LNG、L-CNG、CNG加气站的比较

1、LNG、L-CNG、CNG加气站的比较作者：陈叔平 谢文章来源:二州理工大学石油化工学院点击数:2751更新时间:2008-4-7 21:59:34There are three modes with differenttechnologicalprocesses and equipment，includingLNG CNG and L-CNG in natural gas filling stations. Theequipment，constructioncost ，operation cost and safety of the three kinds of gasfillingstat

2、ionsare compared. LNGfilling stationis superiorto CNG fillingstationin constructioncost and safety ，and L-CNG fillingstationisonebetween the both.Under the conditionof gas fillingcapacity of10000 m3/d，the annualtotaloperation costof LNG filling stationis higher than that ofCNG fillingstation only if

3、 thepurchasingpriceof LNGis higherthan that of CNG by 0.151yuan/m . Itis suggestedthat LNGfillingstationshouldbe set upfirstunder permissibleconditions.Key words： LNG CNG gas filling stationeconomy safety1加气站设备和造价LNG加气1 4LNG加气站是专门对LNG汽车加气的加气站,其工艺流程见文献1,王要设备包括LNG储罐、自增压器、LNG加气机等。外容LNG储罐是双层壁真空绝热容器，内容器由

4、奥氏体不锈钢 材料制成, 器为碳钢，中间绝热层为膨胀珍珠岩并抽真空。这种储罐绝热性能好，蒸发 失低，有不同型号及规格的定型产品。加气站可以方便地增加储罐的数量以应生产和需求的增长。自增压器是加气站内输送LNG的关键设备，主要作用LNG加气机是专门为保证LNG储罐内有足够的压力来给 LNG加气机供应LNGLNG汽车制造的加气计量装置，可以直接计、显示充入车辆中的LNG的数量其主要优点是加气速度快，一般可在 35 min内加气完毕。4 3LNG加气站设备少，布置紧凑，占地面积小。表1列出了 1X10 m/d LNG加气站的设备和造价。 L-CNG加气站L-CNG加气站是将LNG在站内气化后使之成为

5、CNG并对CNG气车加气的加 气站。这种加气站需要的主要设备有 LNG储罐、LNG泵、气化器、储气瓶组和 CNG加气机、压缩机。新建的L-CNG站不使用压缩机；对由已建的CNGta气站 改装成的L-CNG站，设备中包括压缩机，主要是将原有 CNG占的压缩机作为LNG 泵不能工作时的备用手段。本文主要对新建的L-CNG站进行分析。其工艺 流程为：用高压LNG泵将LNG送人气化器气化后，通过顺序控制盘将其储存于高压CNG储气瓶组内，当需要时通过 CNGm气机对CNG气车进行计量加气。其 中LNG 储罐的作用与LNG加气站中LNG储罐的作用相同。LNG高压泵的主要作用是将LNG储罐内的LNG输送至高

6、压气化器进行气化。 它可以保证足够的压力而不再用压缩机进行压缩。高压气化器的作用是将 LNG 转化为CNG它的主要形式有3种：开架式气化器、浸没 式气化器和中间媒体 式气化器，其中最为常用的是开架式气化器。顺序控制盘的主要作用是对经过高压气化器气化后流人储气瓶组和加气时 由储气瓶组流入加气机的气体进行分配，以使其效率达到最高。根据经验，可以对加气站的高压储气装置采用编组的方法以提高加气效率。具体方法是：将储气瓶按 1:2:3 的容积比例分为高、中、低压 3组，当高压气化器向储气瓶 组 充气时，应按高、中、低压的顺序进行；当储气瓶组向气车加气时，则相反，应按低、中、高压的顺序进行 5 。这些工作

7、都是通过顺序控制盘来完成的。由于L-CNG加气站比LNG加气站增加了高压LNG泵、气化器和储气瓶组等 设备，其占地面积有所增加。对于规模为 1X104 m3/d 的加气站，其占地面积 在1000 m2左右，相应的土建费用也有一定程度的增加，见表 1。表1 1X 104 md天然气加气站设备和造价Tab.1 Equipme nt and con struct ioncost of n aturalgas filli ng stati onwith 1X 104 血加气站类型项目单价数量合计/元LNG加气站储罐4,18.0 X04 元/台236.0 X04加气机12.0 X04 元/台224.0

