jìn)站后，卸車(chē)進(jìn)入調(diào)壓間，～ MPa，然后經(jīng)計(jì)量、加臭后進(jìn)入城市管網(wǎng)。CNG減壓的過(guò)程可近似地看作絕熱過(guò)程，伴隨著溫度降低現(xiàn)象，由于壓降較大，減壓后的天然氣溫度會(huì)降到零下幾十度。對(duì)于較小流量的減壓裝置，若不考慮儲(chǔ)氣，也可采用二級(jí)減壓方式。來(lái)自運(yùn)輸車(chē)的CNG先進(jìn)入一級(jí)緊急切斷閥，然后進(jìn)入一級(jí)換熱器進(jìn)行加熱（換熱器采用管殼換熱器，氣體走管程，熱水走殼程），升溫后的氣體進(jìn)入一級(jí)調(diào)壓器進(jìn)行減壓， MPa；再進(jìn)入二級(jí)換熱器進(jìn)行加熱，然后進(jìn)入二級(jí)調(diào)壓器（內(nèi)裝緊急切斷閥）進(jìn)行減壓， MPa后；如果儲(chǔ)罐需要儲(chǔ)氣，則調(diào)節(jié)相應(yīng)閥門(mén)向儲(chǔ)罐充氣，否則燃?xì)膺M(jìn)入三級(jí)調(diào)壓器， MPa；然后經(jīng)計(jì)量和加臭工序輸往城市管網(wǎng)。圖4 新奧CNG減壓設(shè)備二、城鎮(zhèn)CNG供氣技術(shù)適用性分析管輸供氣、CNG供氣、LNG供氣及LPG混空氣技術(shù)各有自己的適用條件。下面結(jié)合實(shí)踐，通過(guò)CNG供氣方案與其他方案的比較及實(shí)例，來(lái)分析城鎮(zhèn)供氣技術(shù)的適用性。實(shí)踐證明，管線供氣具有供氣穩(wěn)定可靠、便于運(yùn)行管理的優(yōu)點(diǎn)，并且在距離較近的條件下，其經(jīng)濟(jì)性也較好。例如，諸城現(xiàn)狀人口有17萬(wàn)，遠(yuǎn)期的用氣量較大，附近并無(wú)氣源，鋪設(shè)幾百公里的長(zhǎng)輸管線來(lái)供氣顯然是不經(jīng)濟(jì)的。 CNG供氣與管線供氣方案的選擇主要取決于供氣規(guī)模和氣源距離，如圖5所示, 其中，CNG供氣方案中包括了CNG加氣站、運(yùn)輸車(chē)、減壓站、管網(wǎng)；管輸供氣方案包括長(zhǎng)輸管道、門(mén)站、管網(wǎng)[1]。價(jià)格 元/Nm3運(yùn)輸距離 kmDBCAA、 管輸供氣方案（2萬(wàn)戶(hù)）的燃?xì)獬杀?；B、管輸供氣方案（5萬(wàn)戶(hù)）的燃?xì)獬杀荆籆、CNG供氣方案（2萬(wàn)戶(hù)）的燃?xì)獬杀?；D、CNG供氣方案（5萬(wàn)戶(hù)）的燃?xì)獬杀緢D5 CNG與管輸供氣成本比較因此，CNG供氣方案相對(duì)于管線供氣方案，更適于向氣源相對(duì)較遠(yuǎn)、用氣規(guī)模不大的中小城鎮(zhèn)供氣。例如葫蘆島分公司采用管輸氣為主氣源，而將LPG混空氣做為管線檢修時(shí)的備用氣源；黃島分公司采用CNG為主氣源，將LPG混空氣做為備用或調(diào)峰用氣源。LPG混空氣方案的燃料成本如下表所示。我們分別對(duì)100 km和500 km的運(yùn)輸距離進(jìn)行測(cè)算，燃料成本如下表所示。另外，如果CNG原料價(jià)格較低，即使運(yùn)輸距離為500 km，采用CNG方案仍然能盈利，優(yōu)于LPG混空氣方案。分析結(jié)果表明[3]，CNG與LNG供氣方案各有自己的優(yōu)勢(shì)，影響方案選擇的因素主要有：氣源情況、運(yùn)輸距離、供氣規(guī)劃、供氣規(guī)模。這使著我們能較靈活地在靠近用氣城市的周?chē)x擇CNG生產(chǎn)地，從而降低CN