民用高压储气罐在压缩天然气合建站中的应用探讨

宝鸡市同昌燃气工程设计有限责任公司 唐 祎

宝鸡中燃城市燃气发展有限公司 孟 涛

民用高压储气罐在压缩天然气合建站中的应用探讨

宝鸡市同昌燃气工程设计有限责任公司 唐 祎

宝鸡中燃城市燃气发展有限公司 孟 涛

根据设计投运的2座压缩天然气(CNG)合建站比较，探讨了CNG合建站中采用民用高压储气罐(储气设计压力4.0 MPa)的优点，并通过合建站实际运行结果分析，得出了采用民用高压储气罐可增强储气能力，降低电能损耗，获得较好的经济效果的结论。

高压储气罐 CNG合建站 应用比较

0 引言

随着我国城镇基础设施的不断完善，天然气在城镇能源供应中已得到广泛应用。一些距离气源较远、用气规模不大、管道气未到达的中小城镇，普遍采用CNG储配站与CNG加气子站合建形式来解决城镇居民、商业、CNG汽车等用气需求。

1 项目情况简介

1.1 灵台县CNG合建站情况

压缩天然气储配站供气规模2 000 m³/h。主要设备有：卸气柱2台(与加气站合用)，减压橇1台。

CNG加气子站设计规模5 000 m³/d，主要设备有：橇装压缩机1台；地上高压储气瓶组1组(总几何容积7.98 m³)；加气机2台；车载储气瓶拖车固定停车位1处(储气量为3 600 m³)。

1.2 华亭县CNG合建站情况

CNG储配站供气规模为3 000 m³/h，储气量为2125 m³。主要设备有：卸气柱2台(与加气站合用)，减压橇1台，设计压力为0.4 MPa的50 m³民用高压储气罐1台。

CNG加气子站设计规模10 000 m³/d，主要设备有：橇装压缩机1台；地上高压储气瓶组1组(总几何容积7.98 m³)；加气机2台；车载储气瓶拖车固定停车位1处(储气量为3 600 m³)。

2 民用储气罐设置因素考虑

2.1 提高供气保障性

华亭县位于甘肃省东部，规划气化居民户数为13 429户，距气源点——宝鸡市区约162 km，配送距离较远，尤其是冬季下雪天路面湿滑，不可预见的延迟配送问题较多，为保障居民不间断供气，故设计了民用高压储气罐。若遇到特殊情况，导致配送车载储气瓶长时间延误，可将站内固定高压储气瓶组(CNG加气站)内的CNG通过减压橇减压后供城市居民用气。

2.2 降低能源消耗

通过设置民用高压储气罐可大大缩短车载储气瓶站内卸气时间，减少配送费用，同时利用压差将车载储气瓶内的CNG卸气至最低、最合理状态，节约电能同时提高车载储气瓶的卸气率。较只设置CNG高压储气瓶组的合建站，可以减少压缩机的启动频率，减少电能消耗，为运营单位降低运营成本。

3 CNG合建站的工艺技术方案

3.1 未设置民用高压储气罐的合建站

车载储气瓶组满载进站时储气压力为20 MPa，通过卸气柱将车载储气瓶组内的高压天然气通过自然卸气的方式，首先为站内固定高压储气瓶组(CNG加气站)补气，当压力平衡时，启动压缩机，继续为固定高压储气瓶组(CNG加气站)补气至满载状态。此时打开站内减压橇进口阀门，车载储气瓶组内剩余或尚未卸载完毕的高压天然气通过减压橇内二级调压将剩余气体减压至0.4 MPa以下后进入城市中压管网，此时卸气流程结束，具体工艺流程见图1。灵台县CNG合建站采用此工艺技术方案。

图1 未设置民用高压储气罐工艺流程

3.2 设置民用高压储气罐的合建站

车载储气瓶组满载进站时储气压力为20 MPa，通过卸气柱将车载储气瓶组内的高压天然气通过自然卸气的方式，首先为站内固定高压储气瓶组(CNG加气站)补气，当压力平衡时，启动压缩机，继续为固定高压储气瓶组(CNG加气站)补气至满载状态。此时打开合建站内减压橇进口阀门，车载储气瓶组内剩余或尚未卸载完毕的高压天然气通过减压橇一级调压后将气体储存至民用高压储气罐内。当民用高压储气罐充装满载时，车载储气瓶组内的天然气可通过减压橇内二级调压将剩余气体减压至0.4 MPa以下后进入城市中压管网，此时卸气流程结束，具体工艺流程见图2。华亭县压缩天然气合建站采用此工艺技术方案。

图2 设置民用高压储气罐工艺流程

4 两种方案的经济性分析

灵台县与华亭县两个合建站除一座设置民用高压储气罐外，其他设备配置基本相同，对两个县城2016年供气量和用电量统计对比结果见表1。

表1 2016年度年用气量及用电量统计

从表1可以看出，华亭县合建站年用气量是灵台县合建站的3.0倍，用电量却只有灵台县合建站的1.61倍。两县城均为甘肃省相邻县，电价均实行的峰谷制收费标准，所以节约的电费可通过进行对比测算，具体测算过程如下：

假设华亭县合建站与灵台县合建站一样未设置高压储气罐，则两站所有设备均相同，华亭县合建站用气量是灵台场站的3.0倍，正常情况用电量也应该是3.0倍，实际上用电量却是1.61倍，因此可以视为3.0-1.61=1.39倍的用电量为节约出来的部分，也就是节约了84 446.67 kW·h。

已知灵台县合建站的年电费44 747元，用电量60 753 kW·h，测算出运行电价约为0.74元/kW·h，华亭县合建站节约电费：84 446.67×0.74=62 490元。

表2 50 m³高压储气罐购置及安装费用

华亭县合建站设置50 m³高压储气罐，建站期需多投入27.9万元，但每年节约电费约62 490元，约5年可收回该储气罐的投资成本。虽然建站初期会增加一定的设备投资费用，但从长远的经济效益来看，设置50 m³高压储气罐具有一定的经济性。

5 结语

通过以上技术经济分析，笔者认为设置民用高压储气罐供气方案适用于CNG储配站与CNG加气子站联合建站形式，此方案能很好地解决用气规模不大，距离气源较远，运输路况较差的中小城镇供气问题，但储气罐的大小和数量需要根据城镇用气量以及发展规模等因素综合确定。此方案在实际应用中不仅保障了居民供气的平稳性和连续性，同时为建设单位后期运营节省了成本。

Application of Civil HP Gasholder in CNG Station

Baoji Tongchang Gas Engineering ﹠Research Co., Ltd. Tang Yi
Baoji China City Gas Development Co., Ltd. Meng Tao

This paper compares the actual operation condition of two CNG stations, and concludes the advantages of using the civil high-pressure gasholder in CNG station (design pressure: 4.0mpa), such as strong storage capacity, lower power consumption and good economic returns.

rhigh-pressure gasholder, CNG station, comparison of applications