CNG培训课件11970.doc
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1、安瑞科(蚌埠)压缩机有限公司营销中心 加气站技术普及手册Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.目 录第一部分 城镇CNG供气技术术的应用一、城镇CCNG供气技术术介绍 -1二、城镇CCNG供气技术术适用性分分析 -5三、总结 -9第二部分天天然气加气气站介绍一、天然气气汽车的优优越性 -10二、天然气气汽车加气气站分类 -111三、天然气气加气站设设计参数 -111四、建站过过程中及建建站设备需需执行的技技术标准-133五、加气母母站工艺 -144六、加气母母站系统设设备配置 -155七、加气母
2、母站设备及及特点说明明-16八、加气母母站投资估估算- -199九、加气子子站工艺- -200十、加气子子站系统设设备配置- -200十一、加气气子站工艺艺特点- -21十二、加气气子站工艺艺设备- -22十三、加气气子站投资资估算- -24十四、加气气站系统运运行方案及及拖车投资资- -24十五、标准准站工艺- -255十六、标准准站系统配配置- -266十七、标准准站系统设设备及特点点说明-27十八、标准准站投资估估算 -333第三部分 CNG运输车及及减压站介介绍1.HGJJ93600GG型高高压气体运运输半挂车车- -3442.撬装压压缩天然气气调压站- -38第一部分 城镇CNG供气
3、技术术的应用在二十世纪纪,由于环环境污染及及温室效应应日益严重重,人们逐逐渐把目光光转向了被被誉为清洁洁能源的天天然气。天天然气一直直是我国大大力发展的的城市气源源,特别是是“西气东输”等项目的的开展更将将其推向高高潮。由于气源条条件和地理理条件的限限制,许多多距离气源源或输气干干线较远,而而用气量不不大的中小小城市,因因铺设长输输管线投资资较大,而而无法采用用管输供气气。因此,许许多中小城城市采用了了非管输供供气做为过过渡气源或或永久气源源。综合起起来,我国国主要采用用的非管输输供气技术术主要有下下列三种:CNG供气技术术、LNG供气技术术及LPG混空气供供气技术。CNG供气气技术相对对于管
4、输供供气、LNG供气、LPG混空气供供气技术,在在一定适用用条件下有有着明显的的优越性。在在国内,新新奥集团股股份有限公公司是应用用城镇CNG供气技术术最多的单单位,同时时对其他三三种供气技技术也有应应用。因此此此部分以以新奥集团团的实践工工作为基础础,综合介介绍城镇CNG供气技术术,并对其其适用性进进行分析。一、城镇CCNG供气技术术介绍城镇CNGG供气技术术是一种非非管输供气气技术,将将天然气通通过公路等等运输方式式运到用气气地,为提提高单趟运运输量并降降低运输成成本,在气气源地将较较低压力的的天然气压压缩至20.00 MPaa或25.00MPa的高压(目目前我公司司生产运行行压力分别别为
5、20.00 MPaa和25.00MPa的两种CNG运输车)。主主要有三个个环节:A、CNGG生产:将将天然气净净化并压缩缩到20.00 MPaa或25.00MPa;B、CNGG运输:将CNG输入CNG运输车中中并运输到到用气地;C、CNGG减压:将将高压的CNG减压到城城市管网压压力,然后后计量、加加臭送入管管网。1、CNGG生产新奥集团目目前已建成成并成功运运营了廊坊坊站和山东东站两个CNG加气站,分分别负责京京津大区和和山东大区区的非管输输天然气供供应,盐城城站业已建建成并准备备对江浙地地区供应非非管输天然然气。 CNG加加气站主要要生产工艺艺系统由过过滤、计量量、压缩、脱脱水、储存存等组
