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压缩天然气在城市燃气供应中的运用

许建福

齐齐哈尔港华燃气有限公司富拉尔基分公司

摘要: 在城市发展建设中燃气使用逐渐增多,已经体现出普及化的特点,压缩天然气作为非管道供气技术,不仅具有环保价值,也体现一定经济效益。可以加强压缩天然气在城市燃气供应中的运用,首先明确压缩天然气的生产工艺,确定运送方式,之后掌握压缩天然气的减压技术,并做好减压站的运营管理工作,了解压缩天然气各阶段的运用情况,提升压缩天然气的使用价值。
关键词: 压缩天然气;燃气供应;减压技术
DOI:10.12721/ccn.2024.157004
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天然气是各大城市主要发展的能源类型,其供气方式主要有管道供气和非管道供气两种形式,管道供气主要应用在大型工程中,是一种覆盖范围大、供气设施复杂的形式。但有一些地区因为地理条件限制,远离供气管道干线,长距离管道运输成本高,因此多会在这部分地区采用非管道供气方式,满足当地天然气应用需求。而目前常见的非管道供气技术主要包括压缩天然气、液化天然气、液化石油气混空气,这三种技术中压缩天然气具有明显的技术优势,在城市燃气供应中应用较多。

1.压缩天然气在城市燃气供应中的运用价值

1.1体现出较高的环保价值

相对于液体和固体燃料而言,天然气的燃烧效率高,具有更好的燃烧效果。同时,天然气的含碳量较低,在燃烧过程中产生的一氧化碳含量明显低于汽油和煤炭,这一方面有利于发挥天然气的代替作用,可以减少相关能耗或污染严重能源的应用,另一方面符合大气污染的控制需求,从而减轻了温室效应,体现出较高的环保价值。

1.2具有明显的经济效益

目前,压缩天然气也应用在汽车制造上,对比普通燃油车,压缩天然气汽车可以节省20%-30%的燃料,也大大降低了燃料费用和汽车维修费用,具有明显的经济效益。但是,压缩天然气不具备耐磨性,因此需要利用摩擦管控将其控制在合适范围,以此提升设备使用寿命。

2.压缩天然气在城市燃气供应中的运用

2.1压缩天然气的生产工艺

2.1.1天然气压缩技术

压缩技术是压缩天然气的核心工艺,若是压缩天然气的气源压力较小,需要利用压缩机进行加压处理,一般标准加压数值是20MPa。另外,在压缩过程中通常会使用水冷活塞式压缩机实施四级压缩工艺,并利用加压站的燃气配送接口将天然气灌进压缩天然气钢瓶拖车中,最终当压力值和钢瓶标准相一致时停止压缩工作。同时,在完成取气点加压作业后,将压缩天然气钢瓶拖车运送至目标地,为后续运用奠定基础。

2.1.2天然气脱水方式选择

天然气在高压之后会出现析水或者水化物的情况,析出物质能够与空气发生反应,在腐蚀天然气管道和储存设备的同时,很可能堵塞天然气阀门和管道。为此,在天然气灌进之前需要进行脱水处理,根据压缩机实际工作情况确定脱水形式。如果压缩机为无油润滑式,可以使用低压方式进行脱水处理,如果压缩机为有油润滑式,可以使用高压方式进行脱水处理,不过,任何脱水形式都需要满足出站天然气水含量小于7.8mg/m3的标准。

2.2压缩天然气的运送

压缩天然气的运输设备主要有大容积气瓶运输和小容积气瓶运输两种方式。因为底盘和气瓶组连接方式的差异,也可以将其分为捆式和集装管束式。在底盘当中将气瓶和管件组合起来,与钢带捆绑在一起,将此运用于大容积气瓶组装形式当中,但是集装管束式可以把气瓶和相关管件连接在ISO标准角件上,从而实现集装箱中专用底盘与锁具的固定。运输压缩天然气时所投入的成本与其运输的实际距离具有密切联系,其运输成本的影响因素涉及气源、实际运输距离等多方面。在设计供气方案时要综合门站、槽车、城市管网、原料单价等因素。在供气规模一致的情况下,管道供气方案和压缩天然气供气方案中运输成本和运输距离成正比,运输距离越长,需要投入的成本就越多。从投资成本方面来看,压缩天然气供气方案比管道运输方案更具优势。

2.3压缩天然气的减压技术

要想降低到站钢瓶拖车中天然气的压力,可以利用不同等级的加热器和调压器完成天然气运输工作,以此避免出现设备低温情况无法正常运作的现象。因此,天然气的压力值要低于整个运输网所能承受的最大压力值。与此同时,还要考虑到钢瓶拖车所能承受的最大压力值,否则会降低卸气设备调压的精度和加热等级精度。当压缩天然气送到目的地后要及时卸车,并在调压过程中降低天然气压力。通常而言,要把压力降低到0.3MPa~0.4MPa。由于压力降低,温度也会随之下降,如果天然气内部温度处于零下十几度的状态,那么调压设备很可能出现损坏。为防止设备出现故障,一般会借助三级降压的调压方式实现压缩天然气的降压保存,使减压环境趋于稳定。二级减压的方法一般适用于天燃气流量不大的设备中。可以把压缩天然气由槽车转移至一级换热器当中进行加热,在天燃气温度升高到目标温度后再转移到一级调压器当中,使压力降低至7MPa,接着在二级换热器设备当中进行降压处理,让压力降低至1.6MPa,紧接着转移到三级调压器当中,最终将压力降低至0.3MPa,予以计量处理后运输到管网。

2.4压缩天然气减压站的运营管理

为了提升压缩天然气在城市燃气供应中的运用效果,需要对压缩天然气减压站进行运营管理,首先进行工作人员的技术培训,通过应用技术和安全培训提升工作能力,并设置绩效考核检测培训效果,考核通过后方可进入工作岗位,不合格者需要继续接受培训。另外,需要加强压缩天然减压站的巡视管理,可以设置专职安全巡视岗位,制定三班四运转的工作体制,以此增强巡视管理效率,确保生产加工和机械设备的安全。也可以在压缩天然气生产车间外张贴“危险远离、严禁明火”等警示牌,并制定安全生产和管理的对应制度,所有工作人员都需要树立安全意识,自觉遵守相关管理制度,保障生产工作的规范化,提升压缩天然气减压站的运营管理水平。

结语:压缩天然气在应用中不仅工艺简单、工期短、效率高,更满足经济性原则,可以提升成本控制能力。因此,在城市燃气供应中可以适当推广压缩天然气,提升其运用范围,更好地改善群众生活,提升城市燃气供应效率。另外,也需要不断改进压缩天然气技术,使其满足安全、清洁等特征,更好地适应城市发展需要。

参考文献:

[1]曹云,李军武,张攀.CNG减压站在城镇燃气供应中的应用[J].化学工程与装备,2018(08):161-162.

[2]陆玉发.“气化云南”背景下城市燃气工程施工之实践教学技术探讨[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(02):124-125.