隨著我國(guó)深圳和福建等地大型LNG接收終端站的籌建、河南中原油田LNG工廠的建成及新疆廣匯LNG項(xiàng)目的實(shí)施，越來越多的中小城鎮(zhèn)為了解決目前無法用長(zhǎng)輸管道供氣而又希望早日用上天然氣的矛盾，開始考慮采用LNG為氣源的非管道輸送供氣技術(shù)。

1 LNG氣化站的工藝流程

　　LNG供氣系統(tǒng)主要由天然氣液化站(或LNG接收終端站)、LNG槽車、LNG氣化站、輸配管網(wǎng)組成。為了防止天然氣中的雜質(zhì)對(duì)液化過程產(chǎn)生不利的影響，氣田開采出來的天然氣先要進(jìn)行脫酸、脫水、脫重?zé)N、除汞和脫氮等凈化處理，達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)要求^[1]，然后經(jīng)過深冷工藝液化成LNG。LNG由槽車運(yùn)至氣化站，氣化后經(jīng)輸配管網(wǎng)供給用戶。LNG氣化站的工藝流程見圖1。

　　LNG槽車在卸車臺(tái)開啟槽車自帶的增壓器，對(duì)槽車儲(chǔ)罐進(jìn)行增壓，形成槽車儲(chǔ)罐與氣化站儲(chǔ)罐之間的壓差，利用壓差將LNG送入氣化站低溫儲(chǔ)罐內(nèi)儲(chǔ)存。如果氣化站儲(chǔ)罐內(nèi)的LNG壓力較低，氣化時(shí)應(yīng)開肩儲(chǔ)罐增壓器增壓，LNG依靠壓差進(jìn)入空湍式氣化器氣化后經(jīng)調(diào)壓、計(jì)量、加臭后送入城鎮(zhèn)輸配管網(wǎng)。當(dāng)空溫式氣化器出口的天然氣溫度低于5℃時(shí)，開啟和空溫式氣化器相聯(lián)的水浴式氣化器并將其升溫，直到符合輸送要求為止。氣化站內(nèi)設(shè)有天然氣蒸發(fā)氣(BOG)儲(chǔ)罐，儲(chǔ)罐頂部的蒸發(fā)氣經(jīng)過蒸發(fā)氣加熱器加熱后進(jìn)入蒸發(fā)氣儲(chǔ)罐。LNG槽車卸車完畢后，通過頂部的氣相管將槽車內(nèi)的氣體輸送到蒸發(fā)氣加熱器，然后進(jìn)入蒸發(fā)氣儲(chǔ)罐，回收槽車內(nèi)的氣體。當(dāng)蒸發(fā)氣儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力達(dá)到一定值后，將儲(chǔ)罐內(nèi)的氣體送入城鎮(zhèn)輸配管網(wǎng)^[2]。

2 LNG供氣的經(jīng)濟(jì)性

2．1 供氣參數(shù)的確定
　　LNG城鎮(zhèn)供氣的經(jīng)濟(jì)性主要取決于供氣規(guī)模和運(yùn)輸距離(即氣源地至氣化站的距離)^[3]。為了找出變化規(guī)律，一般選擇供氣規(guī)模為(0. 5～2. 0)×10⁴戶(以1000戶為間隔)和(2．5～6．0)×10⁴戶(以5000戶為間隔)，運(yùn)輸距離為50～450 km(以50 km為間隔)進(jìn)行分析比較。
　　LNG城鎮(zhèn)供氣包括購(gòu)氣、運(yùn)輸、氣化和管道輸配4個(gè)環(huán)節(jié)，涉及許多設(shè)備，每種設(shè)備的型號(hào)也較多，同一供氣規(guī)模的城鎮(zhèn)供氣系統(tǒng)，有多種設(shè)備組合能夠滿足正常的牛產(chǎn)運(yùn)行。這些組合方案中必有一種是最經(jīng)濟(jì)的，所以需要在設(shè)備優(yōu)化組合的基礎(chǔ)上進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析。
　　由于各城鎮(zhèn)輸配系統(tǒng)的情況不同，購(gòu)氣價(jià)格變化較大，本文僅對(duì)供氣系統(tǒng)的運(yùn)輸和氣化2個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化。購(gòu)氣價(jià)格取中原油田天然氣液化工廠的LNG售價(jià)1．65元／m³，管道輸配費(fèi)用哲取O．40元／m³。計(jì)算時(shí)，居民生活用氣量指標(biāo)取2303 MJ／(人·a)，天然氣低熱值取35.59 MJ／m³，每戶平均人數(shù)取3．5人／戶，民用戶月高峰系數(shù)取1．15，日高峰系數(shù)取1．1，小時(shí)高峰系數(shù)取3．2，工業(yè)用戶用氣量占總用氣量的比率取15％，未預(yù)見量占總用氣量的比率取5％，存儲(chǔ)天數(shù)取4 d。
2. 2 經(jīng)濟(jì)性生分析
　　LNG供氣年總費(fèi)用由年購(gòu)氣費(fèi)用、年運(yùn)輸費(fèi)用、年氣化費(fèi)用和年管道輸配費(fèi)用組成。
　　以年總費(fèi)用最低為目標(biāo)，建立氣化和運(yùn)輸環(huán)節(jié)的設(shè)備優(yōu)化組合模型并編制程序。根據(jù)廠家提供的氣化站主要設(shè)備及槽車的型號(hào)和價(jià)格，求解模型，得到各個(gè)供氣規(guī)模和運(yùn)輸距離下的最佳設(shè)備組合方案及相應(yīng)的年總費(fèi)用。圖2～8是根據(jù)優(yōu)化結(jié)果作出的LNG供氣系統(tǒng)年總費(fèi)用、年運(yùn)輸費(fèi)用、單位熱量運(yùn)輸成本和單位熱量成本隨供氣規(guī)模和運(yùn)輸距離的變化曲線。由于這些圖中曲線很多且有些走向一致，因此只畫出了部分曲線。
   

