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小型LNG气化器点供应用
来源: 新华社 发布时间: 2016-11-19 19:42:02 0 次浏览
小型LNG气化器点供应用

小型LNG气化器点供应用

一、小型LNG气源瓶组撬装供应站的应用背景

城镇燃气传统的供气方式大都是以管道输送为主,通过燃气储输配站、城市门站、调压站和燃气主干管线、支线形成的燃气输送管网,为终端用户提供燃气供应服务。此类方式在管道气源压力稳定、燃气供应矛盾小的城镇一般均能够保证。但近年来,随着国家环境保护力度加大、华北地区因雾霾天气大批量锅炉由燃煤改烧燃气,即便是西部天然气出产地区,燃气供需矛盾在城市已开始凸现,每到冬季用气紧张阶段,不少地方为保证社会稳定,亦采取压工业保民用等调峰手段;即便在重庆主城区,一些距离偏僻、地处条件复杂、靠近森林的餐饮商家,由于铺设管网投资大、山体容易滑坡,维护和抢险困难,大都仍使用散罐液化石油气;主城区周边管网末端一些居民小区,往往因为冬季天然气供应问题,形成集访上访,造成不稳定因素。尤其值得注意的是:重庆市至今还有l50余个中小城镇、退耕还林、集镇改造建设过程中涌现的大量农民新村,由于地处偏远,天然气管网无法迄及,仍以煤或木材为生活燃料;因此,采用建设LNG瓶组撬装站方式,解决上述情况下用户燃气需求,是比较灵活、投资少、建设周期短、效率高的方式。

二、LNG瓶组撬装站供气工艺和设备

LNG瓶组撬装供气的工艺流程是:通过LNG移动加注车将LNG充装到特制的真空绝热瓶(以下简称:钢瓶或杜瓦瓶,其工作压力一般低于lMPa),依靠瓶内工作压力将LNG压出钢瓶进入空温式气化器,吸收空气的热量将LNG气化为接近常温的气体,再经调压、计量、加臭,供给终端用户应用。LNG瓶组供应链包括充装、运输、使用(气化供气)三个环节(1);在瓶组站,供气流程为:LNG钢瓶®空温式气化器®调压计量®加臭(可选)®用户(2)

 

 

LNG瓶组撬装供气是系统构件的组合,其中,最关键要注意的是以下几个工艺环节:

1LNG杜瓦瓶

LNG储存在钢瓶中:双层(真空)结构,内胆用来储存低温液体,其外壁缠有多层绝热材料,具有超强的隔热性能,同时夹层(两层容器之间的空间)被抽成高真空,共同形成良好的绝热系统,静态日蒸发率<2%,充满LNG的杜瓦瓶静置1天压力升高不超过0.1MPa;瓶内设置有专用超压放散阀装置,能够自动控制瓶内压力在安全范围。根据储存量的大小,钢瓶分为立、卧两种:立式瓶(3)容积主要有175L225L275L325L375L,内置增压器和气化器,可提供自增压和约6Nm3h的外输能力;卧式瓶(4)容积一般为410L及以上,自带增压气化器(位于瓶体外),但不能提供LNG气化外输,必须外接气化器才能实现外输供气。

 

2、充装与运输

LNG杜瓦瓶充装有两种方式:无泵充装;②带泵加气机充装。

(1)无泵充装

钢瓶放置在磅秤上,利用金属软管分别将钢瓶的进液口、气相口与储罐的液相、气相管相连,先将钢瓶压力降至0.1MPa左右,对储罐增压至0.6MPa,利用压差将LNG充装进钢瓶中,磅秤数值达到钢瓶充装重量后(480L钢瓶最大充装重量为183kg),停止充装。此种方式的缺点是:①充装控制有滞后性;②对加注站建设要求高(地下式、半地下式储罐的站点无法充装)③LNG为混合物,密度随组分和温度、压力变化,无法全面的以重量判断是否充装满。

(2)带泵加气机充装

此种充装方式,与LNG车载瓶的充装类似。将充装面板通过金属软管连接到钢瓶上,直接通过泵、加气机将LNG储罐/LNG槽车中的LNGH注到瓶中。LNG加注机通过瞬时流量、压力自动判断是否充装满,并自动停止充装(也可定量充装,随时停止)。此种方式的优点是:充装快速、安全,480L钢瓶,从连接软管到充装完、卸下管线,一般仅需7分钟即可完成。因此,从实用技术看,带泵加注机充装具有更高的安全性、可靠性和充装速度。

