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应对液化天然气抵穗的战略思考

字体: 放大字体  缩小字体 发布日期:2007-09-28  作者:rqb99  浏览次数:1104

一、引言
  广东“珠江三角洲液化天然气(LNG)利用工程”项目已全面启动, 与资源方––– 澳大利亚的购销合同业已在签订中。按计划, 进口LNG将于2006年6月由接受站码头—深圳秤头角气化,经管道送抵广州,第一期供气规模为300万吨/年。广州市煤气公司如何应对LNG到穗,与之相关的一系列问题,如气源厂生产运行方式的确立,与上游TOP合同的谈判,新(LNG管网)、旧管网(现有油制气管网)的衔接,液化天然气置换进度的控制,管网的调峰与事故应急气源,资金的筹措方案,用户的发展等这些牵涉到企业可持续发展战略的关键问题,现在就必须有所考虑。
二、天然气抵穗后的管网
  液化天然气抵穗后,将由两个管网分别向广州市区供应燃气。一个是位于城市中心区域内的现有油制气旧管网,再一个就是处于城市外围的、新建立的LNG管网。新网直接使用液化天然气,随着LNG用户的发展和对旧网用户的不断置换,其用户逐步增加,供气规模会愈来愈大。而旧网用气量则会递减,直至为零。至此,置换工作宣告结束,两管网正式合二为一。
  因为现有输配管网在当初设计时已考虑到了天然气接收时的衔接问题,所以,液化天然气抵穗后,现管网的运行压力等级、调压装置等仍将保持不变,只需更换或改装管网用户的燃气用具。
三、旧网的气源供给
  广州市现有煤气管网只有一个气源厂——广州油制气厂。为了迎接液化天然气到来,也出于多使用LNG、降低煤气生产成本的考虑,气源厂于2001年底建成了两套CCR装置,即轻油制气装置,采用常压循环催化裂解工艺(UGI-CCR法),对LNG原料进行改质,用以生产适配现有油制气管网的改质气。目前使用的原料为LPG。
  分析CCR装置的调试数据: 若以LNG作原料,正常情况下,两台炉的改质气产量可达43.5万m3/日(处理LNG量为19.5万m3/日)。必要时,产量还有进一步提高的空间,单炉产量可达26万m3/日。
  而用低热值的改质气与LNG、空气(AIR)混配,三者比例控制在 37% : 53% : 10%时,混合气的热值、华白数、燃烧势等都能符合旧网的燃烧性能要求。按两套CCR装置满负荷生产计,气源厂该系统的混气能力可达118万m3/日–––140万m3/日。具体参数见下表(一)。

表(一): “LNG改质气+LNG+AIR”混合气代替现有管道煤气的相关参数

    项目气源 比例 高位热值 低位热值 华白指数W 燃烧势CP 气体密度 (%) (kcal/Nm3) (kg/Nm3) LNG 53 10477 9481 13288 41.23 0.8038 LNG改质气 37 3801 3397 5622 113.99 0.5911 AIR 10         1.2927 混合气 100 6960 6282 8995 60.57 0.7740 原设计参数 7088 6471 9453 87.15 0.7269 注:W 偏离-4.85% ; CP偏离-30.50% 。可以互换!

