【压缩天然气在城镇燃气供应中的应用研究】 scada在城镇燃气应用功能

　　【摘 要】近年来随着燃气使用在城镇的逐渐普及化，天然气的应用技术也不断发展。压缩天然气作为非管输送供气技术，其方便，快捷的特点逐渐为人们认可并应用于生活。本文将从压缩天然气的生产、运输、减压等技术方面进行介绍，分析压缩天然气供气技术在城镇燃气供应的适应性。
　　【关键词】压缩天然气；液化天然气；混空气
　　我国各大城市着力发展的气源主要是天然气。天然气供气方式分为管输供气和非管输供气。管输供气是一种大型的，工程量较大，覆盖面积较广的供气设施方案。由于地理环境的限制，在很多中小城市由于偏离输气管干线，又因为修建管道投资比较大，导致这些中小型城市无法使用管道供气。因此非管道运输供气成了这些地区的主要气源。
　　液化天然气（LNG）)供气技术、压缩天然气（CNG）供气技术以及液化石油气混空气（LPG）供气技术是目前我国主要采用的三种非管道供气技术。相比液化天然气技术、混空气供气技术，压缩天然气技术具有显著的优越性。
　　1、压缩天然气生产
　　压缩、脱水、过滤、储存是压缩天然气加气站生产工艺系统的主要组成部分。
　　（1）天然气压缩
　　压缩天然气的核心在与压缩工业。在进行该工艺时，由于气源的压力偏低，需要用压缩机压缩使其压力升高。在选用压缩机类型时，大多选用水冷活塞式，进行四级压缩。
　　（2）天然气脱水
　　天然气在高压环境中，容易被液化形成水化物。因此，为了让生产设备的安全得到保障，特别是高压钢瓶的安全，应对天然气的含水量进行限制。因为天然气的水分容易与二氧化碳等化合物发生化合反应，腐蚀钢制管道和容器。同时，水化物可能由于温度的过低凝结在管道内形成固体物，使管路、阀门、流通截面以及设备都受影响。所以脱水程序也特别重要。
　　当压缩机在进行天然气压缩时，如果其机体对冷凝水的生成量有限制，并且能够对脱水系统的阻力保持克服时，应在压缩机前设置脱水装置；当其机体对冷凝水的生成量不造成限制影响时，且导出措施有保障的情况下，可在压缩机后部设置脱水装置。此外，水含量也对脱水装置的设置位置有着重要影响。低压脱水和高压脱水是常见的脱水方式。通常对压缩天然气的脱水装置位置也有比较严格的要求，当使用的压缩机是无油润滑式时，采用低压脱水方式，是有油润滑时，采用分子筛作为吸附剂的高压脱水方式。
　　2、压缩天然气运输
　　压缩天然气槽车是专门用来运输压缩天然气的拖车，气压较高，采用瓶组式组成。通常每八只圆筒形钢瓶组成一组单车瓶组。
　　压缩天然气的安全性是运输中最重要的问题。其中钢瓶材质、牵引车性能、组装的工艺好坏、公路状况等是影响单车载运量的重要因素。为了进一步提高压缩天然气的运输效率，降低运输成本，压缩天然气运输半挂车是目前世界范围内普遍使用的运输设备。根据压缩天然气的生产情况的不同，天然气运输设备的压力等级也不同。具体等级如表一
　　
　　表一CNG运输、储存设备压力等级汇总表
　　
　　
　　大容积气瓶运输和小容积气瓶运输是目前压缩天然气的运输设备类型。由于底盘与气瓶组的连接形式上各有不同，可分为捆绑式和集装管束式两种类型。在底盘上直接将气瓶与管件组合，并与专用连接工具连接钢带是捆绑式的表现形式，适用于大容积气瓶组装。而集装管束式则是通过将气瓶及其管件与ISO标准角件，集装箱专用底盘和锁具相连接。
