作者：高慧娜，聶廷哲，高華偉，解東來
第一作者單位：中國燃氣控股有限公司 總部工程技術(shù)部
摘自《煤氣與熱力》2017年12月刊
1 概述
目前，大氣污染已成為關(guān)注話題，散煤替代工作刻不容緩，而煤改氣是能源結(jié)構(gòu)向低碳、清潔、高效轉(zhuǎn)型升級的重要途徑［1］。隨著治理環(huán)境污染力度的加強，各地煤改氣工作現(xiàn)正迅速開展，特別是對于用氣量不大的農(nóng)村煤改氣項目，常用的供氣方式有CNG瓶組供氣站、LNG瓶組氣化站兩種小型供氣氣源，隨著LPG價格的下降，部分地區(qū)使用LPG供氣具有一定的價格優(yōu)勢，對于規(guī)模不大的用戶，氣源選擇成為值得研究的問題。為了指導燃氣公司合理選擇小型供氣氣源，實現(xiàn)投資收益的最大化，特撰寫本文。
2 小型氣源介紹
現(xiàn)燃氣項目中使用LNG瓶組氣化站及CNG瓶組供氣站的供氣方式較多，使用LPG瓶組混氣站的項目較少，現(xiàn)對3種類型的供氣站進行介紹。
①LPG瓶組混氣站
LPG瓶組混氣站以文丘里管引射空氣的方式將LPG與空氣進行混合給用戶供氣。LPG瓶組混氣站單體裝置分為供氣規(guī)模30 m3/h和100 m3/h兩種規(guī)格，單體裝置可并聯(lián)運行。LPG瓶組混氣站從LPG氣瓶取氣，與空氣混合后供給用戶。單體裝置特點是體積小、質(zhì)量輕、移動方便。供氣規(guī)模為30 m3/h的LPG瓶組混氣裝置混合罐與其他設(shè)備集成于一體。供氣規(guī)模為100 m3/h的LPG瓶組混氣裝置混合罐與其他設(shè)備分離，需外接混合罐進行供氣。
LPG瓶組混氣站工藝流程見圖1（圖中，紅線為控制線，虛線框范圍內(nèi)為30 m3/h一體型混氣裝置機箱范圍）。從LPG氣瓶出來的天然氣經(jīng)過切斷閥、中中壓調(diào)壓器、開閉閥與通過文丘里引射管引射的空氣混合進入混合罐，均勻混合后引出，混合氣經(jīng)過中低壓調(diào)壓器調(diào)壓后供給燃氣用戶?；旌瞎蕹隹诘幕旌蠚鈮毫髦燎袛嚅y，當混合氣的壓力超過切斷閥設(shè)定壓力時，切斷閥切斷，保證用氣安全。開閉控制器根據(jù)混合氣及中中壓調(diào)壓器調(diào)壓后的壓力控制開閉閥的開度，從而調(diào)節(jié)進氣量。
圖1 LPG瓶組混氣站工藝流程
考慮到混合氣與天然氣的互換性，以丙烷體積分數(shù)為80%的LPG與空氣混合進行計算，LPG與空氣混合體積比一般為52∶48～64∶36。因單體裝置中LPG為自然氣化，為了保證足夠的空氣引射量，LPG氣化壓力不應低于0.4 MPa，這就要求供氣時，室外溫度不應低于0 ℃且LPG中丙烷的體積分數(shù)應不低于80%。
LPG瓶組混氣站參照LPG瓶組氣化站進行設(shè)計，裝置外接LPG氣瓶的總?cè)莘e一般不大于4 m3。裝置防火間距的要求參照GB 51142—2015《液化石油氣供應工程設(shè)計規(guī)范》執(zhí)行。
②LNG瓶組氣化站
LNG瓶組氣化站，根據(jù)GB 50028—2006《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》第9.3.1條第1款：氣瓶組總?cè)莘e不應大于4 m3?？捎糜趯用裥^(qū)或工商業(yè)用戶供氣，最大供氣能力約為3 000戶。常用的LNG瓶組氣化站工藝設(shè)備分為LNG氣瓶、加臭裝置、氣化器、調(diào)壓計量裝置。LNG瓶組氣化站見圖2。
圖2 LNG瓶組氣化站
③CNG瓶組供氣站
CNG瓶組供氣站供氣能力較小，用于對小規(guī)模居民小區(qū)或工商業(yè)用戶進行供氣。根據(jù)GB 51102—2016《壓縮天然氣供應站設(shè)計規(guī)范》，氣瓶組總幾何容積一般不大于4 m3，考慮到運營的需要，供氣規(guī)模不宜大于1 000戶。