LNG钢瓶属压力容器、内装低温液体和可燃气体,从技术安全角度看,需要专门的危化品车辆进行运输。运输中,必须对钢瓶进行固定、防止颠簸发生撞击;运输车辆必须保持货箱通风;危化品运输车辆车速必须严格控制,此外,在长距离运输时,应定时停车检查钢瓶压力。

3、气化与供气——LNG瓶组站

LNG瓶组供气站站内主要设备包括:LNG瓶组、空温式气化器、调压器、加臭装置和流量计等。

钢瓶通过自增压气化器增压至设定压力,将LNG压出钢瓶,进入汇流管,流进空温式气化器吸收空气热量气化,经调压阀调压、加臭、计量后通过常温管道送至用户。

使用过程中,为适应用气量的波动,将钢瓶出液口阀门全开,通过调压阀自动控制供气流量。此外,为保障供气的连续性,LNG瓶组站共设二组LNG杜瓦瓶,每组钢瓶数相同,一组使用完后立即切换到另一组,同时将使用完的瓶组运至充装站再充装。杜瓦瓶上有液位传感器,可通过液位显示来判断是否该切换至另一组。

LNG瓶组撬装供应站的设计、目前国家尚无规定的技术标准和规范,建设主要参照《城镇燃气设计规范》的要求进行。LNG钢瓶组与建、构筑物的防火间距见表1

 

LNG瓶组站还应根据运瓶车的货箱底板高度修建瓶组的放置平台,以方便瓶组在运瓶车和平台间搬运。

配置原则上,空温式气化器应设2台,11备,但瓶组站供气主要市场为以临时性补充供气,连续运行时间一般低于5小时,一天使用2—3次,有足够的间隔时间让气化器化冰、霜、复温。因此,可考虑以最大小时供气量的1.5倍选择气化器大小,以节约成本、减小占地面积,而不用选用2(11)

为保证连续性供气,LNG瓶组站通常设置2组钢瓶,l1备,但钢瓶价格昂贵,410L3万以上,480L4万左右。为提高回报率,应保证供气量:①选择可接受以LNG瓶组站常年补充供气的用户;②LNG瓶组站全体撬装化,可在不同用气点定期转运、安装、供气,减少闲置时间。

LNG瓶组站应定期巡查,包括:气化后温度、气化器结冰情况、瓶组压力、是否有漏气等,并根据液位显示,及时切换钢瓶组。

三、几种供气方式特点比较

目前,作为补充供气或临时性用气的,主要有三种解决方案:①CNG减压撬;②LPG瓶组站;③LNG瓶组站。各种供气方式比较见表2

 

三种供气方式比较,CNG减压撬成本最低,但危险性最大,对用气条件苛刻;LPGHLNG均能提供长期稳定的供气需求,但LPG与管道天然气的互换性差导致用户不能在LPG、管道天然气间任意切换。因此,相对而言,LNG瓶组站具有更加广的适用范围和优势。

LNG瓶组站的优势表现在:、建设周期短,不需要进行专门的项目申报,该技术是真空储气瓶与气化撬装设备的有效组合,主要设备专业生产厂家可随时提供;②投资少,该技术不需要大面积的土地,不需要进行大量的基础工程施工,投资费用主要是在购置设备上,而设备的选型一般是根据用户实际需要量确定,用户单位只要能够提供足以置放安装设备的土地即可建设;③、应用灵活,LNG瓶组站除储气瓶可以随时根据需要提供外,其整套设备可随时吊装移动,若某单位用户设备闲置时,可以吊装到其他需要的用户应用。此种方式最适宜于应急补充供气解决片区供气需求矛盾,维护燃气企业社会形象。

四、LNG瓶组站的建设成本分析

LNG瓶组站的建设包括设备投入、土建及人员成本,其中LNG钢瓶站设备投入的50%左右。

10004、区冬季补充供气为例进行成本分析。

补充时间:晚上7点~l0点间,管道供气不足。

以同时工作系数确定最大小时供气量,取一户居民以“燃气双眼灶和快速热水器”的装设标准,同时工作系数为0.13,最高小时供气量约为296Nm3。瓶组站设计300Nm3h,气化器为450Nm3h,以2天用气量设计瓶组站大小,约需14个钢瓶。

 

设备以8年折旧,设备成本约为:0.44元/Nm3。不同规模瓶组站设备成本见表4

 

从表4可以看出,随着瓶组站规模的增大,设备成本逐渐减小;但单个钢瓶价格两达3万元以上,设备成本与储气量增加带来的效益逐渐减小(运输成本、占地面积和安全管理),同时,也可采取快易冷(单个储量可达1600Nm3)的方式替代LNG钢瓶(但须现场充装,对充装设备要求高,需配备移动充装设备,投资额增加约200),能带来储气量的极大增加和设备成本的极大降低。因此,一般LNG瓶组站建站规模不大于20个,同时尽量保证供气总量以降低折旧成本。