　　压缩天然气的运输成本和运输距离存在着密切相连的关系。影响压缩天然气运输成本的主要有气源，运输距离。供气规模等因素。门站、长输管道、城市管网以及原料价格是管道供气方案主要的考虑因素，压缩天然气加气站、减压站、槽车、城市管网是压缩天然气供气方案考虑的主要因素。在供气规模相同的前提下，管道供气方案与压缩天然气供气方案的运输距离与投资成本呈正比关系。运输距离越大，投资成本越高，反之运输成本越低，投资成本则越低。压缩天然气供气方案在投资成本上明显优于管道运输方案。供气稳定、方便管理是管道供气的突出优点。投资少、见效快、运营成本低、工期短是压缩天然气的主要优点。用气规模小，离气源较远的中小城镇更适合采取压缩天然气供气。
　　压缩天然气的最大优点是能够快速实现供气，并且初期投资小，设备能连续性使用，适合用于长期性规模较小的城镇地区。混空气供气、液化天然气供气都各有各的优势，比如液化天然气运输成本较低，适合用于短时间内用气规模比较大的地区。但是相比压缩天然气，也存在着一定程度的缺陷。液化天然气设备投资较大，液化工艺比较复杂，必须将天然气气温降至零下163度才能进行装载运输使用。而压缩天然气对气源没有过高的要求，投资成本较低，一般建立在与用气城市较近的范围内。
　　3、压缩天然气减压供气
　　在压缩天然气运输到相关地点后，需要对其进行卸车，进入调压间进行减压。一般将压力降至0.3MPa与0.4Mpa之间。随着压力的下降，温度也越来越低。当内部温度低于零下几十度的时候，可能会对调压器等装备的破坏。为了避免这一状况的产生，通常用三级降压的方法对压缩天然气进行减压储气，稳定减压环境。二级减压方式通常应用于流量比较小的装置。通常将压缩天然气从槽车进入一级换热器加热，使天然气升温至一定温度后进入一级调压器。将压力调减到7MPa后，在二级换热器设备中加热，再减压到1.6MPa即可。然后进入三级调压器使压力减到0.3MPa后，通过计量处理后输送至管网。
　　在压缩天然气进入减压站进行减压时，除了对调压设备的可靠性和安全性因素的考虑外，还需注意以下几方面：
　　（1）供气峰谷之间的流量差异。为了避免峰谷之间流量差异过大影响气体减压，在减压过程中，可将调压器采用多路并联。高峰时采用两条以上的调压器同时进行，低谷时只让一条调压器工作即可。设备工况良好时，尽量减少阀口频繁开启。
　　（2）通常压缩天然气减压站都是采用一路进口，容易导致由于槽车卸气进入最低时无法满足减压站的设计流量，致使其供气能力存在问题。因此，在设计天然气减压站时，可设置多个进口，采取不低于两路的结构同时卸气，确保流量供应。
　　（3）为了保证供气安全，必须在减压站的出口设置加臭设备。
　　4、结语
　　工艺简单、工期短、投资成本低，成效高是压缩天然气供气的主要优势。适用于用气规模小，离气源较远的中小城镇。随着社会经济的发展，压缩天然气技术需要不断改进，进一步适应城镇燃气供应需求。
　　参考文献：
　　[1]孙永康，CNG汽车加气站脱水装置的设置[J].煤气与热力，2002(3)
　　[2]申粤,乔珩,徐正康,压缩天然气供应工艺及规模的探讨[J].煤气与热力,2001(2)
　　[3]彭世,杨苑莺,小城镇生活能源与燃气化建设[J].煤气与热力, 2006(3)
　　[4]彭世尼,杨志良,CNG供气站高压管道(管束)储气技术研究[J].煤气与热力, 2008(8)
　　[5]赵军平,朱建平,浅析压缩天然气(CNG)小城镇临时供气工艺安全操作[J].科技信息,2010(18)