注:广州煤气管网的运行数据表明,华白指数偏离原设计值在-20%以内、燃烧势偏离在-30%以内时,两种燃气可以互换。
    预测2006年旧管网全年的日平均用气量为75万m3/日,最大日(除夕)供气量为107万m3/日。可见,气源厂该系统118万m3/日以上的生产能力,基本上可以满足2006年旧网用户的用气需求。2007年3月份后,随着冬季供气高峰的结束和对油制气管网的逐步置换,旧管网的用气量将会稳步下降。气源厂的生产压力也随之越来越小。
   为了解决CCR装置备用不足的问题,气源厂也正在考虑仿效上海吴淞煤气制气有限公司的方案,改造一台三筒重油蓄热催化裂解炉,以LPG代替重油作原料(2006年6月后用LNG 作原料),生产适配现有油制气管网的改质气。据了解,改造后的每台炉产量可达28万m3/日以上。这样,气源厂改质气系统总的混气能力可达190万m3/日以上。供气可靠性大大提高。此外,应急情况下,可以采用“提高出厂煤气热值以适配管网燃气用具”的措施来解决产气量不足的矛盾(具体参数待实验确定)。
  由此可见,LNG抵穗后,气源厂可以停运成本高、污染严重的重油制气部分(包括污水、净化工段)和热电分厂(化水工段除外),以“LNG改制气+LNG+AIR”混合气向旧网供气,提早对气源厂人员进行分流。换句话说,LNG一到广州,广州市的两个燃气管网就可以立刻全部使用液化天然气!
四、旧网经济效益
  推算运行数据:LNG改质气的热效率将为80 %左右。按24 %改质、76 %“LNG+AIR”直接掺混考虑,扣除热损失,1.0 m3 LNG还剩下0.952 m3,可生产6250 kcal/Nm3热值的混合气 1.443 m3。如果按 现2.20 元/m3居民用气售价计算,1.0 m3 的LNG在旧管网的销售收入为1.443×2.20=3.17 元,而1.0 m3 的LNG在新管网的销售收入只有2.80 元(可研报告预测)。
  除原料成本外,气源厂生产“LNG改质气+LNG+AIR”混合气的其它附加费用很少,原因是直接掺混占了大头。人员少,固定资产折旧也不多。所以,旧管网上2.20元/m3的销售价格得到的利润比液化天然气在新网上2.80元/m3 销售价格得到的利润要多。也就是说,届时,旧网的售气价格有下调的空间。整个广州市的煤气用户都会因液化天然气受益。五、调峰与备用气源 
 按合同要求,小时调峰由下游各城市自行解决。以广州市煤气公司现有设施和条件,选择好适当的调峰方案,完全有能力圆满解决这一难题。
  查阅广州市历年供气资料,每日的小时供气高峰产生于17:00---20:00之间,3小时的供气量占全天总供气量的23.6 %,最大小时不均匀系数Kh=2.3。
 1、“LNG+AIR+LPG”调峰方案
  广州市煤气管网在城市东、西两端各建有储配站一座。其中东储配站位于气源厂内,干式气柜储气能力为16万m3,煤气压送能力为7.42万m3/h;西储配站干式气柜储气能力为15万m3,煤气压送能力为1.92万m3/h。气源厂内“LPG+AIR”混气设施完善,最大混气能力可达2.2万m3/h。  该方案调峰原则:气柜采用“谷进峰出”的运行方式。调峰时期,优先压送成本低廉的、由气柜储存的LNG气,不足部分由“LPG+AIR”气补充。东、西储配站LNG调峰量为25万m3,最大小时调峰量为6.0万m3/h,增加储存、压送成本约为0.08元/m3左右。
  按现有设施计算,管网现已具备的总调峰能力为35万m3(气柜LNG 25万m3+“LPG+AIR”气10万m3)。最大小时调峰量为8.0万m3/h以上。预测管网2010年的LNG供气量为日均128万m3/日以下。可见,现有的调峰能力足以满足2010年前的调峰要求。再以后,随着供气量的加大,可分步在各调压站建“LPG+AIR”混气装置。
  值得一提的是:在同等热值条件下,“LPG + AIR”气的华白指数太低,只有8994kcal/Nm3, 偏离LNG华白指数 (13288kcal/Nm3 ) 32.31 %,不能代替LNG调峰,必须与LNG按比例同时外供,LNG的比例必须在60%以上,即只能用“LPG+AIR+LNG”混合气调峰(具体参数见下表二 )。 另外, 不通过改质,“LNG+AIR”气不能直接用在油制气旧管网上。原因是燃烧势CP太低,只有31.58,达不到油制气管网的要求。

 表(二):      “LPG+AIR”混合气代替LNG的相关参数

    项目气源 比例 高位热值 低位热值 华白指数W 燃烧势 CP 气体密度 (%) (kcal/Nm3) (kg/Nm3) LPG 36.2 28377 26176 20891 44.17 2.3856 AIR 63.8         1.2927 混合气 100 10272 9476 8990 37.43 1.6883 LNG 10477 9481 13288 41.23 0.8038 注:W 偏离-32.35%  。不能互换!

“LPG+AIR+LNG”混合气代替LNG的相关参数

    项目气源 比例 高位热值 低位热值 华白指数W 燃烧势 CP 气体密度 (%) (kcal/Nm3) (kg/Nm3) LNG 60 10477 9481 13288 41.23 0.8038 LPG 14.5 28377 26176 20891 44.17 2.3856 AIR 25.5         1.2927 混合气 100 10401 9484 10991 34.42 1.1579 LNG 10477 9481 13288 41.23 0.8038

注:W 偏离-17.29% ; CP偏离-18.49% 。可以互换!