　　根據(jù)圖2～8，分析如下：
　　①LNG供氣年總貲用對(duì)運(yùn)輸距離的變化不敏感。
　?、谀赀\(yùn)輸費(fèi)用隨運(yùn)輸距離線性變化，當(dāng)供氣規(guī)模在3×1O⁴戶以下時(shí)，斜率較??；當(dāng)供氣規(guī)模在3.5×10⁴戶以上時(shí)，斜率較大，且在200 km和250km之間有一轉(zhuǎn)折。斜率差異主要是因?yàn)槟壳癓NG汽車槽車型號(hào)少(國(guó)內(nèi)常用的LNG槽車容積主要為30 m³、40m³和45 m³)，3×10⁴戶以下供氣規(guī)模的氣化站每天所需的用氣量，單輛槽車每天運(yùn)輸一次即能滿足。供氣規(guī)模超過3×10⁴戶后，單輛槽車每天運(yùn)輸2次或2輛槽車每天各運(yùn)輸一次才能滿足氣化站每天所需的用氣量。出現(xiàn)轉(zhuǎn)折主要是因?yàn)榻＿^程中考慮到運(yùn)輸安全性，規(guī)定槽車的行駛速度為70 km／h且單輛槽車每天在路上行駛的時(shí)間不超過13 h，因此當(dāng)運(yùn)輸距離超過200km后，氣化站每天所需的用氣量由原先的單輛槽車每天運(yùn)輸2次來滿足變?yōu)?輛槽車每天各運(yùn)一次來滿足，從而年運(yùn)輸費(fèi)用中的槽車年折舊費(fèi)用、保險(xiǎn)費(fèi)用等增加。

　?、?單位熱量運(yùn)輸成本基本上先隨供氣規(guī)模的增大而急劇降低，當(dāng)供氣規(guī)模達(dá)到3×1O⁴戶后，單位熱量運(yùn)輸成本突然增加，隨后隨供氣規(guī)模的增大又緩慢降低。單位熱量成本和單位熱量運(yùn)輸成本隨供氣規(guī)模的變化類似。在滿足氣化站每天所需用氣量的前提下，由于槽車型號(hào)少且固定，因此對(duì)于某些供氣規(guī)模，槽車的運(yùn)氣能力不能得到充分發(fā)揮，出現(xiàn)了運(yùn)輸成本由小變大的現(xiàn)象。
　?、?LNG供氣經(jīng)濟(jì)性良好，供氣成本在2．15～2．77元／m³內(nèi)變化。但對(duì)于15×1O⁴戶以下的供氣規(guī)模不適合遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，因?yàn)殡S著運(yùn)輸距離的增加，這些規(guī)模的供氣成本增加較大。
　?、?同樣運(yùn)輸距離下，供氣規(guī)模為3×10⁴戶的單位熱量成本是較低的，其年總費(fèi)用也較適中。因此，3×10⁴戶是LNG供氣技術(shù)的理想供氣規(guī)模。

3 結(jié)語

　　綜上所述，LNG供氣技術(shù)具有較好的經(jīng)濟(jì)性，隨著我國(guó)LNG鐵路運(yùn)輸專用線的建成和液化工藝的不斷改進(jìn)，其經(jīng)濟(jì)性將更加明顯，是今后一段時(shí)間內(nèi)具有推廣價(jià)值的中小城鎮(zhèn)非管道輸送供氣方式。隨著大型LNG接收終端站、LNG工廠和LNG氣化站的建設(shè)，多種LNG運(yùn)輸方式的發(fā)展，配套法律法規(guī)的完善及國(guó)家對(duì)LNG應(yīng)用于城市燃?xì)夤?yīng)的政策支持，LNG供氣技術(shù)將不斷得到完善，發(fā)揮其良好的技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 閻觀亮，崔洪星，張明會(huì)．LNG工廠的原料氣處理[J]．石油與天然氣化工，2000，29(4)；188—191．
[2] 劉新領(lǐng)．LNG供氣站的建設(shè)[J].煤氣與熱力，2002，22(1)：35—36
[3] 楊俊杰，陳志斌.城鎮(zhèn)CNG與LNG供氣方案的經(jīng)濟(jì)分析[J].煤氣與熱力，2003，23(1)：28—29、32

 本文作者：時(shí)國(guó)華 ， 段常貴 ， 趙璽靈