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1加气站设备和造价
①LNG加气站[1~4]
LNG加气站是专门对LNG汽车加气的加气站,其工艺流程见文献[1],
主要设备包括LNG储罐、自增压器、LNG加气机等。
LNG储罐是双层壁真空绝热容器,内容器由奥氏体不锈钢材料制成,
外容器为碳钢,中间绝热层为膨胀珍珠岩并抽真空。这种储罐绝热性
能好,蒸发损失低,有不同型号及规格的定型产品。加气站可以方便
地增加储罐的数量以适应生产和需求的增长。自增压器是加气站内输
送LNG的关键设备,主要作用是保证LNG储罐内有足够的压力来给
LNG加气机供应LNG。LNG加气机是专门为LNG汽车制造的加气计量
装置,可以直接计量、显示充入车辆中的LNG的数量。其主要优点是
加气速度快,一般可在3~5min内加气完毕。
LNG加气站设备少,布置紧凑,占地面积小。表1列出了1×104m3/d
LNG加气站的设备和造价。
②L-CNG加气站
L-CNG加气站是将LNG在站内气化后使之成为CNG,并对CNG汽车加
气的加气站。这种加气站需要的主要设备有LNG储罐、LNG泵、气化
器、储气瓶组和CNG加气机、压缩机。新建的L-CNG站不使用压缩机;
对由已建的CNG加气站改装成的L-CNG站,设备中包括压缩机,主要:.
是将原有CNG站的压缩机作为LNG泵不能工作时的备用手段。本文主
要对新建的L-CNG站进行分析。其工艺流程为:用高压LNG泵将LNG
送人气化器气化后,通过顺序控制盘将其储存于高压CNG储气瓶组内,
当需要时通过CNG加气机对CNG汽车进行计量加气。其中LNG储罐的
作用与LNG加气站中LNG储罐的作用相同。
LNG高压泵的主要作用是将LNG储罐内的LNG输送至高压气化器进行
气化。它可以保证足够的压力而不再用压缩机进行压缩。高压气化器
的作用是将LNG转化为CNG。它的主要形式有3种:开架式气化器、
浸没式气化器和中间媒体式气化器,其中最为常用的是开架式气化器。
顺序控制盘的主要作用是对经过高压气化器气化后流人储气瓶组和
加气时由储气瓶组流入加气机的气体进行分配,以使其效率达到最高。
根据经验,可以对加气站的高压储气装置采用编组的方法以提高加气
效率。具体方法是:将储气瓶按1:2:3的容积比例分为高、中、低压
3组,当高压气化器向储气瓶组充气时,应按高、中、低压的顺序进
行;当储气瓶组向汽车加气时,则相反,应按低、中、高压的顺序进
行[5]。这些工作都是通过顺序控制盘来完成的。
由于L-CNG加气站比LNG加气站增加了高压LNG泵、气化器和储
气瓶组等设备,其占地面积有所增加。对于规模为1×104m3/d的加
气站,其占地面积在1000m2左右,相应的土建费用也有一定程度的
增加,见表1。:.
表11×104m3/d天然气加气站设备和造价
stationwith1×104m3/d
加气站
项目单价数量合计/元
类型
×104元/
×104
台
×104元/
×104
台
LNG
×104元/×104
加气站
土建——×104
其他——×104
合计——×104
×104元/
×104
台
LNG高
L-CNG44
×10元/×10
压泵
加气站
×104元/×104
×104元/
×104
化器台:.
顺序控
×104元/×104
制盘
×104元/
×104
组组
土建——×104
其他——×104
合计——×104
进气系
×104元/×104
统
×104元/
×104
置台
×104元/
×104
台
CNG
×104元/
×104
置台
×104元/
×104
统套
顺序控
×104元/×104
制盘
×104元/×104:.
×104元/
×104
系统套
×104元/
×104
道套
土建——×104
其他——×104
合计——×104
如果想在L-CNG加气站内对LNG用户供气,则只需要增加1台LNG加
气机和1套LNG管道即可,其增加的造价有限(不到20×104元)。因
此在LNG和CNG用户均存在的情况下可以建立LNG和L-CNG联合加气
站。
③CNG加气站[6~8]
CNG加气站主要由6个系统组成:天然气调压计量系统、天然气净化
系统、天然气压缩系统、天然气储存系统、CNG加气系统、控制系统。
其工艺流程见文献[1],输送至加气站的天然气经过稳压计量后,进
入净化处理装置进行净化处理,用压缩机加压,再经高压脱水后经顺
序控制盘送人储气系统,最后由加气机对外计量加气。
脱硫装置用于对进站天然气进行脱硫净化处理,将硫含量降低到
符合加气站所需的气质要求,然后送至压缩机。压缩机是系统中的关
键设备,它的造价直接影响工程的经济性,其性能好坏直接影响全站:.
