壓縮天然氣儲運技術(shù)特點與應(yīng)用探究

熊明云

摘要：近年來，人們的環(huán)保意識不斷增強，低碳環(huán)保的理念在社會諸多領(lǐng)域得到深化，給天然氣企業(yè)提供巨大的發(fā)展機遇。我國天然氣資源主要具有污染小、高熱值、蘊藏豐富的優(yōu)點。通過大量的實踐，表明了天然氣的壓縮儲運技術(shù)對天然氣應(yīng)用率的提升中發(fā)揮了不可或缺的作用。合理選擇儲運技術(shù)已成為相關(guān)工作者共同探討的重要課題。

天然氣是一個重要的清潔型能源，在改良城市環(huán)境污染、緩解社會能源壓力、提升人類生活水平方面均發(fā)揮重要的作用。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，社會各個行業(yè)對天然氣的需求量與日俱增。通常工業(yè)企業(yè)與燃氣的氣源相隔很遠的距離，在進行天然氣輸送期間，必須確保天燃氣的安全性、持續(xù)性、穩(wěn)定性?；诖?，本文闡述了油田天然氣的壓縮儲運關(guān)鍵技術(shù)，對天然氣應(yīng)用中相關(guān)的問題展開了分析。

1 油田天然氣儲運技術(shù)

1.1 天然氣管道的儲運技術(shù)

在天然氣儲存與運輸過程中通常應(yīng)用專門的燃氣管道，這在陸地運輸，以及經(jīng)貿(mào)領(lǐng)域中發(fā)揮了重要的作用。通過管道進行輸送，能夠從某種程度上降低，甚至防止環(huán)境污染，進而提升了天然氣資源的輸送水平。當前，我國的交通體系主要包括公路、水路、管道、鐵路、航空等。選擇管道對天然氣進行輸送可以達到最為理想化的效果。從天然氣管道未來發(fā)展前景出發(fā)，管道的口徑不斷增大、運輸距離不斷延長、承重性能逐漸增強、信息化水平逐漸提高。管道輸送主要特征如下：其一，天然氣運輸管道可以進行一體化經(jīng)營。從管道運輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析，主要有儲氣系統(tǒng)、支線及干線、加工設(shè)備等。而且，管道的運輸系統(tǒng)還會涉及到五個重要的環(huán)節(jié)，整個系統(tǒng)呈現(xiàn)統(tǒng)一化、密閉性特征。天然氣研發(fā)、儲藏、運輸、銷售等環(huán)節(jié)彼此相互聯(lián)系。因此，相關(guān)工作者在施工與調(diào)度管理系統(tǒng)的時候，必須系統(tǒng)地分析各個影響因素。其二，管道系統(tǒng)對于調(diào)峰是非常有利的。由于客戶對天然氣的需求量往往受到諸多因素的影響，例如：時間、節(jié)氣、用氣規(guī)劃等。所以會存在需求的高峰、低谷期。但是，天然氣的生產(chǎn)線通常不會存在較大的變化，導(dǎo)致從燃氣生產(chǎn)側(cè)到用氣側(cè)的管線運輸長時間處在波動的狀態(tài)。如果天然氣的需求量達到最低點，則剩余的氣體可以通過管道或相關(guān)設(shè)施儲存;如果天然氣的需求量達到最高點，則儲存的氣體可以利用相關(guān)的儲氣設(shè)施釋放出來。其三，管道運輸通常具有壓力大、距離長、流量大等特點。總體而言，天然氣的管道運輸長度一般受到客戶與氣源二者距離的影響。所以，天然氣的管線大多比較長。

1.2 天然氣液化的儲運技術(shù)

關(guān)于液化儲運，即 LNG 主要指的是把天然氣由原來的氣態(tài)向液態(tài)進行轉(zhuǎn)化，再通過低溫的儲罐有效地存放。在冬季用氣量達到高峰期的時候，為了減緩天然氣的供應(yīng)壓力，可以把液態(tài)的天然氣變?yōu)闅鈶B(tài)。天然氣的液化在調(diào)峰中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。對于長輸管道的末端、高壓管束、高壓球罐等調(diào)峰模式，天然氣的液化儲運方式有著明顯的優(yōu)勢。例如：存儲量大、調(diào)節(jié)便捷。LNG 運輸?shù)某杀局贿_到管道運輸成本的 1/5 左右，極大地降低了由于氣源不夠敷設(shè)管道帶來的風(fēng)險;另外，LNG 體積小，具有較大的運輸優(yōu)點，可以通過海運、陸運等方式。通過海運形式無需消耗很大的油量，進而達到“降本增效”的目標。相關(guān)的工作人員應(yīng)當綜合考慮壓力的調(diào)節(jié)給這項儲運技術(shù)帶來的影響，起始站主要負責壓縮天然氣，可能消耗較大的成本，而終點站負責天然氣的汽化，相對成本不多。而且，相應(yīng)的天然氣的液化調(diào)峰站一般也包含較多的優(yōu)勢，例如：占地面積小、便于維護、施工期短等。其液化運輸主要借助低溫的液體車、船舶、管道等工具。注意管道運輸期間，應(yīng)用的材質(zhì)一定要達到低溫、隔熱的相關(guān)標準，并選擇鎳鋼。把中間的冷卻站設(shè)置在管道上，有利于低溫液體的單向流動。