6、成。下下面介绍主主要的工艺艺及相关的的参数。a压缩压缩工艺是是CNG生产技术术的核心。气气源的压力力一般较低低,需要经经压缩机压压缩至20.00 MPaa。新奥集集团采用了了水冷活塞塞式压缩机机,四级压压缩流程。以以廊坊加气气站为例,CNG生产能力力为25000 Nm3/h,采用了了排量为5500 NNm3/h的天然气气压缩机5台,如图1所示。气气源压力为为0.3MMPa,经压缩缩机一级气气缸增至00.981.088MPa,然后进进入一级冷冷却器进行行冷却,再再进入一级级油水分离离装置进行行油水分离离;然后进进入二级气气缸,压力力被增至22.983.299MPa,再进入入二级冷却却器冷却;然后
7、经三三级气缸增增至9.510.77MPa,再进入入三级图 1 廊坊CNG加气站压压缩机冷却器进行行冷却;然然后经四级级气缸增至至20.00 MPaa,再进入入四级冷却却器进行冷冷却,高压压气体经四四级油水分分离装置进进行油水分分离后,经经单向阀进进入高压脱脱水装置。b脱水 天然气在在高压状态态下容易析析出水分和和形成水化化物。水和和二氧化碳碳、硫化氢氢结合,会会对钢类容容器造成腐腐蚀;水化化物在聚集集状态下类类似冰或致致密的雪,会会缩小管道道流通截面面,堵塞管管路、阀件件和设备。因因此为保证证生产设备备的安全,尤尤其是用于于运输的高高压钢瓶的的安全,按按照美国DDOTE80009标准要要求,出
8、站站天然气所所含水分应应少于7.8 mgg/m3。通常采用的的脱水方式式有两种:高压脱水水和低压脱脱水。当采采用无油润润滑式压缩缩机时,应应采用低压压脱水方式式;当采用用有油润滑滑压缩机时时,一般采采用高压脱脱水方式。新新奥集团由由于采用的的是有油润润滑压缩机机,因此采采用了固体体吸附高压压脱水装置置,用分子子筛做吸附附剂。吸附附剂吸水饱饱和后,采采用电加热热天然气来来再生吸附附剂。如图图2所示。2、CNGG运输(以以运行压力力20.00MPa运输车为为例)经过大量调调研,新奥奥集团确定定采用瓶组组式拖车做做为CNG运输车。单单车瓶组由8只筒形钢钢瓶组成,每每只钢瓶水水容积为2.255 m3,
9、单车运运输气量为为45500 Nm33。由于CNGG运输车必须耐高压压,且处于于运动状态态,因此对对安全性要要求高,美美国标准DOT-E80009对此有明明确的规定定。如何在在保证安全全性的前提提下,尽量量提高单车车运输量?这与钢瓶瓶的参数、材材质、组装装工艺、牵牵引车性能能、公路等等都有关。其其中,钢瓶瓶参数与天天然气储量量的关系如如表1所示。由由表中数据据可知,设设计压力对对钢瓶的直直径、最小小壁厚有很很大影响,从从而影响了了单瓶的储储气量,新新奥集团通通过调研,选选择了设计计压力为20.00 MPaa、直径为559 mm的钢瓶。新新奥集团自自己生产的的CNG运输车如如图3所示。表1 钢钢
10、瓶参数与与运输量的的关系设计压力MPa直径mm最小壁厚mm长度m平均重量kg公称水容积积m3天然气储量量Nm316.655913.610.97722932.3111493.1120.055916.410.97727472.2544568.8826.645717.910.97724241.4411446.33图3 新奥CNG运输车3、CNGG减压供气气CNG经运运输车运输输进站后,卸卸车进入调调压间,经经三级或二二级调压减减至0.30.4MMPa,然然后经计量量、加臭后后进入城市市管网。下下面介绍CNG减压供气气的主要工工艺及相关关参数。CNG减压压的过程可可近似地看看作绝热过过程,伴随随着温度
11、降降低现象,由由于压降较较大,减压压后的天然然气温度会会降到零下下几十度。为为避免低温温对调压器器等装置造造成损伤,增增加减压稳稳定性,并并充分利用用CNG的压力进进行储气,通通常采用三三级减压。对对于较小流流量的减压压装置,若若不考虑储储气,也可可采用二级级减压方式式。以平谷的CCNG减压站为为例。来自自运输车的的CNG先进入一一级紧急切切断阀,然然后进入一一级换热器器进行加热热(换热器器采用管壳壳换热器,气气体走管程程,热水走走壳程),升升温后的气气体进入一一级调压器器进行减压压,压力减减至7.0 MPa;再再进入二级级换热器进进行加热,然然后进入二二级调压器器(内装紧紧急切断阀阀)进行减