LNG瓶组撬装供应站建没需要注意的几个问题

自去年12月以来,针对南岸茶园政府小区气源供应紧张的问题,南岸分公司与压缩天然气公司共同研制了以LNG瓶组供应方式,作为补充供气手段,缓解天然气供应紧张状况,在茶园政府小区临时租用了约400平方米的场地,建立了~个小型LNG瓶组撬装供应站,自投入运行以来,已为片区用户经提供LNG,供气压力工况稳定,运行安全可靠。运行情况证明,以此种方式作为补充供气手段,解决季节性气源供应紧张问题,在技术安全方面是可行的。但是,在推广应用过程中,需要注意的把握的是:

1、要争气政府主管部门的重视和政策支持,努力培育好市场。在目前国内天然气管网尚未形成、冬季供气缺口较大的情况下,应该说,以LNG瓶组撬装供应作为应急补充供气手段,有较大的市场前景,但由于重庆LNG瓶组供气未形成一个从LNG气源供应、储存基地、LNG移动加注、充装配套供应系统、再加之政府有关部门对LNG移动充装、专用车辆行驶限制严格,经营环境不宽松,专业公司只能靠打擦边球经营。因此,需要研究如何争取政府在政策方面的支持,尽可能由政府、燃气企业、用户多方协作,打造一个专业平台,共同推进重庆的LNG瓶组供气应用技术的发展。

2、确定LNG合理销售价格,争取政府财政补贴。

LNG瓶组站是为了满足临时用气需求、冬季短暂缺气、管道铺设难度大而采取的供气方式,是保障用户正常生活、经营的目前最佳的保障方案;但比较于管输天然气和CNGLNG长期合同价格5000,屯左右,供应紧张时波动浮动价格高达6000元/吨(气化后折合每方在4元以上),加上运营成本售价在5元/Nm3左右,此外,建设LNG瓶组站又需要一定的资金投入,一些大中客户因为用气成本高,担心重庆主城区无LNG储备基地,LNG气源供应无保证、价格变动大,而对此不是十分积极,一般普通居民用户非政府强力推进,更不容易接受此价格。同时,燃气供应企业也无法大范同承担瓶组站供气带来的价格倒挂与设备、运营成本(主要为LNG钢瓶运输车和新建LNGjJH注站)。因此,作为专业公司,应积极争取政府在倡导环保、推广LNG应用的过程中,对燃气供应企业采取的保障生活、生产供应的LNG带来的价格倒挂给予一定的财政补贴。

3、建立形成完备的安全管理技术制度

由于LNG瓶组站主要用于解决边远地区城镇和小型工业、商业、民用户以及开发中的施工现场的燃气供应问题,经营范围分布广、距离远,增加了LNG]瓶的运输困难,瓶组站的安全管理、现场巡查也难以保证。其运行管理需要研究出一套系统全面、符合国家规范的安全管理制度;在瓶组站建设和推广过程中,尽量以用户投资建设设备、燃气企业提供专业化培训、用户专人自行管理的方式,明确运营和安全管理的责任人为用户,应急救援责任人为燃气企业。以强化瓶组站的现场安全管理和隐患处置的及时性。

此外,在技术上,由于LNGH瓶的充装需用金属软管将钢瓶和加注枪或储罐液相管相连,钢瓶和金属软管间依靠螺纹硬连接,钢瓶充装完后需要直接用防爆工具将螺纹松开,先将残液放空,卸下软管才能继续充装下一个钢瓶。容易导致充装效率低并造成安全隐患。建议,尽最使用LNG加注机加注,降低靠压差充装、以重量决定是否充满带来的安全隐患;将钢瓶集成充装面板,与LNG车用瓶充装形式类似,避免充装后残液放空带来的安全隐患。

4、尽量采用移动撬装加注方式。

LNG加注站建设成本大、运营成本高,60m3LNG储罐的加注站设备成本在400万左右(无泵站成本约250)LNG充装前后会产生大量的BOG,经营单位必须具有移动压力容器充装证资质、专业人员也需要具备LNG操作资质,而花巨额投资建设一个LNG站或加注站,只是充装LNG钢瓶,将造成极大的资源浪费和给经营企业带来极大的运营压力,因此,在推广LNG瓶组供应站过程中,应同时推广LNG车用加注、L-CNG业务。专业公司应同时储备一定数量移动撬装设备,也可以与专用设备生产厂家合作,实行订单式的设备生产,以保证客户随时需要。而LNG瓶组站全体撬装化后,可在不同用气点定期转运、安装、供气,减少闲置时间。