3 供氣站對比分析
LPG瓶組混氣站、LNG瓶組氣化站、CNG瓶組供氣站的投資、供氣規(guī)模、運營成本的比較分析見表1。
表1 供氣站對比分析
可以看出，供氣方式中LNG瓶組氣化站投資較高，供氣規(guī)模較大、運營成本較高；CNG瓶組供氣站投資居中、供氣規(guī)模居中、運營成本高；LPG瓶組混氣站投資較小、供氣規(guī)模較小、運營成本較低。對具體工程，依據(jù)各種供氣方式投資情況、供氣規(guī)模的大小、運營成本進行供氣方式選擇。
4 供氣方式選擇建議
4.1 選擇基礎(chǔ)條件
氣源應能滿足用戶的需求，且距離在合適范圍內(nèi)。CNG瓶組充裝的經(jīng)濟距離為100 km以內(nèi)；LNG瓶組充裝經(jīng)濟距離為100 km以內(nèi)。LPG瓶組混氣裝置使用溫度、氣質(zhì)成分應滿足上述要求。
在經(jīng)濟性測算時，若采用一種方案兩年內(nèi)因采購價差節(jié)省的成本高于項目多出的投資，則考慮選擇此方案，否則不選擇此供氣方案。
4.2 項目供氣方案選擇建議
通過以上基本條件的設(shè)定，根據(jù)經(jīng)濟性分析測算結(jié)果，供氣方案選擇建議如下。
2若不同方案土地租賃及管網(wǎng)投資差異較大，則需將以上因素納入計算內(nèi)容。
3計算時按在經(jīng)濟距離內(nèi)考慮，未考慮運營成本的因素影響，若運營成本差異較大，則也應納入計算內(nèi)容進行比較分析。
①居民戶數(shù)多于3 000戶
因用戶供氣規(guī)模較大，建議選擇LNG瓶組氣化站供氣。
②3 000戶的居民用戶
a.優(yōu)選LNG瓶組氣化站供氣。b.若建設(shè)CNG瓶組供氣站手續(xù)辦理、選址容易，CNG單價比LNG低0.3 元/m3時，可選用CNG瓶組供氣站供氣，但需建設(shè)3個CNG瓶組供氣站供氣。c.不建議選用LPG瓶組混氣站供氣。
③2 500戶的居民用戶
a.優(yōu)選LNG瓶組氣化站供氣。b.若建設(shè)CNG瓶組供氣站手續(xù)辦理、選址容易，CNG單價比LNG低0.4 元/m3時，可選用CNG瓶組供氣站供氣，但需建設(shè)3個CNG瓶組供氣站供氣。c.不建議選用LPG瓶組混氣站供氣。
④2 000戶的居民用戶
a.優(yōu)選LNG瓶組氣化站供氣。b.若建設(shè)CNG瓶組供氣站手續(xù)辦理、選址容易，CNG單價與LNG單價相當?shù)那闆r下，可選用CNG瓶組供氣站供氣，需建設(shè)2個CNG瓶組供氣站供氣。c.不建議選用LPG瓶組混氣站供氣。
⑤1 500戶的居民用戶
a.優(yōu)選LNG瓶組氣化站供氣。b.若建設(shè)CNG瓶組供氣站手續(xù)辦理、選址容易，在CNG單價比LNG低0.25 元/m3時，可選用CNG瓶組供氣站供氣，需建設(shè)2個CNG瓶組供氣站供氣。c.不建議選用LPG瓶組混氣站供氣。
⑥1 000戶的居民用戶
a.建議使用CNG瓶組供氣站。b.若LNG單價比CNG低0.4 元/m3，可選用LNG瓶組氣化站供氣。c.不建議選用LPG瓶組混氣站供氣。
⑦500戶的居民用戶
a.建議使用CNG瓶組供氣站。b. 若LNG單價比CNG低0.8 元/m3，可選用LNG瓶組氣化站供氣。c.不建議選用LPG瓶組混氣站。
⑧300戶及以下的居民用戶
a.可選用LPG瓶組混氣站、CNG瓶組供氣站、LNG瓶組氣化站3種供氣方式供氣。b.供氣方式應根據(jù)氣源情況、運距的遠近、氣源價格、投資大小、征租地費用高低等因素進行最終確定。
選擇以上方案時，居民用戶規(guī)?？蓞⒄展夥桨妇徒x擇。
參考文獻：
［1］王藝. 實施“煤改氣”改善大氣環(huán)境［J］. 城市燃氣，2016（3）：46.