该方案的最大优点:充分利用气源厂现有设施,不用增加大的投资;方便逐步渐增调峰能力。缺点:“LPG+AIR”气成本较LNG高,会相应增加成本,且起伏较大。 2、“高压管线储存”方案  该方案最大优点在于不附加运行费用,成本低,管线既用于输配又用于储存。缺点是一次性投资太大。
  按华北设计院的LNG可研报告,广州市液化天然气高压管线长达110公里,其中Φ711×12.5管线30公里,Φ508×10管线80公里,几何容积2.61万m3。非调峰期,高压管线运行压力为5.0 MPa,调峰时期,压力逐步下降,最低至1.0 MPa(中压管网压力仍保持0.2 MPa不变),以此来调峰。最大调峰量合计为104万m3。再不足时,则由气柜LNG补充。

  3、“液相LNG”方案
  LNG由液相变为气相,体积扩大600倍。而广州地区高温天气多,LNG气化容易;再加上离深圳近,交通方便,运输成本低。所以,考虑“通过汽车或火车将液相LNG从深圳运来广州储存,高峰期气化用以调峰”不失为一个好主意。
  此方案的缺点也是一次性投资太大。但是,若将推广液相LNG汽车与煤气管网调峰和事故备用气源一起来综合考虑,应该说是一个很有价值的想法。
  据了解,一台600m3的LNG低温贮罐投资约为400万元人民币,气化后的LNG体积则高达36万m3。在城市多个地段,分别建一些集LNG汽车加气和煤气管网调峰于一身的加气站,除开展汽车加气业务外,晚供气高峰时,液相LNG通过空温式气化器或水浴式气化器气化对管网进行调峰;长输管线事故时,作为备用气源起应急作用
  LNG汽车加气是一个很有前景的项目。据悉,小车加满一瓶液相LNG,可跑500公里以上,较之LPG汽车和CNG汽车,它分别具有价格低廉和行驶路程远的优势。
 4、“调峰与事故备用气源”综合方案
  专门投资建设一个大型事故备用气源厂似乎没有必要,但完全不考虑应急措施也不可取。根据广州燃气的实际情况,建议以现有气源厂作为基地,将调峰、事故备用气源、液相LNG汽车、CNG汽车、液相LNG外销经营、三产、人员安置等作为一个系统工程来考虑。 A、利用气源厂,包括LPG罐装厂已有的液化石油气储存设施、气化装置、管线、气柜、煤气压缩机、铁路专用线、场地等,增建LNG低温贮罐及设施,形成一个有一定规模的备用气源厂。正常情况下,用于液相LNG外销、城市各加气站LNG转运、管网调峰;长输管线事故时,与高压管线、东、西站气柜、  煤气压缩机、“LPG+AIG”混气设施及遍及市区的各加气站一道,起应急供气作用。 B、各加气站都增设空温式气化器系统,除开展汽车加气业务外,必要时,还承担调峰和应急供气任务。 C、利用公司的运输能力,及早介入LNG运输业务,调整思路,抢占市场。LNG到来后,整个珠江三角洲LPG市场会受到较大的冲击。LNG管线暂时没法到达的小城镇、房地产住宅小区、工矿企业、度假村等,都会转为使用有价格优势的LNG,其运输市场前景广阔。 D、液相LNG运输成本(深圳至广州)约为0.10元/m3,扣除管输和气化费用0.05元/m3外,其抵穗成本可能会略高于门站LNG价格,但没有计量误差。而LNG在气化过程中,温度由-150℃左右升至常温,要释放大量的冷量,尽可能利用这些冷量建冷库、滑冰场,用作夏季中央空调等,其冷量的综合利用不仅降低生产成本,产生效益,还可以带动一批相关产业的发展。 E、调峰及备用气源厂、众多的LNG和CNG加气站、还有面向管网以外地区的LNG营销部门,可以通过扩大业务来安置一部分富余人员。
六、用户发展
1、提早发展天然气用户 
 2006年天然气抵穗之前,用83 %的现有管道煤气(“油制气+CCR气+炼厂气+LPG+AIR”混合气、热值:6250kcal/m3)与17 %的LPG气掺混,其燃烧特性完全可以与未来的液化天然气(LNG,12T燃气类)一致。具体参数见下表(三)。 
      表(三):  “现有管道煤气+ LPG”混合气代替LNG的相关参数

    项目气源 比例 高位热值 低位热值 华白指数W 燃烧势 CP 气体密度 (%) (kcal/Nm3) (kg/Nm3) 现有管道煤气 83 6678 6059 8039 69.74 0.8923 LPG 17 28377 26176 20891 44.17 2.3856 混合气 100 10367 9478 11011 60.90 1.1461 12T天然气参数     11495--13796 36—88   注:W 偏离-4.21%  。可以互换!

