新疆北屯市非管輸氣源供應(yīng)方案比選

畢燕

(新疆建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,新疆 烏魯木齊 83000)

天然氣按照目前輸配類別大體可以分為管輸天然氣、CNG壓縮天然氣、LNG液化天然氣等。管輸天然氣由氣田處理后通過高壓管線外輸至各城鎮(zhèn)門站;CNG壓縮天然氣將管道天然氣經(jīng)過脫水、脫硫處理后壓縮至25 MPa 進(jìn)行存儲、運(yùn)輸和使用,1 m3CNG 壓縮天然氣約合250 Nm3天然氣;LNG液化天然氣是將天然氣脫水、脫硫、脫酸后,經(jīng)過冷箱與制冷劑換熱后變?yōu)?162 ℃的低溫液體,壓力小于0.6 MPa 進(jìn)行存儲和運(yùn)輸,1 m3LNG 液化天然氣約合600 Nm3天然氣。不同的運(yùn)輸方式,對應(yīng)著不同的場站類型建設(shè)。由于對于北屯市近中期接入管輸氣源可能性較小,本專題研究從母站及LNG 工廠的氣源保障性、特種車輛運(yùn)輸效率、出廠價(jià)格、氣質(zhì)組分及熱值、經(jīng)濟(jì)性、調(diào)峰應(yīng)急設(shè)施等方面對比闡述[1-5]。

1 氣源簡介

根據(jù)北屯市的地理位置,就目前新疆氣源分布情況,潛在的能給北屯供氣的有新疆廣匯股份事業(yè)有限公司的吉木乃LNG工廠和克拉瑪依的烏爾禾母站夏子街的天然氣兩種供氣氣源。

1.1 吉木乃LNG工廠

新疆廣匯股份實(shí)業(yè)有限公司收購哈薩克斯坦齋桑區(qū)塊項(xiàng)目是油、氣一體化項(xiàng)目,年產(chǎn)5億m3天然氣、50～100萬t稠油。同時(shí)通過修建跨境管線將所產(chǎn)天然氣輸送至吉木乃縣年處理能力5億m3的液化天然氣(LNG)工廠,吉木乃口岸新增過貨量200萬t,預(yù)計(jì)年貿(mào)易額40億元。吉木乃氣源已在2013年初投產(chǎn)并使用,LNG工廠日產(chǎn)量已達(dá)150萬m3/d。

1.2 烏爾禾母站簡介

北屯市現(xiàn)狀天然氣為子母站形式,子站用氣來自烏爾禾母站,烏爾禾區(qū)天然氣氣源來自準(zhǔn)噶爾盆地新疆油田公司所屬西北緣管網(wǎng)。石油和天然氣是克拉瑪依的主要自然資源。油層淺,儲量大,原油質(zhì)地優(yōu)良。油田油氣分布橫向連片,縱向疊合,由多種油氣層系和油氣藏類型組成。目前可利用的天然氣資源有新疆油田公司的夏子街的天然氣、新疆油田公司西北緣管網(wǎng)輸配氣氣源見圖1。

圖1 西北緣管網(wǎng)及夏-白管線

1.3 夏—百輸氣管線

北屯原規(guī)劃區(qū)域內(nèi)建設(shè)有夏—百輸氣管道,管道規(guī)格D273×7,設(shè)計(jì)壓力2.5 MPa,全長約40 km,目前管道運(yùn)行壓力0.8～1.2 MPa,輸氣量32×104Nm3/d,管道主要?dú)庠礊橄淖咏謥須狻鯛柡痰托в吞锇樯鷼庖约鞍匐娋€來氣。九區(qū)二級—風(fēng)城輸氣管線為風(fēng)城區(qū)塊注汽鍋爐的主要?dú)庠础鯛柡棠刚旧嫌螝庠磥碜韵摹佥敋夤芫€,管道規(guī)格D273×7,設(shè)計(jì)壓力2.5 MPa,母站的設(shè)計(jì)規(guī)模為19萬m3/d。

