關(guān)于天然氣加氣站設(shè)備規(guī)模經(jīng)濟配置問題探討

【摘 要】本文站在天然氣加氣站設(shè)備規(guī)模經(jīng)濟分析的基礎(chǔ)上，提出幾點解決天然氣加氣站設(shè)備規(guī)模經(jīng)濟配置問題的具體措施，旨在為實際的建設(shè)工作提供科學(xué)、有效的理論參考。

【關(guān)鍵詞】天然氣加氣站；設(shè)備規(guī)模；經(jīng)濟配置問題

低碳理念的不斷深入，加上環(huán)境保護的緊迫性，使天然氣工業(yè)得到了迅速發(fā)展。利用天然氣代替不可再生能源例如汽油等作為汽車燃料，十分符合當(dāng)下的環(huán)保要求。借助天然氣的低排放，能夠有效解決城市大氣污染的問題。因此，在此基礎(chǔ)上對天然氣加氣站的建設(shè)就十分必要。

一、天然氣加氣站設(shè)備規(guī)模經(jīng)濟分析

天然氣加氣站主要由六個部分組成：天然氣壓縮系統(tǒng)、壓縮天然氣儲存系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、壓縮天然氣售氣系統(tǒng)、天然氣凈化干燥系統(tǒng)、調(diào)壓計量系統(tǒng)。關(guān)于天然氣加氣站設(shè)備規(guī)模經(jīng)濟主要是由經(jīng)濟規(guī)模決定的，而經(jīng)濟規(guī)模石油壓縮系統(tǒng)與儲存系統(tǒng)決定的。

1.天然氣加氣站壓縮系統(tǒng)

天然氣壓縮系統(tǒng)主要有進氣緩沖罐、壓縮機主機、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)這幾個主要系統(tǒng)組成。壓縮機主機不僅是壓縮系統(tǒng)的核心，更是整個天然氣加氣站的核心。壓縮機屬于連續(xù)性生產(chǎn)設(shè)備，為了能夠有效減少壓縮機的頻繁開停機次數(shù)，減小設(shè)備的磨損，延長設(shè)備的使用年限，增設(shè)儲氣系統(tǒng)就顯得十分重要，另外也能夠保證設(shè)備安全、可靠運行。

一般的壓縮機設(shè)備采用往復(fù)式。壓縮機的進氣壓力一般在0.035至9MPa，加氣站壓縮機的排氣壓力普遍是25MPa，雖然有的能夠達到28甚至是32MPa，但是排氣壓力在25MPa時是最經(jīng)濟、可靠的。筆者推薦采用國產(chǎn)壓縮機，雖然我國在產(chǎn)生壓縮機方面起步較晚，但是目前生產(chǎn)出來的壓縮機質(zhì)量并不遜色與國外產(chǎn)品。見下表：

通過具體的比較可以發(fā)現(xiàn)我國的加工精度之所以沒有跟上來，是因為還未達到一定的加工水平。但是我國國產(chǎn)壓縮機的成套價格遠低于進口壓縮機，并且不管是從配件供應(yīng)還是售后服務(wù)都更有保障，因此從經(jīng)濟的角度而言采用國產(chǎn)壓縮機更能減小經(jīng)濟損失。

2.天然氣加氣站儲存系統(tǒng)

天然氣加氣站儲氣系統(tǒng)主要是為了彌補壓縮機排量的不足。主要的儲氣方式有氣瓶、打井以及儲氣罐三種。通過具體的比較發(fā)現(xiàn)，采用地下儲氣井儲氣的方式不僅存在經(jīng)濟優(yōu)勢同時安全性能較好。在建設(shè)地下儲氣井時，首先需要符合國家以及行業(yè)現(xiàn)行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其次硬要符合車用壓縮天然氣H2S≤15mg/m3，露點小于54℃，儲存壓力≤25MPa。還需要設(shè)置進氣口、排氣口、排污閥、壓力表、安全閥等，為了能夠保證氣體干燥還要假設(shè)排液管。