8、X04管道6.0 X04 元/套16.0 X04土建50.0 X04其他20.0 X04合计136.0 X04L-CNG加气站储罐18.0 X04 元/台236.0 X04LNG咼压泵5.0 X04 元/台210.0 X04加气机6.5 X04 元/台213.0 104高压气化器18.0 X04 元/台118.0 104顺序控制盘5.0 X04 元/台15.0 104储气瓶组20.6 X04 元/组241.2 104土建70.0 104其他28.0 104合计221.2 X104CNG加气站进气系统3.5 X04 元/套13.5 104脱硫装置24.0 X04 元/台124.0 104压缩机4

9、0.0 X04 元/台3120.0 X104脱水装置14.0 X04 元/台114.0 104储气系统20.6 X04 元/套361.8 104顺序控制盘5.0 X04 元/台15.0 104加气机6.5 X04 元/台319.5 X04冷却水系统12.0 X04 元/套112.0 X04高压管道11.5 X04 元/套111.5 X04土建130.0 X04其他60.0 X04合计461.3 X04如果想在L-CNG加气站内对LNG用户供气，则只需要增加1台LNG加气机4和1套LNG管道即可，其增加的造价有限（不到20X10元）。因此在LNG和 CNG用户均存在的情况下可以建立LNG和L-C

10、NG联合加气站。 CNG加气68站CNG加气站主要由6个系统组成：天然气调压计量系统、天然气净化系统、天然气压缩系统、天然气储存系统、 CNG加气系统、控制系统。其工艺流程见 文献1，输送至加气站的天然气经过稳压计量后，进入净化处理装置进行净化 处理，用压缩机加压，再经高压脱水后经顺序控制盘送人储气系统，最后由 加 气机对外计量加气。脱硫装置用于对进站天然气进行脱硫净化处理，将硫含量降低到符合加气 站所需的气质要求，然后送至压缩机。压缩机是系统中的关键设备，它的造 价 直接影响工程的经济性，其性能好坏直接影响全站的运行。经过预处理的低压原料气由压缩机分级压缩至 25 MPa然后进入高压脱水装置

11、。脱水装置主要为 干燥器，根据工艺流程的不同，可以将干燥器布置在压缩机前（低压脱水）和压缩机后（高压脱水）。使用高压脱水所需的设备少，脱水剂量小，再生能耗低。顺序控制盘的作用与L-CNG加气站顺序控制盘的作用相同。储气系统用于储存压力为25 MPa的天然气，以便在需要 时向加气机供气。43CNGm气站所需设备较多，占地面积也较大，规模为 1X 10 m/d的加气站 占地面积达2000 m。表1列出了其设备和造价。：_i 二jr二：；-.mnm:ow.;： ：；:；m.:二.43在建站规模相同的情况下（均为1X10 m/d） , 3种加气站的造价差别很大。LNG加气站造价最低，仅为CNG加气站的

12、30%左右。L-CNG加气站的造价也仅 为CNG加气站的48流右。2运行费用 LNG加气站LNG加气站的设备少，工艺流程简单，动力设备少且几乎 没有高压管道，因 而维修量很小。加气规模为 1X10 m/d的LNG加气站的年运行成本概算（原料 气除外）见表2。表2 1X 104 m/d天然气加气站年运行成本概算（原料气除外）Tab.2 Annual operation cost of natural gas fillingstationwith1X1 4 m/d （except raw material gas）0加气站类型项目单价数量合计/（元Q1）水3.3 元 /t112 t4370电0.6

13、2 元/(kW -h)1.6 X0 kW- h9920LNG加维修1.5 X04管理2.0 X04气站折旧410.8 X04工资及福利1.4 X10 元/(人 a)5人7.0 X04合计22.3 X04水3.3 元 /t2880 t1.0 X04L-CNG电0.62 元/(kW -h)5.8 X04kW- h3.6 X04加气站维修4.0 X04管理3.0 X04折旧19.8 X104工资及福利1.4 X104 元/（人）7人9.8 X04合计41.2 X04水3.3 元 /t3690 t1.2 X040.62 元/（kW h）47.2 X0 kWh4.5 X04CNG 力口维修8.5 X04

