德市合理利用LNG的实践

常德市合理利用LNG的实践

湖南省常德市江北城区已建有供应10万户居民及部分公福用户的岩坪混气站及一次性储存LPG2000t的储气中心1座，即将兴建约2万户规模的德山混气站，现市江北城区约有2万户居民及40多户公福用户使用上安全、洁净的管道燃气，年消耗混气约250多万m3，预计2005年将达500多万m3，由于LPC价格的不断上涨，我市于2004年11月开始采用新疆广汇液化天然气有限公司的LNC作为气源，现介绍如下。
1 用气规模与参数
1．1 LPG组分及特性，见表1。
1．2 LPG混空气组分及特性，见表2。
1．3广汇LNG组分及特性，见表3。
1．4用气量计算，见表4。
2 原设计的混气工艺流程与设备
2．1工艺流程
LPG汽车槽车进站经无基坑自动电子汽车衡计量后，驶至汽车槽车装卸柱，利用LPG压缩机将其卸人储罐，贮罐内液态LPG靠背压或经稳压泵送人热水加热式气化器。在气化器内液态LPG经热水加热生成气态LPG后进入引射式混合器。
表1

名称组分mol％		丙烷10.2，丙烯21.7％，正丁烷6.3％，异丁烷21.3％，丁烯-1：16.2％，异丁烯10.3％，反丁烯9.2％，顺丁烯4.8％，合计100%
液态热值(kJ/kg)
气态热值(kJ/m3)
饱和蒸汽压(MPa)	-10℃	0.181
	0℃	0.253
	20℃	0.460
	40℃	0.780
	50℃	0.993
气化潜热(kJ/kg)		350
液态密度(kg/m3)		544(0℃)
气态密度(kg/m3)		2.42
爆炸极限		9.78％～1.68％

表2

名称组分mol％	丙烷10.2，丙烯21.7％，正丁烷6.3％，异丁烷21.3％，丁烯-1：16.2％，异丁烯10.3％，反丁烯9.2％，顺丁烯4.8％，合计100%
高热值(kJ/m3)
低热值(kJ/m3)
密度(kg/m3)	1.83
华白数(MJ/m3)	47.73
燃烧势Cp	39.73
运动粘度(m2/S)	5.01×10-6
爆炸极限(V％)	9.78％～1.68％

表3

名称组分mol％	丙烷10.2，丙烯21.7％，正丁烷6.3％，异丁烷21.3％，加气混凝土生产。丁烯-1：16.2％，异丁烯10.3％，反丁烯9.2％，顺丁烯4.8％，合计100%
高热值(MJ/m3)	0℃时，45.77 20℃时，42.54
低热值(MJ/m3)	0℃时，41.45 20℃时，38.55
气态密度(kg/m3)	0℃时，0.8059(101.325kPa) 20℃时，0.7505(101.325kPa)
液态密度(kg/m3)	471
华白数(MJ/m3)	57.97
燃烧势	43.99

表4

	单位	LPG混空气	LNG
年用气量	万m3/年	500	500
年平均日用气量	万m3/日	1.37	1.37
计算月平均日用气量	万m3/日	1.64	1.64
高峰小时用气量	m3/h	2514.67	2514.67

