液化石油气管道供应在寒冷地区的应用和发展


    液化石油气管道供给在寒冷地区的应用和开展 一、液化石油气的开展   城镇燃气化是城市根底设施的一项重要内容,是现代化城市的重要标志之一。管道燃气在东北三省各地区开展较早,如吉林省长春市早在1921年伪满时期,日本瓦斯会社在吉林省长春市火车站西侧建煤制气厂,辽宁省的大连、丹东、沈阳、黑龙江省的哈尔滨等市也早在上世纪20年代建煤制气厂。   LPG(以下简称液化石油气)在我国应用较晚,北方地区最早使用LPG的城市为哈尔滨市,1965年哈尔滨市建立北方地区第一座LPG储配站。我国生产LPG的大型生产厂家中东北三省占有很大比例,如大庆石油管理局各大炼油厂、吉林油田各大炼油厂、吉林化学总公司、辽河油田各大炼油厂等。因东北三省具有较为充足的LPG来源,故LPG的应用在东北三省得到了长足的开展。早期居民用LPG大都为瓶装LPG,管道LPG因受各方面因素制约发尽较慢,进入90年代后,管道LPG在北方地区得到了快速开展,如东北三省各大城市、各地区,根本都已经具备一定数量和一定规模的LPG管道供给系统。   我国城市燃气开展方向是“优先开展天然气、扩大液化石油气、多种气源园地制宜开展城市燃气〞,其目标是逐步向天然气转换。而现阶段多种气源并存是我国燃气行业的主要特点,其中液化石油气仍是最主要的构成。目前我国LPG市场已成为仅次于美国和日本的全球第三大LPG消费国。 二、液化石油气市场情况   全球约50%LPG来自天然气和石油伴生气田。其余来自炼油厂和石油化工厂。90年代以来,世界LPG总产量平均增长率约为3.4%,1994年世界LPG总产量达1.5亿吨,到2000年世界LPG年产量达1.8亿吨。90年代至今,世界LPG市场一直处于过剩状态,其年过剩量约200—400万吨。世界LPG主要出口国为中东地区,其余是北海油田和独联体等国家和地区。世界LPG主要进口国是美国、日本、韩国等国。我国LPG进口量逐年增加,早已引起世界各国出口商的注意。   我国LPG主要来自炼油厂和石油化工厂,少量来自油气田。1990年全国LPG总产量为255.7万吨,2000年我国LPG总产量达870万吨。随着我国经济的快速增长,人民生活水平的不断提高,LPG做为民用燃料需要量不断增加,,1990年消费量为254.2万吨,2000年消费量达1460万吨,显然我国LPG产量还不能完全满足国内需求。国家为了从根本上解决LPG来源问题,在深圳、汕头、上海、宁波等地建立了大型LPG储存基地,以便直接进口LPG。1990年我国进口LPG仅11.67万吨,而到2000年进口LPG到达570万吨。   我国LPG生产量,北方大于南方,北方地区LPG市场根本处于供大于求。北方地区大、中型LPG生产厂家有大庆油田、吉林油田、辽河油田的各大炼油厂,吉林化学总公司等。 三、LPG管道供给系统在寒冷地区的应用与开展   早期居民用LPG大都为瓶装液化石油气。使用瓶装LPG平安度低,且冬季气瓶内残液较多。最近十几年间各地逐渐开始采用管道供给LPG。管道供给LPG方式主要分直供气相LPG和LPG混空气(以下简称LPG—AIR)两种。 (一)、直供气相LPG方式   常见的直供气相LPG方式有自然气化式瓶组供给方式、强制气化式瓶组供气方式、储罐储存型直供气相LPG等几种方式。我国LPG成份较复杂,我国虽然已经公布液化石油气质量标准,但各厂家出厂LPG质量时好时坏,特别是C5及C5以上成份经常出?gt;3%。显然,寒冷地区的设计、应用直供气相LPG方式中更应重点考虑供气平安性。为了防止供气过程中出现LPG再液化,寒冷地区的直供气相LPG设计规模不易过大,供气压力级制宜选用低压供气,供气半径宜控制在500m以内。   1.自然气化式瓶组供给方式   自然气化式瓶组供给系统主要由两组50公斤LPG钢瓶组、调压系统组成。50公斤LPG钢瓶内的LPG自然气化后经调压系统调压后直接供给用户。自然气化式瓶组供给方式具有供给方便灵活、设备简单、操作简便、投资少、当气瓶总容积少于1m3时(50公斤LPG钢瓶数量少于等于8瓶),可将瓶组设置在建筑物附属的房间内等优点。