1.3 天然氣的壓縮儲運技術(shù)

壓縮天然氣儲運技術(shù)，即 CNG 主要指的是天然氣資源經(jīng)過壓縮以后（通常的壓力為 15～25 MPa），妥善地儲藏在高壓的氣瓶中，或者利用槽車的輸送技術(shù)。還可以應(yīng)用管束的容器對天然氣進行儲存，再通過船舶的形式加以輸送 ;也可以選擇管束容器對天然氣進行儲存，再采取鐵路運輸?shù)男问健Ｒ话銧顩r下，如果天然氣通過管道運輸?shù)较鄳?yīng)的地方性的輸配站時，需要經(jīng)過降壓，再注入儲罐中，最終運輸?shù)娇蛻艚K端。此外，可以在調(diào)壓以后，利用城市的管網(wǎng)對天然氣進行運輸。通過仔細地分析與對比，管束容器承載的重量稍大于氣瓶，

但是，氣瓶的加工成本偏低，且制作工藝簡單，具有較大的安全性、靈活性特點。總體而言，天然氣壓縮的儲運技術(shù)在我國得到了大量的應(yīng)用，技術(shù)較為成熟，具有較大的可操作性，一般適用于零散的、車用燃氣的客戶?？墒牵档米⒁獾氖?，在天然氣儲運期間，壓縮的壓力往往要> 20 MPa，當達到 25 MPa 左右時，天然氣呈現(xiàn)良好的壓縮性能，可縮減為原體積的三百分之一，減緩了天然氣儲存的壓力。CNG 技術(shù)有著無污染、投入小、效益高、應(yīng)用安全、便利等優(yōu)點。但是，因儲氣的壓力較高，對存儲的容器也提出了很高的要求，能量的儲存密度小。應(yīng)當配置性能良好、質(zhì)量穩(wěn)定的儲存設(shè)備，最大化地減少天然氣運輸?shù)娘L(fēng)險?，F(xiàn)階段，相關(guān)工作者對 CNG 儲運技術(shù)加強了研究，例如：研發(fā)了瓶裝壓縮、輸配的工藝，這樣，把經(jīng)過壓縮處理的天然氣靈活地用在我國城市的燃氣配送系統(tǒng)，一定程度上緩解了超高壓的天然氣系統(tǒng)和城市燃氣管網(wǎng)的銜接、高壓等問題。這種瓶裝的壓縮天然氣輸配的工藝主要適用在我國中小型的城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)，尤其偏遠的地區(qū)。總之，天然氣的壓縮儲運技術(shù)具有建設(shè)期限短、工藝簡易、見效快等特點。在具體應(yīng)用的時候，需要系統(tǒng)地分析各個影響因素，例如：用氣性質(zhì)、原料價格、位置、氣源量等，以實現(xiàn)高效供氣的目標。

2 天然氣吸附儲運的關(guān)鍵技術(shù)

天然氣吸附儲運技術(shù)主要包括天然氣開發(fā)吸附儲罐、專用吸附劑、吸附性能等。例如：天然氣的吸附劑具有吸附與脫附迅速、導(dǎo)熱性能好、體積小、成本低等特點。關(guān)于天然氣吸附儲運的技術(shù)，一般應(yīng)用活性炭作為吸附劑。在具體操作過程中，一定要重視高密度與高比面積。所以，相關(guān)工作人員需要采用妥善的措施，盡量壓縮顆粒空隙的體積。從現(xiàn)階段發(fā)展狀況分析，減小顆粒之間的空隙體積主要通過壓制成型的碳。關(guān)于吸附的儲罐，需要把再生吸附劑的熱效應(yīng)劃入重點分析的對象。在范德華力的作用影響下，天然氣能夠附在吸附劑的內(nèi)側(cè)，在天然氣儲存密度增加過程中發(fā)揮重要作用。吸附主要分為甲烷分子間、甲烷分子與吸附劑間等吸附的功能。天然氣的吸附站一般只需要設(shè)置較為簡易的設(shè)備，這樣可以節(jié)約建設(shè)的成本，而且具有較強的可行性，進而為我國偏遠區(qū)域提供良好的供氣服務(wù)。此外，吸附劑需要定期進行更新，其中產(chǎn)生的車輛折損費用在天然氣整個儲運成本中的占比較大。所以，需要不斷地提升儲運技術(shù)的性能，有利于天然氣的吸附儲運技術(shù)獲得長期、健康地發(fā)展。

3 結(jié)語

當前，在節(jié)能降耗、低碳環(huán)保的思想不斷深入人心的時代，天然氣資源在社會得到廣泛的應(yīng)用。由于工業(yè)、中心城市與天然氣的氣源距離很遠，在天然氣運輸期間離不開先進的儲運技術(shù)。如天然氣管道、天然氣液化、天然氣壓縮等技術(shù)，為了更好地滿足我國城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)的供氣需求，相關(guān)的工作人員應(yīng)當加強探索與實踐，不斷改進天然氣的儲運技術(shù)，以增強企業(yè)供氣水平。

參考文獻

[1] 壓縮天然氣汽車火災(zāi)危險性分析、預(yù)防及救援措施[J]. 馬建偉.??應(yīng)用能源技術(shù).?2017（12）