城鎮燃氣氣源的選擇

隨著西氣東輸工程的竣工，沿線主要城鎮都在積極建設輸氣管道，將天然氣作為城鎮燃氣氣源，然而對于那些遠離天然氣輸氣管道的城鎮，如何選擇合適的氣源,提供合理的供氣方案是值得我們探討的問題。本文以供氣對象為20000戶居民及部分商業用戶的城鎮為例。進行供氣方案比較。每戶以2.5人計；用氣量指標按2303MJ/（人`a）計；居民生活用氣量；商業用氣量，其他勇氣量比例為0.75:0.22:0.03

1. LGP混合氣方案
LGP與空氣或其他熱值較低的可燃氣體，按一定比例混合后,可直接供給燃氣用戶或作為調峰氣源。混合方式可采用引射式，鼓風式或比例式。混氣比例按我過標準《城市燃氣分類》并參考西氣東輸天然氣的基本參數，確定LGP與空氣的體積混氣比為48：52。
1) 基本參數
密　　度：1.82kg/m3
低 熱 值：53.04MJ/m3
露　　點：18℃
爆炸極限：1.7%-9.7%
2) 工藝流程
儲罐中的LGP通過穩壓泵送至氣化起氣化。氣態LGP經調壓后送入混合器：空氣由鼓風機加壓，經過干燥處理后也送入混合器：在混合器中氣態LGP于加壓空氣以體積比48：52的比例混合，經計量和加臭后，以0.2Mpa壓力進入城區輸配管網的
 

3) 主要設備選型
1、LGP儲罐.按供氣規模和LGP儲存計算月平均日一周量,站內建2臺100m3臥式儲罐.儲量約100t.儲罐壓力為1.77Mpa,設計溫度為-19-50℃。
2、LGP氣化器.高峰小時LGP用量為2325kg/h的熱水式氣化器3臺,2開1備.供水溫度為75℃,回水溫度為65℃
3、空氣鼓風機.高峰小時供氣量為2061m3/h,選擇流量為10.6m3/min的雙級羅茨空氣鼓風機3臺,2開1備。
4、LGP混合器.根據高峰小時供氣量為2061m3/h,選擇3臺混合能力為1200m3/h的混合器,2開1備。
2.CNG
在加壓充氣站,天然氣凈化壓縮至20—25Mpa后,向CNG壓鋼瓶沖氣.當拖車上的鋼瓶壓力達到設定值后,壓縮機便自動停止充氣.CNG瓶拖車通過公路送到CNG氣站.1995年10月在我國新疆鄯善首次采用CNG為城鎮燃氣氣源,目前CNG氣站以達數十座。
1)基本參數　
壓　　力：20—25Mpa
溫　　度：-5-50℃
密　　度：0.76kg/m3
低 熱 值：36.19MJ/m3
爆炸極限：5.0%-5.1%

2)工藝流程
CNG氣系統主要由加壓氣站,CNG瓶拖車,CNG加壓充氣站由鋼瓶拖車,通過公路運至CNG氣站.在供氣站,CNG進入一級換熱氣加熱,再進入一級調壓氣減壓,二級換熱器,二級調壓氣和三級調壓器,最后將力調0.2Mpa,經計量加氣后送入城區輸配管網


2)主要設備選型
　1、CNG鋼瓶拖車和牽引頭.按供氣量1.63×10000m3/d計算.1輛鋼瓶車一次可儲運天然氣約除去CNG充裝和供氣的時間,每輛拖車一天運行兩趟.因采用鋼瓶拖車直接供氣,加氣站隨時要有4000m3。輛鋼瓶拖車在站內,在CNG充裝和供氣時可將牽引頭卸掉.本方案設置鋼瓶拖車5輛,牽引頭3輛即可滿足供氣要求。
　2、調壓裝置.擬選橇裝式調壓裝置,內置緊急切斷閥,換熱器,過濾及計算裝置等.CNG壓力由20Mpa后進入城區中壓輸配管網.

3.LNG方案
　天燃氣經凈化處理和深度冷卻后變成液體.LNG液化前后的體積比為625：1.LNG可通過汽車,火車和輪船進行長距離運輸,運至LNG氣化站氣化后供應城區用戶.存儲液態10m3的LNG可供10000戶居民一天的生活用氣上海浦東LNG工廠已于2000年4月建成投產,供氣量100000m3/d,主要用作調峰及備用氣源.新疆廣泛集團建設的吐哈油田LNG工廠已于2003年12月建成投產,擴建后供氣量可達9000000m3/d將成為我國****的LNG生產基地。另外我國已計劃在沿海城市建設多座LNG大型接收站,用于進口LNG.首座建在廣東深圳大鵬稱頭角的LNG接收站,預計在2006年建成投產。
1) 基本參數
臨界壓力： 4.49Mpa
臨界溫度： -82.3
沸　　點： -161.5℃
熔　　點： -182℃
著 火 點： 650℃
液態密度： 0.467t/m3
氣態密度： 0.863kg/m3
液態熱值： 50.18MJ/kg
氣態熱值： 38.06MJ/m3
爆炸極限： 5%-15%

2)化站工作流程
　LNG槽車在卸車臺通過槽車增壓器增壓后將LNG送入LNG儲罐儲存.氣化時通過儲罐增壓器0.5—0.6Mpa后自流入到空浴式氣化器.在浴式氣化器中,LNG與空氣換熱成為氣態天然氣.在經過緩沖罐,調壓,計量,加臭后,天然氣以0.2Mpa壓力進入城區輸配管網.

3)氣化站主要設備選型
1、LNG儲罐.
　LNG儲罐的隔熱方式分3種類型.第1種為真空粉末隔熱,夾層抽真空,填充粉末.由于其運行維護方便,目前國內大多數LNG氣化站采用50m3和100m3立式圓筒型雙金屬真空粉末隔熱LNG儲罐.第2種為正壓堆積隔熱,采用夾層充氮氣,因絕熱層較厚,用于大型LNG儲罐.第3種為真空多層隔熱,采用高真空多層纏繞絕熱,多用于LNG槽車.本方案站內需建100m3立式圓筒型雙金屬真空粉末隔熱LNG儲罐2臺。
　2、空浴式氣化器.氣化器的氣化能力根據高峰小時用氣量確定.本方案用1500m3/H空浴式氣化氣4臺,分2組每組2臺,可互相切換使用。水浴式加熱器.冬季環境溫度較低,當空浴式氣化器出口天然氣溫度低5℃時,在空浴式氣化器后串聯水浴式加熱器,對氣化后的天然氣進行加熱.本方案擬用3000m3/H水浴式加熱器1臺,站內自建鍋爐供加熱用熱水。
　3、增壓氣.為了使儲罐內的LNG能夠自流到氣化器中,則儲罐的壓力要高于氣化器的壓力,為此需在儲罐處設置增壓器,當儲罐壓力低于設定值時,自力式升壓調壓閥會自動開啟,LNG即進入增壓器,氣化后的天然氣再回到儲罐頂部，從而達到儲罐增壓的目的。
　4、BOG加熱器.BOG是槽車和儲罐的蒸發氣體,日蒸發率一般為儲量的0.3%.這部分蒸發的氣體如不及時排出,會使槽車和儲罐上均設有降壓調節閥,當壓力超出設定值時,降壓調節閥會自動排出BOG.因此在站內還設有BOG加熱器和緩沖罐，回收BOG。