小区燃气管道供应的技术经济分析

1．引言

1.1我国城市燃气的发展趋势

自建国以来至今，我国城市燃气事业有了很大的发展。从五、六十年代的小焦炉和冶金工业的焦炉余气到七十年代的炼油厂干气、重油裂解气、化肥厂排放气，再到八十年代的人工煤气（发生炉煤气、水煤气、焦碳制气等）以及八十年代末、九十年代的液化石油气和天然气，经历了由小到大、由劣到优的发展历程。

目前，我国城市燃气主要由人工煤气、液化石油气和天然气构成。人工煤气由于投资大、气质差、热值低和环境污染问题，已被国家列入限制发展的产业；液化石油气属于清洁、高热值的优质燃料，但近几年随着国际原油市场价格的攀升，气价持续上扬，而且即将全部取消政府补贴，步入市场，因此气价偏高，一定程度上限制了发展；天然气储量丰富，开采成本低，易于控制，属于清洁、优质燃料，具有良好的经济和环境效益，因此，城市燃气的发展趋势将以天然气为主、液化石油气长期并存。

1.2发展小区管道燃气供应的必要性

我国大中城市的天然气供应一般是经长输管线进入城市管网，再经调压后供居民及工业用户使用。而一些小城镇和大城市的郊区由于远离天然气供气管网，入网投资大、周期长，暂时还不具备接通天然气的条件。为了使这些地区及早提高气化率，使居民生活更便捷，发展一些投资少、见效快、易于与天然气置换的管道燃气供应方式就非常必要了。本文即针对上述情况对几种常见的小区管道燃气供应作技术及经济上的分析，为燃气用户在供应方式的选择上提供一定依据。

2．常见的小区管道燃气供应方式

2.1液化石油气（以下简称LPG）集中供应

所谓LPG集中供应，是指将液态LPG集中蒸发为气态，由管道输送入户的供应方式。它一改钢瓶供应的分户散装储存，户内储存量只为15kg钢瓶的1/1000甚至更少，大大提高了安全性和供气的稳定性，减少了残液量，减轻了用户搬运钢瓶的劳动强度，使LPG用户享受到与天然气用户同等的便捷。

按LPG储存和蒸发的方式不同，LPG集中供应又分为三类，即瓶组自然气化、瓶组强制气化和储罐强制气化，其工艺流程见下图：

a.瓶组自然气化

50kg钢瓶组→调压器→供气管网

b．瓶组强制气化

50kg钢瓶组→蒸发器→调压器→气液分离器→供气管网

c．储罐强制气化

槽车→储罐→蒸发器→调压器→气液分离→器供气管网

由图可见，瓶组自然气化最为简单，投资很小，占地面积小，但受自然气化能力的影响，规模受到限制。寒冷地区宜加伴热装置，否则不但气化能力差，使用国产气（重组分较多）的用户残液量也会增大。

瓶组强制气化同样具有占地面积小的优点，且由于采用蒸发器强制气化，使得供气能力大大提高。限制其供应规模的因素主要是钢瓶的运输能力与装卸强度。

储罐强制气化虽然只是在储存方式上由瓶组改为卧罐，但站内设施却复杂了许多，除了增加液化气动力设备（供液泵、卸车泵等）外，浓度报警、自动控制、消防水、防雷防静电、土建等工程量都大大增加，投资亦随之加大，但运行可靠性强，工人劳动强度小，供应规模大。

值得一提的是，LPG集中供应的主要问题在于输配时的再液化上。以最常见的（30％C3+70％C4）液化气为例，低压输送（400mmH2O）时，其露点为-7℃；中压输送（0.7kg/cm2）时，其露点为-1℃。也就是说，管道外壁温度-2℃＜T＜4℃时，适合低压输送；T＞4℃时，才可能采用中压输送。这在一定程度上限制了LPG集中供应的地区和供应半径。

综合考虑各种因素的影响和实际应用中的经验，总结出几种供应方式的适用范围及其他情况，详见下表：
表1

2.2液化石油气混空气（以下简称MIX）供应

MIX供应是在LPG集中供应的基础上，按一定比例与空气掺混（一般为1：1），形成与天然气性质相近的混合气。与纯LPG相比，它具备两个明显的优势，一是可与天然气直接置换而不需改变任何用气设备；二是解决了输配过程中的再液化问题，露点可达到-30℃～-40℃，基本取消了地域限制，淡化了供应半径的概念。

按储存方式的不同，也分为瓶组式MIX供应和储罐式MIX供应（根据混气设备的不同，还可分为引射式和比例式两种）。其工艺流程如下：

a.瓶组式MIX供应

50kg钢瓶组→蒸发器→引射式混气机→供气管网

b．储罐引射式MIX供应

槽车→储罐→蒸发器→引射式混气机→供气管网

c.储罐比例式MIX供应

槽车→储罐→蒸发器→比例式混气机→供气管网

空压机→干燥器→稳压罐　↑

瓶组式MIX供应的特点是投资省、占地少、系统简单，但供应规模较小。钢瓶内的压力一般为1～5kg/cm2，难以保证引射式混气机入口压力（4～5kg／cm2）的要求。为了使混气机正常运行，可采取两种方法，一种是利用氮气为瓶组加压，使其出口压力达到要求；一种是利用泵使出口压力稳定在要求的范围内，具体做法是将气液两相瓶翻转使用，原气相口与泵入口相连，原液相口与泵回流管相接，以满足泵的运转需要。

储罐引射式MIX供应只是在LPG储罐强制气化的基础上增加引射式混气机和中央控制系统，供气压力在0.3kg/cm2左右。储罐比例式MIX供应与引射式的区别一是将混气机改为比例式，一是增加压缩空气系统，混气供气压力一般在1kg/cm2左右（根据需要还可再提高）。比例式MIX供应适合较大规模的用户，一般要求最小用量不小于总供气量的1％，否则容易出现设备出口处的再液化现象和比例漂移现象。可以看出，采用储罐式MIX供应既不存在LPG再液化问题，也不会因为输配压力低而影响供应规模，因此，对于从小区到中小城镇的供应上是不存在障碍的。

具体情况见下表：

表2