12、减压,压力力减至1.6MPaa后;如果果储罐需要要储气,则则调节相应应阀门向储储罐充气,否否则燃气进进入三级调调压器,将将压力减至至0.3MMPa;然后经经计量和加加臭工序输输往城市管管网。新奥奥集团自己己生产的减减压装置如如图4所示。图4 新新奥CNG减压设备备二、城镇CCNG供气技术术适用性分分析管输供气、CNG供气、LNG供气及LPG混空气技技术各有自自己的适用用条件。新新奥集团在在不同的城城市分别应应用了这四四种技术。下下面结合实实践,通过过CNG供气方案案与其他方方案的比较较及实例,来来分析城镇镇供气技术术的适用性性。1、CNGG供气方案案与管输供供气方案的的比较目前新奥集集团共有三
13、三个城市采采用管线供供气方案,这这三个城市市皆临近天天然气长输输管线且用用气量较大大。实践证证明,管线线供气具有有供气稳定定可靠、便便于运行管管理的优点点,并且在在距离较近近的条件下下,其经济济性也较好好。 不过,管管输供气方方案在某些些情况不宜宜使用。例例如,诸城城现状人口口有17万,远期期的用气量量较大,附附近并无气气源,铺设设几百公里里的长输管管线来供气气显然是不不经济的。但但采用CNG供气方案案,则具有有投资省、工工期短、见见效快、运运营成本较较低的优点点。 CNG供供气与管线线供气方案案的选择主主要取决于于供气规模模和气源距距离,如图图5所示, 其中,CNG供气方案案中包括了了CNG
14、加气站、运运输车、减减压站、管管网;管输输供气方案案包括长输输管道、门门站、管网网1。天天然气原料料价格取11.2元/m3。结合大大量的实践践,可得出出如下结论论:a供气规模模相同的情情况下,随随着运距的的加大,CNG输送和管管线输送的的投资及成成本均呈现现增长趋势势,其中管管线方案的的增幅较大大;b当供气规规模较小时时(2万户),当当运距超过过一定距离离时(80 kkm)CNG供气气方案优于于管线供气气方案,距距离越大,CNG供气方案案的优势越越明显;随随着供气规规模的增大大(5万户),CNG供气方案案优于管线线方案的运运距也增大大(300 km)。价格 元/Nm3运输距离 kmDBCAA、
15、 管输供气方方案(2万户)的的燃气成本本;B、管输供供气方案(5万户)的的燃气成本本;C、CNGG供气方案案(2万户)的的燃气成本本;D、CNG供气方案案(5万户)的的燃气成本本图5 CCNG与管输供供气成本比比较因此,CNNG供气方案案相对于管管线供气方方案,更适适于向气源源相对较远远、用气规规模不大的的中小城镇镇供气。2、CNGG供气方案案与LPG混空气供供气方案的的比较许多城镇采采用LPG混空气做做为主要气气源,但新新奥集团仅仅将该方案案作为备用用气源。例例如葫芦岛岛分公司采采用管输气气为主气源源,而将LPG混空气做做为管线检检修时的备备用气源;黄岛分公公司采用CNG为主气源源,将LPG
16、混空气做做为备用或或调峰用气气源。这主主要是从燃燃料综合成成本上来考考虑的。LPG混空空气方案的的燃料成本本如下表所所示。表2 LLPG混空气方方案燃料成成本热值MJ/m33原料成本元元/m3其他成本元/m3综合成本元/m3售价元/m3盈亏元/m3比价元/1000MJ453.31.04.33.8-0.58.3CNG供气气方案中,气气源价格取取为1.2元/Nm3,热值为40 MMJ/Nmm3,经加气气站核算压压缩加气成成本为0.3元/Nm3,假设城城市日用气气量为400000 m3。我们分分别对100 km和500 km的运输距距离进行测测算,燃料料成本如下下表所示。表3 CCNG供气方案案燃料