二、解決天然氣加氣站設(shè)備規(guī)模經(jīng)濟配置問題的具體措施

關(guān)于解決天然氣加氣站設(shè)備規(guī)模經(jīng)濟配置問題，主要考慮到加氣站服務(wù)對象、數(shù)量、加氣時間、壓縮機容積流量選定與數(shù)量、壓力容器的尺寸、壓力容器壓力組分類、充氣軟管數(shù)量的選擇等。

1.關(guān)于壓縮機的選擇計算

參考目前國家頒布的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，壓縮機最佳的開機時間為10至12小時，在壓縮機型號選擇相同的基礎(chǔ)上裝機數(shù)量最多3臺。假設(shè)呀隨機每天開機時間為12小時，為了保證經(jīng)濟成本，壓縮機每小時生產(chǎn)氣量按照公式Q總=Vopt/H，其中Q總為壓縮機小時生產(chǎn)力量，m3/h；Vopt為加氣站每日生產(chǎn)天然氣氣體規(guī)模，Vopt=10000m3/d，H為壓縮機日開機時間。

考慮到加氣站經(jīng)濟規(guī)模，而壓縮機生產(chǎn)性能又與加氣站經(jīng)濟規(guī)模有關(guān)系，因此采用壓縮機組合生產(chǎn)方案能夠更好的降低經(jīng)營成本。針對組合式方案要根據(jù)加氣站具體情況而言，但是主要利用以下四個參數(shù)衡量其生產(chǎn)性能，即：組合生產(chǎn)方案實現(xiàn)經(jīng)濟規(guī)模系數(shù)K、單位經(jīng)濟氣量電耗E、生產(chǎn)適應(yīng)性S、投資經(jīng)濟性G。

2.關(guān)于儲氣井的設(shè)計計算

選擇適當(dāng)?shù)某跗谠O(shè)備能夠在延長壓縮機工作時長的基礎(chǔ)上提高儲氣井的容積利用率。如果出現(xiàn)選取不當(dāng)?shù)那闆r，不僅增加了加氣站的造價，還會造成資源浪費?？紤]到汽車加氣受到的外界影響比較明顯，在一天之內(nèi)會呈現(xiàn)出波峰與波谷的起伏，針對在加氣高峰期滿足汽車加氣要求是提高加氣站經(jīng)濟效益的重點。

假設(shè)每天出現(xiàn)兩個加氣高峰期，通過公式q儲=5000Nm3/d，同時算出壓縮因子最后就能夠算出最佳的儲氣井總?cè)莘e為18m3。通過實際的實踐發(fā)現(xiàn)當(dāng)儲氣井的相對容積越大時，總?cè)莘e的利用率越小。假設(shè)每天出現(xiàn)三個加氣高峰期，儲氣井總?cè)莘e為12m3。假設(shè)每天有4個加氣高峰期，并且日生產(chǎn)氣量都集中在高峰期，得到儲氣井總?cè)莘e為9m3。最后從經(jīng)濟方面進行比較，由于低碳經(jīng)濟的推廣，關(guān)于天然氣加氣站的建設(shè)規(guī)模都在逐漸變化，已經(jīng)不能滿足正常汽車的加氣需求，大多數(shù)都屬于超負荷運行狀態(tài)。但是無論是采用大排量的壓縮機還是增大儲氣井的容積，都會導(dǎo)致投資成本的增加。

三、結(jié)語

總而言之，我國目前的加氣站規(guī)模設(shè)備配置出現(xiàn)參差不齊的現(xiàn)象，而其中部分加氣站超負荷運行的現(xiàn)象較為嚴(yán)重，產(chǎn)生這種情況的原因主要由地理、社會環(huán)境以及具體政策等造成的。我國在大力發(fā)展天然氣加氣站的同時要盡快完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，快速推動天然氣的發(fā)展。

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