的运行。经过预处理的低压原料气由压缩机分级压缩至25MPa,然
后进入高压脱水装置。脱水装置主要为干燥器,根据工艺流程的不同,
可以将干燥器布置在压缩机前(低压脱水)和压缩机后(高压脱水)。使
用高压脱水所需的设备少,脱水剂量小,再生能耗低。顺序控制盘的
作用与L-CNG加气站顺序控制盘的作用相同。储气系统用于储存压力
为25MPa的天然气,以便在需要时向加气机供气。
CNG加气站所需设备较多,占地面积也较大,规模为1×104m3/d
的加气站占地面积达2000m2。表1列出了其设备和造价。
在建站规模相同的情况下(均为1×104m3/d),3种加气站的造价
差别很大。LNG加气站造价最低,仅为CNG加气站的30%左右。L-CNG
加气站的造价也仅为CNG加气站的48%左右。
2运行费用
①LNG加气站
LNG加气站的设备少,工艺流程简单,动力设备少且几乎没有高
压管道,因而维修量很小。加气规模为1×104m3/d的LNG加气站的
年运行成本概算(原料气除外)见表2。
表21×104m3/d天然气加气站年运行成本概算(原料气除外)
with1×104m3/d(exceptrawmaterialgas):.
加气站
项目单价数量合计/(元·a-1)
类型
×104kW·h9920
/(kW·h)
维修——×104
LNG
管理——×104
加气站
折旧——×104
×104元
×104
福利/(人·a)
合计——×104
×104
×104kW·×104
/(kW·h)
维修——×104
L-CNG
管理——×104
加气站
折旧——×104
×104元
×104
福利/(人·a)
合计——×104:.
×104
×104kW·×104
/(kW·h)
维修——×104
CNG
管理——×104
加气站
折旧——×104
×104元
×104
福利/(人·a)
合计——×104
注:加气站按年运行330d计算。
②L-CNG加气站
由于L—CNG加气站比LNG加气站增加了部分设备,从而使其工艺
流程较为复杂,增加了动力设备及高压管道,因而增加了管理和维修
量,各方面的运行费用也随之增加。它的年运行成本概算(原料气除
外)见表2。
③CNG加气站
CNG加气站的设备最多,工艺流程最复杂,且动力设备多,高压
管道转多,从而使其管理和维护都比较困难,其运行成本将有很大增
加。其年运行成本概算(原料气除外)见表2。:.
④天然气进站价格对运行费用的影响
由于原料气的费用一般要占到其运行总费用的80%~90%,故原料
气的进站价格将对加气站的年运行费用产生很大影响。在同一地域,
加气站对外供气价格应该近似等同。由于加气站所处地域及距不同气
源的距离不同,不同类型的加气站的天然气进站价格将有很大变化。
在其他费用变化不大的情况下,讨论天然气进站价格对加气站总的运
行费用的影响将具有很大的现实意义,将为加气站的投资建设提供很
重要的依据。
对于加气规模为1×104m3/d的3种不同加气站,除原料气外的年
运行费用有很大差异。为了表明天然气进站价格对加气站的运行费用
的影响,可将这种差异转变为天然气价格上的差异。可以计算出在不
考虑原料气费用时,CNG加气站的年运行费用比LNG加气站高出499
×104元/a。假若这两种加气站总的年运行费用相同,则LNG加气站
的原料气进站价格要比CNG加气站原料气的进站价格高0151元/m3。
就是说,在加气规模为1×104m3/d的条件下,LNG加气站的天然气
进站价格不比CNG加气站的天然气进站价格高出0151元/m3时,它的
年总运行费用就会低于CNG加气站。
同样可以求出L-CNG加气站的天然气进站价格不比CNG加气站天
,它的年运行费用就会低于CNG加
气站。:.
3安全性[9~11]
天然气是易燃易爆的物质。因此加气站的安全性将是建站所必须
考虑的重要问题之一。决定加气站安全性的主要因素有高压管道、动
力设备、高压储气设备和系统复杂程度几个方面。为了保证加气站的
安全运行,每一种加气站的建设方案在其主要设备上都采取了严密的
安全措施。3种加气站的不安全因素及采用的主要安全措施比较见表
3。
表33种加气站的不安全因素及安全措施比较
threekindsofgasfillingstations
加气站
LNG加气站L-CNG加气站CNG加气站
类型
高压管高压管道较少,有安高压管道多,安全
无高压管道
道全隐患。隐患较大。
动力设
动力设备少动力设备较多动力设备繁多
备
高压储无高压储气设有高压储气设备,有有高压储气设备,
气设备备安全隐患。有安全隐患。
系统复系统流程简系统流程较复杂系统流程最复杂,:.
杂程度单,易操作。难操作。
LNG储罐设有
充满指示口、LNG储罐设有充满
液位计、安全指示口、液位计、安
阀等安全装全阀等安全装置。在
在压缩机房上部
置。在主要管压缩机房上部安装
安全措安装机械排风系
道上都装有防机械排风系统,保证
施统,保证空气流
超压的安全空气流通。在管道的
通。
阀。在管道的每个独立段都装有
每个独立段都紧急切断阀及安全
装有紧急切断阀。
阀。
对3种天然气加气站都采用的安全措施还有:采用防爆电气设备,加
气机必须具有紧急切断、过流切断、拉断切断等安全装置,设置安全
放散系统。
通过这些安全措施的实施,使得加气站的安全性有了较好的保障。但
是,必须认识到天然气属于易燃易爆的危险性物质,生产操作必须严
格按照规范进行,以免发生意外。