2 供氣站簡介

2.1 液化天然氣供應(yīng)方式(LNG氣化站)

2.1.1 工藝流程

LNG拖車從液化工廠至加氣站經(jīng)過長途運(yùn)輸,卸車工藝將LNG裝卸至LNG儲罐中;儲罐內(nèi)LNG進(jìn)入LNG氣化器,儲罐內(nèi)BOG通過BOG氣化器,LNG氣化器分路通過水浴式復(fù)熱器中復(fù)熱。LNG氣化分路和BOG氣化分路混流后,經(jīng)調(diào)壓計(jì)量加臭后外輸至中壓管網(wǎng)見圖2。

圖2 LNG氣化工藝流程框圖

2.1.2 存儲規(guī)模

按照《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50028—2016),LNG氣化站存儲規(guī)模4～2 000 m3,約合2500 Nm3～125萬Nm3。根據(jù)燃?xì)庑袠I(yè)的現(xiàn)狀,已建LNG氣化站存儲規(guī)模多在40～600 m3之間。

2.1.3 場站主要設(shè)備及投資

LNG氣化站設(shè)備及投資見表1。

表1 LNG氣化站設(shè)備及投資一覽表

2.1.4 供應(yīng)規(guī)模

本研究初步提示，早期足量肝素用于STEMI患者，有助于改善冠脈血流、改善心功能，且并不增加出血事件。但，本研究為單中心研究，樣本數(shù)量有限，還需要以后更大樣本量的研究。

按照安全儲備量進(jìn)行計(jì)算。一般而言,LNG氣化站LNG存儲規(guī)模應(yīng)為計(jì)算月最大日用氣量的2～3倍。因此已建LNG氣化站的供應(yīng)規(guī)模可在:2 000～12.5萬Nm3/d。

2.2 壓縮天然氣供應(yīng)方式(CNG減壓站)

壓縮天然氣一般采用CNG減壓站進(jìn)行供應(yīng)。場站多與CNG加氣站進(jìn)行合建提升其經(jīng)濟(jì)性。

2.2.1 工藝流程

CNG槽車從CNG母站充氣,通過長途運(yùn)輸至CNG減壓站內(nèi),通過CNG 卸氣柱將CNG泄至CNG減壓撬,CNG減壓撬內(nèi)主要功能是將CNG進(jìn)行減壓至0.4 MPa,并進(jìn)行計(jì)量加臭,外輸至城鎮(zhèn)中壓管網(wǎng)。

2.2.2 存儲規(guī)模

一般CNG減壓站均以槽車直接減壓至中壓管網(wǎng),站內(nèi)不設(shè)置儲氣設(shè)施。CNG單個(gè)槽車容積為17.8 m3,存儲天然氣為4 200 Nm3。故CNG減壓站儲存規(guī)模為4 200 Nm3。

2.2.3 場站主要設(shè)備及投資

場站主要設(shè)備及投資見表2。

表2 CNG 減壓站設(shè)備及投資一覽表

考慮到CNG氣源可靠,故在設(shè)計(jì)CNG減壓站供應(yīng)時(shí)一般為計(jì)算月最大日用氣量的1.5倍考慮。最大供應(yīng)規(guī)模為2 800 Nm3/d。