自然气化式瓶组供给方式的缺点为瓶组内剩余残液较多,供给范围小,寒冷地区一般供给用户数不易超过200户。   2.强制气化式瓶组供给方式   强制气化式瓶组供给系统主要由两组50公斤LPG钢瓶组、气化系统、调压系统组成。50公斤LPG钢瓶内的液相LPG进入气化器内换热后变成气相LPG,经调压后直接供给用户,50公斤LPG钢瓶内的气相LPG也可直接调A后供给用户。强制气化式瓶组供给方式具有供给方便灵活、工艺简单、操作简便、投资少、建设速度快等优点。瓶组供给方式的缺点为供给范围较小,供给用户楼层不能太高,LPG钢瓶更换频繁,每个LPG钢瓶拆卸时有少量LPG泄漏,故50公斤LPG钢瓶不易设置过多。   3.储罐储存型LPG直供气相LPG方式   储罐储存型LPG直供系统主要由LPG储罐及装卸系统、气化系统(也可以采用自然气化方式)、调压系统组成。液态LPG自汽车槽车,利用LPG烃泵或压缩机卸至LPG储罐后,再利用烃泵或压缩机将液相LPG送至气化器,液态LPG在气化器内换热后变成气态LPG,经调压后送至小区低压管网或庭院管网。储罐储存型LPG直供气相LPG方式具有操作简便、投资少、减少LPG泄露、可适当增加供气规模等优点。储罐储存型直供气相LPG方式的缺点为供气半径较小(一般供气半径约为500m),供给用户楼层不能太高,占地面积较大。   4.直供气相LPG方式的技术经济比拟   直供气相LPG方式具有投资少、单位燃气本钱低、供气灵活方便等特点。我国各大城市及各地区根本都已采用不同规模、不同数量的LPG直供气相供给系统。直供气相LPG方式有以上介绍的自然气化式瓶组供气方式、强制气化式瓶组供气方式、储罐储存型LPG气相直供方式等几种。依据我院几年来所做工程的统计,对各种工艺方式的技术经济比拟列表如下。 直供气相LPG供给方式技术经济比拟     供给方式 比拟工程 自然气化式瓶组供给方式 强制气化式瓶组供给方式 储罐储存型LPG直供方式 设备投资 少 较多 多 工艺复杂程度 简单 较复杂 复杂 供气规模 规模小 规模不宜过大 规模较大 LPG钢瓶更换周期 较长 约2-3天 不需要更换钢瓶 生产过程中残液量 较多 少 少 操作过程中LPG泄漏量 较少 较多 较少 平均每户建设费用 低 较多 较多 占地面积 少 较少 较多 要求消防间距 小。小规模气化站可设置在建筑物附属的房间内 较小。瓶组供给站可建在楼群内 较大。易设在楼群外 原料价格 较高 较高 较低 运行费用 低 较低 较高 单位燃气本钱 低 较低 较低   从以上经济分析中可以看出,当供气规模较小、供气户数少、供气半径小时适合采用自然气化式瓶组供给方式。据我院多年的设计经验及用户反映,寒冷地区采用自然气化式瓶组供气方式的供气户数不宜大于200户,当供气规模小、但供气半径较大时,不宜采用自然气化式瓶组供气方式。当规模较大或供气半径较大时可以采用强制气化式瓶组供气方式或储罐储存型LPG气相直供方式。如何划分强制气化式瓶组供气方式与储罐储存型LPG相直供方式的供气规模?如根据两种供气方式的技术经济比拟及有关标准规定,不应有两种供气方式的供气规模划分。但考虑能够让建设单位有一个更进一步对管道LPG系统的了解、进一步明确对各种供气规模的设计思路,我院经多年的管道LPG的设计经验及用户反映,对两种供气方式在各种供气规模进行了技术经济比拟。   当居民用户供气规模小于1000户时,强制气化式瓶组供气系统的50公斤LPG钢瓶数量较少(32瓶以内)、瓶组气化站可在楼群中建设、投资少、单位燃气建设费用少,而储罐储存型LPG气相直供系统投资大、气化站建在楼群外、单位燃气本钱较高,故当居民用户供气规模小于1000户时,采用强制气化式LPG瓶组供气系统。当居民用户供气规模大于1000尸时,强制气化式瓶组供给系统的50公斤LPG钢瓶数量逐渐增加、操作过程中LPG泄漏量也随之增加、瓶组气化站虽可在楼群中建设,但建筑面积也随之增加,而储罐储存型LPG气相直供系统投资较大、气化站建在楼群外、原料价格较瓶组供给方式低、单位燃气本钱随之减少,故当居民用户供气规模大于1000户时,如有条件宜采用储罐储存型LPG气相直供系统。