发展低碳经济已经成为了一个全民瞩目的话题,在这样的时代背景之下,天然气资源备受推崇,正在向着一次能源主流的方向迈进。当前不管是中心城市还是工业企业普遍离气源的距离较远,所以说如何将天然气安全、准确的输送给用户是我们必须要考虑的一个问题。随着相关政策的调整,天然气行业中的资金以及行政壁垒在不断消失,天然气的运输业务因为有了民营企业的竞争已经呈现出了百花齐放的局面。
一、天然气储运关键技术的关键点
合理选择压缩机以及原动机是天然气储运的关键点。首先作为压缩站核心的压缩机,它的主要作用就是为整个输气管道提供能量,因此压缩机也是整个输气管道中能耗最多的设备。所以对于天然气储运技术研究而言,降低压缩机的能耗就成为了一个非常重要的问题。当前天然气长输管道压缩机一般有离心式或者往复试这两种类型,通常情况下往复式压缩机的压缩比能够达到三比一或者是四比一,热效率较高。但因为其内部有往复运动部件所以其故障率也较高,综合实际的状况分析,这类压缩机比较适用于低排量高压比的输气需求。而离心式压缩机的使用状况正好与之相反,其热效率以及压缩比相对较低,内部无王府活动部件,排量较大,也较容易控制。因此离心压缩机比较适用于大排量高压比的输气需求。
结合天然气储运中运行平稳,维修量小以及能够实现自控等要求分析,离心式压缩机在使用过程中具有非常明显的优势。而压缩机的原动机可以选择燃气轮机或者电动机,虽然说燃气轮机的热效率较低,但是其较容易与压缩机相匹配。电动机的结构较为简单,运行稳定,受工况的影响较小,将其用作压缩机原动机能够有效的提高压缩机运行的可靠性。对于这两者的选择,如果是在电力充足的地区进行天然气运输应该首先考虑使用电动机,如果在远离电网的区域则应该使用燃气轮机。需要注意的是在使用燃气轮机的时候一定要使用效率较高的机组,同时应该应该设置必要的热力循环系统来提高燃气轮机机组的效率。
二、当前常见的天然气储运方式
(一)管道储运
管道储运是最常见的天然气储运方式之一,也是在国内最早兴起的一项天然气储运技术,目前国内的天然气管道运输技术已经非常成熟。但是这种储运方式却有着本身难以弥补的缺陷,其运输会受到气源距离以投资条件等因素的限制,而为了保证管道运输的顺利进行,需要投入大量的资金。虽说在天然气长距离运输方面有着良好的经济优势,随着运输距离的增加,管道内部的压力也会不断增加。依靠现有的技术在高压状态下利用管道储气技术解决城市用户的调峰问题在技术上是可行的,与高压球罐储气相比,这种方式操作较为简单,而且投资较小,更便于相关单位的管理与运营。但是管道内部的压力波动却更为剧烈,因此下一阶段必然要提高管道储运的稳定性。
(二)液化天然气储运
简单来说液化天然气储运就是将天然气低温冷却液化之后,以液体的形式进行储存与运输的过程,这种方式负担了天然气总产量25%的运输任务。因为天然气液化之后的体积较小,所以在运输以及储存方面具有非常大的优势。这种方式能够有效的提高海洋、荒漠地区的天然气利用效率,再加上其运输成本仅为管道运输的15%,可以有效的降低投入的成本。首先液化天然气储运方式的储运装置具有高效、灵敏、简洁、高密度以及低成本的优点。其次这种方式能够适应陆地以及海上的不同储运需求,而且成本较低。当然缺点方面,因为存在液化压缩的工序,所以对生产工艺以及人员素质的要求很高。其次因为液化天然气储运通常采取的是高压、超低温的储运方式,所以对储存装置材料的性能同样有很高的要求。最后其工艺本身存在很大的危险性,其中的任何细节都不能马虎。所以才使用这种储运方式的时候,一定要谨慎应对。
(三)压缩天然气储运
压缩天然气储运技术是将天然气压缩至20—25MPa之后,将其装在高压气瓶之内通过陆路进行运输,或者将天然气充入一个管束容器之后,将容器固定在运输船上的运输方式。当运输至使用地之后需要将高压天然气进行减压处理,减压处理之后就可以将天然气泵入储罐,或者经过进一步的调压之后接入城市管网。实际的天然气储运中,我们通常把压缩天然气储运技术当做灌输天然气储运技术的辅助手段,这种方式能够有效的满足长输管线覆盖不到的中小城市的用气需求。其优点是技术难点较低,而且该项技术的成熟度较高,而且只需要调配合理成本方面也有很明显的优势。
三、天然气储运关键技术的分析与比较
(一)技术分析
从技术角度对以上天然气储运关键技术分析得知:目前管道输送技术较为成熟,但是具体的使用很容易受到气源、距离以及投资等因素的限制。而且管道输送很难满足远洋输送的需求,加之输送的压力较高,所以后期维护的费用过大。其次压缩天然气储运技术输送过程的技术难度较低,安全性已经基本可以保证,如果把减压站建立在使用地附近可以减少一大笔成本投入。再次虽说液化天然气储运技术整体的造价较低,而且技术难度较低,但是这种方式在长距离的陆地输送方面其实存在很大的安全问题。
(二)经济性分析
以天然气年产量为4×104M3,运输距离为2000KM的运输需求估算其成本。压缩天然气储运技术的总成本为1200万,液化天然气储运技术的总成本为1050万,所以液化天然气储运技术的总成本要小于压缩天然气储运技术的总成本。因投资主体单位不同,此计算并没有将输配站的投入包括在内。
(三)安全性分析
安全性方面,以前文提高的几种储运方式为例。天然气管道输送技术的安全性较高,对环境的影响也非常小。压缩天然气储运技术为高温高压储存,所以在储运过程中存在一定的危险性。液化天然气储运技术因其储存的温度过低,所以说一旦发生泄漏会爆发形成蘑菇云团。这种方式在加工或者储运过程中存在很高的危险性。综上所述从安全性方面分析,天然气管道输送技术的优势还是非常明显的,未来这项技术的应用应该立足于这一基本点。
四、结语
我国的天然气资源储量相当丰富,特别是中西部以及东部近海地区。随着经济水平的不断提高,人们对于天然气资源的需求也在日渐增长。跨地区的天然气资源调配是天然气资源开发过程中所必须要面对的一个难题,同样对天然气储运技术也提出了新的需求,依托现有的技术手段完善天然气储运技术对天然气资源的整体开发有着非常重要的意义。当然在这之前首先要做的就是从技术、经济以及安全性等方面对现有的天然气储运技术进行准确的分析。
参考文献
[1]孟伟.油气储运工程现状及其关键技术研究[J].化工管理,2018,27:116.
[2]张平,古自强,刘小龙,张晓松,韩亮,刘忠.天然气长输管道集成式压缩机关键技术研究进展[J].油气储运,2018,3711:1213-1217+1229.
[3]谈硕,苟文广.天然气储运关键技术研究及技术经济分析[J].中国石油和化工标准与质量,2016,3610:106-107.