3 氣源各類因素對比分析

3.1 氣源保障性

吉木乃LNG工廠是2013年年中新疆廣匯有限公司在吉木乃投資建設(shè)的大型LNG核心工廠,上游氣源來自哈薩克斯坦,每年可向吉木乃項(xiàng)目穩(wěn)定供氣5億m3,并且承諾可連續(xù)供氣25年,雙方友好磋商后,前五年供氣價(jià)格為120～160美元/km3,第六年供氣價(jià)格和中國進(jìn)口天然氣管道口岸價(jià)一致。哈薩克斯坦邊境口岸距吉木乃廠區(qū)距離約為30多公里。境外管線有哈薩克斯坦建設(shè),境內(nèi)的輸氣管線由新疆廣匯有限公司吉木乃公司建設(shè)。烏爾禾母站為新疆新捷股份有限責(zé)任公司克拉瑪依分公司的2010年建設(shè)投產(chǎn)的母站,其上游管線來自西北緣管網(wǎng)的夏—白管線。根據(jù)以上氣源保障性介紹,LNG工廠上游國外氣田規(guī)模較大,可穩(wěn)定給吉木乃LNG工廠供氣,氣源保障性較好;而烏爾禾母站上游氣源為西北緣管網(wǎng)來氣,近幾年西北緣管網(wǎng)用戶量增多,特別是下游烏魯木齊為煤改氣城市,在冬季時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)氣量不足的問題,且烏爾禾母站下游又供給和什托洛蓋和布克賽爾以及富蘊(yùn)縣等減壓加氣合建站,氣源保障性有限。

3.2 氣源規(guī)模

吉木乃LNG工廠是新疆廣匯有限公司在2013年5月建設(shè)投產(chǎn)的大型LNG工廠,其規(guī)模為150萬m3/d。烏爾禾母站為新疆新捷股份有限責(zé)任公司克拉瑪依分公司的2010年建設(shè)投產(chǎn)的母站,在2012年擴(kuò)建后設(shè)計(jì)規(guī)模為19萬m3/d。

3.3 氣質(zhì)組分及熱值

3.3.1 吉木乃LNG工廠氣質(zhì)

吉木乃LNG工廠來氣為進(jìn)口氣源,主要成分及參數(shù)見表3。

表3 吉木乃LNG液化氣組分一覽表

吉木乃氣質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的平均分子量為16.176,高熱值為39.802 MJ/Nm3,低熱值為35.783 MJ/Nm3,密度為0.721 6 kg/m3。

3.3.2 烏爾禾母站

烏爾禾母站氣源來自西北緣管網(wǎng),其氣質(zhì)參數(shù)見表4。

表4 氣田的氣體性質(zhì)一覽表

在氣體組分方面,烏爾禾母站氣質(zhì)熱值略高,吉木乃LNG工廠熱值較低。

3.4 氣源經(jīng)濟(jì)性

吉木乃LNG工廠出廠價(jià)格為2.6元/Nm3,烏爾禾CNG母站出廠價(jià)格為2.5元/Nm3,吉木乃距離北屯市170 km,烏爾禾母站距離北屯市250 km,LNG罐車每車的水容積是50 m3,折合為天然氣的規(guī)模為3萬m3,而CNG 槽車每車可載4 500 Nm3,LNG車輛的單趟運(yùn)輸能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于CNG車輛的單趟運(yùn)輸能力。因此在車載運(yùn)輸距離和單臺槽車運(yùn)輸容量方面,LNG供氣站均比CNG供氣站性價(jià)比高。

3.5 調(diào)峰能力

由于LNG供氣站的存儲設(shè)施一般為LNG儲罐,儲存量大,存儲規(guī)模最大可達(dá)到4 200 Nm3,并可作為城市的應(yīng)急管理及調(diào)峰設(shè)施。CNG供氣站儲存設(shè)施一般為CNG儲氣瓶組、儲氣井,儲存規(guī)模有限,儲存規(guī)模通常在40～600 m3范圍內(nèi)。

4 供氣方式的確定

根據(jù)以上章節(jié)對LNG供應(yīng)站和CNG供氣站的各個(gè)方面特點(diǎn)的分析,各個(gè)因素見表5。

表5 北屯市LNG/CNG 供氣站相關(guān)參數(shù)對照表

由此可得出,除CNG 供氣站在出廠價(jià)和氣質(zhì)熱值上略占優(yōu)勢外,從氣源保障性、供氣站的儲存規(guī)模、與北屯市的距離遠(yuǎn)近、單次槽車輸送規(guī)模、應(yīng)急調(diào)峰設(shè)施等方面均是LNG 供氣站更占優(yōu)勢。因此本專題結(jié)論為北屯市使用更有優(yōu)勢的LNG 供氣站規(guī)劃供氣,氣源來自吉木乃LNG 工廠氣源。