当供给居民户数为2000户时强制气化式瓶组供给方式与储罐储存型LPG气相直供方式的技术经济比拟见下表—2 供给2000户居民用户的技术经济比拟        供给方式 比拟工程 强制气化式瓶组供给方式 储罐储存型LPG气相直供方式 备注 LPG储存设备 50公斤LPG钢瓶64瓶 2台5立方米LPG地下储罐 工艺复杂程度 简单 较复杂 年消耗 用电量 度/年 68237 69512 气化器均采用电加热型气化器 采暖用LPG量 Kg/年 1700 2000 LPG钢瓶更换周期 一次更换32瓶,三天更换64瓶 不需更换钢瓶,LPG运输利用汽车槽车 操作过程中LPG泄漏量 较多 较少 占地面积 少 较多 要求消防间距 较小。瓶组供给站可建在楼群内 较大、易设在楼群外 原料价格 较高 较低 平均每户建设费用 元/户 1560 1720 单位燃气本钱 较高 较低   从以上技术经济分析中可以看出,当居民供气户数大于2000户时,强制气化式瓶组供气方式在占地面积、单位燃气消耗等各方面优势不大,而储罐储存型LPG气相直供方式在LPG泄露、单位燃气本钱、操作等各方面具有较大优势。故当居民供气户数大于2000户时,不宜考虑采用强制气化式瓶组供气方式,应主要考虑采用储罐储存型LPG气相直供方式。当居民供气户数少于2000户,但因采暖用气等原因供气规模较大时,宜考虑采用储罐储存型LPG气相直供方式。 (二)、LPG-AIR供给方式   LPG与AIR混合成符合城市供给标准的燃气,直接供给居民用户或作为其它用途的气源。LPG-AIR混合方式具有很多优点。如比人工煤气相比,工艺流程简单,基建投资少,建设周期短,运行管理简单,单位燃气本钱低,比纯LPG气相直供方式相比,降低露点,防止输气管网中出现再液化现象,故可以在大范围内管道输送燃气。LPG-AIR方式还可以把重组分较多的LPG,经气化和AIR混合后供给用户。LPG—AIR混合气的特性与天然气接近,当混气比在一定范围时与天然气具有互换性。 1.LPG气相直供方式与LPG-AIR供给方式的比拟   LPG气相直供方式的供给规模不易过大,特别是采用国产LPG时,考虑国产LPG成份不稳定、LPG输送过程中出现再液化等问题,LPG气相直供方式不易采用中压供气。LPG-AIR方式可大大降低混合气露点,可以采用重质组分较多的LPG,可以采用中、低压两级供气,可以远距离输送,在中型或大型气源工程中可作为主气源。如单考虑低压供气时,较理想的居民供气户数约5000户。下面以供给5000户居民生活用气为例,进行LPG气相直供方式与LPG—AIR方式的技术经济比拟,其中LPG气相直供方式采用储罐储存型LPG气相直供方式、LPG-AIR方式采用缓冲罐型自然引射方式。详见表—3。 供给5000户居民用户时LPG气相直供方式与LPG-AIR供给方式的技术经济比拟            供给方式 比拟工程 LPG气直供方式 LPG-AIR供给方式 设备投资 少 多 工艺复杂程度 较简单 较复杂 供气压力级制 低压供气 中、低压两级供气 供气半径 小 大,可以远距离传输 燃气露点 较高 低 平均每户建设费用 元/户 1530 1650 单位燃气本钱 较低 较高   从以上比照中可以看出,当居民供气户数为5000户时,LPG直供气相供给方式的平均每户建设费用与单位燃气可比价格、工艺复杂程度等方面优于LPG—AIR供给方式。但考虑供气平安性、建设规模留用开展余地等方面,LPG—AIR供给方式优于LPG气相直供方式。考虑寒冷地区的实际特点,当居民供气户数大于5000户时,应主要考虑采用LPG-AIR供给方式。当居民供气户数少于5000户,但因居民建筑采暖用气等原因,实际供气量较大时,也应考虑采用,LPG-AiR供给系统。 2.LPG-AIR供给方式在寒冷地区的应用与开展   LPG-AIR合供给方式主要分引射式,面积开口比例式,流量比例式等方式。