14、管理6.0 X04气站折旧38.0 X04工资及福利1.4 X104 元/（人 a）10人14.0 X04合计72.2 X04注：加气站按年运行 330 d计算。 L-CNG加气站由于L CNG加气站比LNG加气站增加了部分设备，从而使其工艺流程较为 复杂，增加了动力设备及高压管道，因而增加了管理和维修量，各方面的运行费用也随之增加。它的年运行成本概算（原料气除外）见表2。 CNG加气站CNGta气站的设备最多，工艺流程最复杂，且动力设备多，高压管道转多，从而使其管理和维护都比较困难，其运行成本将有很大增加。其年运行成本概算（原料气除外）见表2。 天然气进站价格对运行费用的影响由于原料气的费用

15、一般要占到其运行总费用的80%-90%故原料气的进站价格将对加气站的年运行费用产生很大影响。在同一地域，加气站对外供气价格应该近似等同。由于加气站所处地域及距不同气源的距离不同，不同类型的加气站的天然气进站价格将有很大变化。在其他费用变化不大的情况下，讨论天然气进站价格对加气站总的运行费用的影响将具有很大的现实意义，将为加气站的投资建设提供很重要的依据。43对于加气规模为1X10 m/d的3种不同加气站，除原料气外的年运行费用有很大差异。为了表明天然气进站价格对加气站的运行费用的影响，可将这种差异转变为天然气价格上的差异。可以计算出在不考虑原料气费用时，CNGm4气站的年运行费用比LNG加气站

16、高出499X10元/a。假若这两种加气站总的年 运行费用相同，则LNG加气站的原料气进站价格要比 CNGm气站原料气的进站 价格高0151元/m3。就是说，在加气规模为1X10 m/d的条件下，LNG加气站 的天然气进站价格不比 CNGta气站的天然气进站价格高出 0151元/m时，它的 年总运行费用就会低于 CNGm气站。同样可以求出L-CNG加气站的天然气进站价格不比CNGta气站天然气进站 价格高出0.094元/m3时，它的年运行费用就会低于 CNGta气站。3安全 性9 11天然气是易燃易爆的物质。因此加气站的安全性将是建站所必须考虑的重 要问题之一。决定加气站安全性的主要因素有高压管

17、道、动力设备、高压储 气 设备和系统复杂程度几个方面。为了保证加气站的安全运行，每一种加气站的建设方案在其主要设备上都采取了严密的安全措施。3种加气站的不安全因素及采用的主要安全措施比较见表 3。表3 3种加气站的不安全因素及安全措施比较Tab.3 Comparison of unsafe factors and safety measures amongthreekinds of gas fillingstations加气站类型LNG加气站L-CNG加气站CNG加气站高压管道无高压管道高压管道较少，有安全隐患。高压管道多，安全隐患较大动力设备动力设备少动力设备较多动力设备繁多高压储气设备无高

18、压储气设备有高压储气设备，有安全隐患。有高压储气设备，有安全隐患。系统复杂程度系统流程简单，易操作）系统流程较复杂系统流程最复杂，难操作。安全措施LNG储罐设有充满指 示口、液位计、安全阀 等安全装置。在主要管 道上都装有防超压的安 全阀。在管道的每个独 立段都装有紧急切断阀LNG储罐设有充满指示口、液 位计、安全阀等安全装置。在 压缩机房上部安装机械排风系 统，保证空气流通。在管道的 每个独立段都装有紧急切断阀）及安全阀。在压缩机房上部安装机械排风系统，保证空气流通。对3种天然气加气站都采用的安全措施还有：采用防爆电气设备，加气机 必须具有紧急切断、过流切断、拉断切断等安全装置，设置安全放散

19、系统。通过这些安全措施的实施，使得加气站的安全性有了较好的保障。但是， 必须认识到天然气属于易燃易爆的危险性物质，生产操作必须严格按照规范进行，以免发生意外。4结论 从占地面积、造价和安全性方面考虑，LNG加气站优于CNC加气站，L- CNGta气站介于二者之间。 当LNG加气站的原料气进站价格比 CNG加气站的原料气进站价格高出值在一定范围内（加气规模为4 m?/d时，约为0.151元/m3）时，LNG加气站1X 10的年总运行费用要低于 CNGta气站。而L-CNG加气站与CNGta气站的原料气进4 33站价格差（加气规模同样为1X 10 m/d时）约为0.094元/m。这样可以根据加 气站建设地点的不同天然气进站价格来决定建站方式。当LNG加气站的原料气3进站价格比CNGm气站的原料气进站价格高出的值在 0.151元/m以下时，建设LNG加气站是合理的 根据目前燃气汽车中CNG气车占有量比较大的实际