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 進行存儲、運輸和使用,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 進行存儲和運輸,1 m3LNG 液化天然氣約合600 Nm3天然氣。不同的運輸方式,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、特種車輛運輸效率、出廠價格、氣質(zhì)組分及熱值、經(jīng)濟性、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

新疆廣匯股份實業(yè)有限公司收購哈薩克斯坦齋桑區(qū)塊項目是油、氣一體化項目,年產(chǎn)5億m3天然氣、50～100萬t稠油。同時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)計壓力2.5 MPa,全長約40 km,目前管道運行壓力0.8～1.2 MPa,輸氣量32×104Nm3/d,管道主要氣源為夏子街來氣、烏爾禾低效油田伴生氣以及百電線來氣。九區(qū)二級—風城輸氣管線為風城區(qū)塊注汽鍋爐的主要氣源。烏爾禾母站上游氣源來自夏—百輸氣管線,管道規(guī)格D273×7,設(shè)計壓力2.5 MPa,母站的設(shè)計規(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)過長途運輸,卸車工藝將LNG裝卸至LNG儲罐中;儲罐內(nèi)LNG進入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)燃氣設(shè)計規(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)燃氣行業(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。

按照安全儲備量進行計算。一般而言,LNG氣化站LNG存儲規(guī)模應(yīng)為計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)?？稍?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減壓站進行供應(yīng)。場站多與CNG加氣站進行合建提升其經(jīng)濟性。

2.2.1 工藝流程

CNG槽車從CNG母站充氣,通過長途運輸至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進行減壓至0.4 MPa,并進行計量加臭,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CNG減壓站供應(yīng)時一般為計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,前五年供氣價格為120～160美元/km3,第六年供氣價格和中國進口天然氣管道口岸價一致。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年擴建后設(shè)計規(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)在標準狀態(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)濟性

吉木乃LNG工廠出廠價格為2.6元/Nm3,烏爾禾CNG母站出廠價格為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車輛的單趟運輸能力遠遠大于CNG車輛的單趟運輸能力。因此在車載運輸距離和單臺槽車運輸容量方面,LNG供氣站均比CNG供氣站性價比高。

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供氣站的各個方面特點的分析,各個因素見表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。