三种混气方式的技术经济比拟见下表—4 LPG-AIR供给方式的技术经济比拟         供给方式 比拟工程 引射式 面积开口比例式 流量比例式 设备投资 少 较多 多 工艺复杂程度 简单 较复杂 复杂 调峰能力 较差 较大 大 混气比例调节能力 较差 较大 大 混合器出口压力 低压或中压供气 中压供气 中压或高压供气 混合器后设置气柜或缓冲罐 必需设置 不需要 不需要   从以上比照中可以看出,面积开口比例式和流量比例式工艺方式的混合器出口压力大,调峰能力大,混气比例调节方便等优点。引射式混气工艺方式具有工艺简单、建设费用较低、运行费用低、单位燃气本钱低等优点。   寒冷地区LPG-AIR艺方式的应用中应重点考虑供气平安性。我国LPG生产厂家质量差异较大,同一厂家不同时间生产出的LPG质量差异也较大。为了保证不同LPG成份的混合气在输送过程中防止出现再液化现象,寒冷地区LPG-AIR供气压力不易采用过高,一般不宜高于0.1Mpa。显然在寒冷地区的LPG—AIR应用与开展中,主要应采用混合器出口压力较低、运行费用低、单位燃气本钱低的引射式工艺方式。引射式混气方式在国内外应用比拟多,特别是在日本,LPG-AIR混气方,式以引射式为主。东北三省各城市现有的LPG-AIR供给系统中,大多数为引射式混气工艺方式,我院设计并已投入运行的长春市东郊混气站、白山市,柳河市,双阳区等地的LPG-AIR气源工程也采用引射式混气工艺方式。   做为调峰、补充气源或大规模供气的主气源时,应考虑采用面积开口比例式或流量比例式混气工艺方式。东北三省较为典型的比例式混气方式为,沈阳市煤气公司的调峰、补充用的LPG混气站的LPG-AIR混气工艺采用的是面积开口比例式,我院设计、并已投入运行的延吉市供给8万户居民用户及局部公福用户的混气站LPG-AIR混气工艺采用的是流量比例式混气工艺方式。 四、总结   管道LPG供给方式具有投资少、建设周期短、单位燃气本钱低等优点;寒冷地区管道LPG应用与开展中,应重点考虑燃气的露点,也应充分考虑我国LPG成份差异。LPG直供气相供给方式中宜采用低压供气方式,LPG-AIR供给方式中LPG:AIR的比例不易过大,LPG-AIR供给压力不易过高。当居民供气户数少于200户时,可以采用自然气化式瓶组供气方式,当居民供气户数少于2000户时可以采用强制气化式瓶组供气方式,当居民供气户数少于5000户时可以采用储罐储存型LPG气相直供方式,当居民供给户数大于5000户时,应采用LPG-AIR供给方式。   北方地区可利用天然气资源较少,为此我国方案从俄罗斯东西伯利亚和萨哈林岛进,天然气,其中进口东西伯利亚天然气管线投产时间约在2007年至2021年间,进口萨哈林天然气管线投产时间约在2021年前。LPG-AIR的特性与天然气接近,易于爿夸来转换成天然气管网。引进天然气后,现有北方地区较大规模的LPG-AIR混气站或今后开展中的LPG混气工程的气源厂,可做为天然气的补充、调峰气源或第二气源,现有的LPG瓶组供气站的建筑物可做为天然气调压站建筑。显然,没有可利用天然气资源的现阶段及今后引进天然气以后的很长时间内,管道LPG将会在北方寒冷地区的大局部地区有着极大的开展潜力。   管道LPG的应用在北方寒冷地区具有广阔的前景,除常见的炊事用气的开展外,寒冷地区采用管道LPG进行燃气取暖方面也具有很大的开展前景。近几年,我院在燃气取暖应用与开展方面取得了较好成绩,希望与行业同仁共同研究、共同开发,把管道LPG在寒冷地区的应用与开展提到更高层次。   管道LPG在寒冷地区具有广阔的开展前景,在一定时期内,管道LPG在管道燃气供给系统中的比例也会越来越大。 本文档由香当网(https://www.xiangdang.net)用户上传

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    文档贡献者

    夏***子

    贡献于2021-11-25

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