17、成本本距离kmCNG运输输车(辆)运输成本元/Nm33其他成本元/m3综合成本元/Nm33售价元/m3盈亏元/m3比价元/1000MJ10050.250.42.152.50.356.050090.660.42.562.5-0.0666.0事实上,从从新奥集团团的两个CNG加气站到到各减压站站之间的距距离均在100200 km之间,CNG到减压站站的价格均均在1.72.0元间,因因此实践证证明CNG供气方案案优于LPG混空气方方案。另外外,如果CNG原料价格格较低,使使压缩后的的CNG价格低于于1.4元/Nm3,即使运运输距离为为500 km,采用CNG方案仍然然能盈利,优优于LPG混空气方方案
18、。3、CNGG供气方案案与LNG供气方案案的比较新奥集团准准备在蚌埠埠采用城镇镇LNG供气技术术。分析结结果表明3,CNG与LNG供气方案案各有自己己的优势,影影响方案选选择的因素素主要有:气源情况况、运输距距离、供气气规划、供供气规模。a气源情况况 CNG加加气站生产产设备已实实现国产化化,投资成成本较小,运运行费用较较低,因而而对气源地地的要求不不高。这使使着我们能能较灵活地地在靠近用用气城市的的周围选择择CNG生产地,从从而降低CNG的运输成成本。 而对于LNG母站,由由于净化、液液化工艺复复杂,要将将天然气冷冷却到-1633 以下,设设备投资大大,运行费费用高。LNG液化站一一般应建在
19、在气源处,气气源充足,气气价低,LNG产量大,便便于回收投投资。因此此,LNG液化站一一般距离用用气城市较较远。 由于LNNG液化站的的投资比CNG压缩站要要大得多,在在此不予分分析,我们们仅对LNG和CNG的出厂价价给予比较较:表4 CCNG与LNG出厂价格格(调查价价格)CNG北京压缩站站CNG廊坊压缩站站LNG濮阳液化站站LNG深圳接收站站LNG日本接收站站1.75元元/ Nmm31.75元元/Nm31.6元/Nm31.65元元/ Nmm31.46元元/Nm3b运输距离离 从单车运运输量看,水水容积为27 mm3的LNG运输车单单车运输量量为167440 Nmm3,是CNG运输输车运输量
20、量(45500 Nm33)的3.6倍,因此LNG的运输费费用明显低低于CNG。我们计计算了LNG运输车的的运输成本本:对于前前述供气能能力,当运运输距离为为100 km时,需2台LNG运输车,运运输成本为为0.04405元/ Nm3;当运输输距离为500kkm时,需3台LNG运输输车,运输输成本为0.18177元/ Nm3。CNG相应运输输成本如表表3所示,所所以在相同同运输距离离条件下,CNG运输成本本明显高于于LNG。不过,前前面已提出出,LNG气源地一一般较远,而CNG的气源地相对较近,这在方案比较中必须充分考虑。c供气规划划 在何时通通过长输管管道供气也也是影响方方案选择的的一个主要要
21、因素。因因为如果在在较短的时时间内即可可通气,CNG方案中的的球罐就可可发挥作用用,LNG储配则需需另建球罐罐;CNG系统较简简单,可方方便地挪为为他用。假假设系统供供气设计能能力为40000 Nm33/h,日用气气量为4万Nm3。则考虑虑相同的储储气能力,LNG供气方案案中气化站站的主要设设备投资为为620万元;CNG供气方案案中减压站站的主要设设备投资为为946万元,其其中球罐投投资为780万元,在在长输管线线到达后还还可继续利利用1。 如果在较较长时间内内仍无管道道供气的可可能,考虑虑到气源价价格及运输输费用,应应优先考虑虑LNG方案。d供气规模模 对于在一一定时间内内有可能长长输管道供
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