月高峰系数取Km=1．2，日高峰系数取K日=1．15，时高峰系数取Kh=3．2
进人混合器后将气态LPG调整至一定压力自引射器喷出。按设定的比例将大气中的空气经空气过滤器吸人混合器混合后，进入2．0万m3低压储气柜。然后经混合气加压机将其送至城市输配管网向用气供气。
气化器所需热水由热水加热循环系统供给。
2．2工艺设备
LPG混空气主要工艺设备为：
LPG卧式储罐PNl．77，D 3 000，V=100m3，数量4台。
LPG压缩机ZW—0．8／10～15，Q=0．8m3／min，数量2台。
LPG泵：YB10—5，Q=lOm3／min，升压0．5MPa，数量2台。
热水炉CLHB0．35—95／70—Q，数量4台。
混气机YHQ—1500，Q=1500m3／h，数量4台。
气化器YQJS—1500，Q=1500kg／h，数量4台。
低压湿式螺旋升降储气柜，罐容：2万m3，水槽直径40m，全高31．77m，设计压力1．37／1．97／2．36kPa，数量1台。
混合气加压机：4L—44／1．5，看看加气块生产设备。Q=2640m3出，数量4台。
图1 混气工艺流程图后冷器：冷却水用量8m3／h，数量4台。
3 采用LNG的供气方案
3．1 LNG工艺流程
LNG由LNG槽车运输，在卸车台用卸车增压器给槽车增压，将LNG液态送人低压储罐储存。
生产时，用储罐增压器给储罐增压，储罐内液态LNG在储罐压力的作用下，进入空温式气化器，在气化器中LNG液态经过与空气换热发生相变成为气体，并升高温度，夏季可达10℃左右，直接经过调压器调压，加臭机加臭后进入城市中压输配管网送至各用户。
为了回收储罐和槽车的蒸发气体(BOG)，特增设一BOG加热器，夏季可以经调压加臭后送人管网。
3．2 LNG主要工艺设备
LNG储罐：40m3 3台；储罐增压器：200m3／h 2台；空浴式气化器：2000m3／h·2台；蒸发气BOG加热器：300m3／h台；卸车增压器：300m3／h 1台；加臭机：1台；氮气钢瓶25L 4台；调压柜1台。事实上矿石磁选设备。
3．3 LNG改造方案
鉴于岩坪混气站处于正常空混气生产期，要从LPG空混气向LNG过渡，必然要考虑边生产边技改的现实。一般方案为将LPG混气中压出口和LNG中压出口并接。但此方案首先是在施工过程需采用带气接头技术，其技术难度较大，其次是调试过程中LNG蒸发气排空背压较高，排空效率不高，最后是不能将2万m3低压湿式气柜有效利用，将减少气站的调峰和应急能力。经过研究，我们采用了将LPG混空气的低压出口和低压螺旋升降气柜及低压出口至中压旁通之间并接LNG中压出口的方案。见图3。
图2 LNG工艺流程图
图3
该方案的优点是：a．施工较为简单。施工前我们将2天LPG空混气生产量生产后存人2万m3的低压气柜，然后停止混气生产，在混气机出口和2万m3低压气柜之间管道上置换、开口、焊接、试压、检验。时间上足以满足工程需要，而且不需要专用的带气开孔设备。b．可以有效的利用2万m3低压气柜的储存能力，储存液化天然气，以备急用。c．可以提高LNG的BOG蒸发器的工作效率。由于2万m3低压气柜压力约在2kPa左右，而蒸发气的压力较高，利用其较大的压差可以将LNG储罐的压力降低很多，从而提高LNG槽车的卸车速度。d．LPG混空气生产和LNG的生产不相互干扰。e．必要时可以利用2万m3低压气柜作为LPG空混气和天然气混合器，以调节天然气的华白指数，提高用户使用的燃器具的适配性。
4 LNG工程的投资及投资方式
4．1投资
工程投资概算如下：
LNG卧罐3台，每台约40万元，计120万元；
LNG蒸发器2台，每台约8万元，计16万元；
BOG蒸发器1台，每台约5万元，计5万元；
增压器3台，每台4万元，计12万元；
调压加臭柜1台，每台15万元，计15万元；
工艺管线安装，计20万元；
防腐接地，接地保护，计4万元；
设备及管道基础，计6万元；
总计约200万元。
4．2投资方式
该工程在我国尚属于新生事物，对于新疆广汇公司来说处于市场拓展期，鉴于我市处于西气东输，忠武线(重庆市忠县至湖北武汉)的支线，且我市已和中国石油签定了天然气供气协议，LNG和长输管道天然气相比，不具有价格优势，将导致我市使用LNG的时间不会很长。因此，我市采用了引进外资承建，以液化天然气销售价格适当调高，外资收回投资的方式进行合作。经过多次洽商，湖南长沙液化天然气公司成为了我市的投资商，并邀请设备制造商张家港圣达因公司、化工部第六化建公司承建。工程于2004年11月竣工并交付使用。
5 经济分析
由于我市采用的是引进外资投资，气价调节偿还的方式，所以只需分析其运行成本和气源进价成本即可。LNG经济分析如下。
5．1液化天然气和空混气对比基本参数见表5
5．2采用液化天然气气源成本节约额的计算
若常德市城区按预计用气规模，其年气源成本节约额见表6。
表5

	LNG	LPG混空气	备注
气态密度	0.8059kg/m3		每标立方米LPG混空气
气液体积比	584:1		含LPG1.163kg
热值	41.58MJ/m3	52.53MJ/m3
进货成本单价	3.5元/m3	4.8元/kg
每MJ进货成本	8.42元/MJ	10.6元/MJ
采用LNG每MJ成本节约额Δ	Δ=10.60-8.42=2.18元/MJ

表6

年份	2005	2006	备注
预计用气量(万m3)	309	500万	按LPG混空气预计
热负荷(MJ)	.9
年成本节约额(万元)	346.01	572.58

6 结论
由于LNG气化过程全部采用空温式气化，其运行过程几乎不消耗水电；而LPG混空气在生产过程中需要热水加热(消耗燃气)、燃气加压(消耗电力)。因此采用LNG较LPG混空气综合成本还会更低，实际的年节约额将更大。另外，LNG年用量越大，节约的效果越明显。
综上所述：在长输天然气管道覆射范围之外，现阶段已采用LPG混空气供气的用量较大的区域，使用LNG无疑是一个大幅度提高经济效益的途径。

(责任编辑：admin)