  基于这一结论,在未来几年中,我们完全可以在具备条件、且规模较大的成片小区或者向城市外围延伸的新干管沿线,大量发展天然气用户,提早让其使用天然气(现有管道煤气+LPG,即代天然气)。这样,既不影响LNG到来前的用户发展,又可避免燃气具的更换问题。气源厂通过上马应急气源项目和CCR装置,气源生产能力得到了较大提升,近几年的气源供应是有保障的。 2、大力发展公建、商业、公福、工业用户  广州市燃气事业起步晚,管网用户中,比例分布不合理,居民用户占95%以上,用气曲线不平稳,小时不均匀系数起伏较大。所以,急须大力发展公建、商业、公福、工业用户,以“削峰平谷”。  对于用气量大的客户,特别是用气量平稳的工业用户,在价格上要给予倾斜政策。LNG到来前后,应该花一定代价吸引一大批这样的用户进管网,要大力推广燃气锅炉、燃气空调,哪怕是售价只略高于现管道煤气变动成本。这类用户起到的“平谷”作用,公司理应用让利的形式给予回报。众所周知,天然气产业具有典型的规模效益特征,规模出效益!广州煤气管网的经营规模还有很大的空间。要加倍努力才行。
 3、积极推广液LNG、CNG汽车
  液相LNG、CNG汽车是一个值得推广的项目。随着国家对环境保护的日益重视,政府对LNG、CNG汽车扶持力度会越来越大,燃油税的正式施行,将会使LNG、CNG汽车出现实质性进展。煤气公司经营具备调峰功能的LNG、CNG加气站是有较大优势的。
 4、拓展广州市周边市场 
 如前所述,因为LNG较LPG、柴油、甚至重油来,有无可比拟的价格优势,再加上它气化容易(使用空温式气化器,不需外加能源),运行成本低,货源有保障,价格恒定。所以,LNG到来后,即便是对LNG管网不能覆盖地区的冲击也是不小的。广州市区周边的白云、芳村、从化、花都、番禺、增城、南海、顺德、中山等地,一切使用LPG、柴油的地方,都存在无数的商机。
  煤气公司要利用自身的优势,如实力雄厚、国有品牌、运输储存能力、安全技术能力、设计施工能力等,迅速去占领、拓展市场,扩大份额。
七、置换与进度控制
  考虑到天然气置换工作的难度及旧管网经济效益与新网不相上下这两大因素,加之置换进度并不影响LNG的使用量,建议对旧网用户的置换不要强求进度,应根据公司的人力、物力稳妥进行,具备条件一片就置换一片,不一定非得要在五年之内完成。避免对公司的人力、资金安排构成太大压力。但是,第一年的置换进度一定要加快,以减轻气源厂的生产压力。第二年开始,置换进度可以放缓,工作重点转为发展LNG新用户,目的是扩大经营规模。另外,置换期内,仍旧可以发展旧管网用户。
八、购销合同
  按预测的供气量计算:2006年全年,广州市煤气公司新、旧管网需要使用的天然气量合计为24016万m3/年(19.3万吨/年),不存在起步时的渐增期问题。对于上游公司来说,我们无疑是一个优质客户。此外,2012年以前,公司管网的调峰能力有富余,可以为上游公司分担部分调峰任务。再加上广州市场容量大,离深圳距离近等优势,使得我们有条件向上游公司提出与发电厂相当的LNG价格优惠要求。事实上,广州煤气管网经过十多年的运行,生产计划、调度方面积累了丰富的经验,对供气量的预测、生产计划的制定,有了一套完整的、科学的方法,每年的年度生产量计划基本上都是准确的。这使得我们有信心预测较为准确的LNG购入量,有能力严格执行“照付不议(TAKE  OR  PAY)”合同。  签定TOP合同时,建议将管网用气、LNG、CNG汽车加气、LNG经营业务综合起来考虑,总订购量略小于上述三者之和。差额由气源厂调峰气源和经营业务来平衡。
九、资金投入
  企业的最终目的是经济效益,追求的是利润最大值。面对天然气管网的巨大投入,建议采用“突出重点、分步投入”投资策略,寻求“局部亏损、整体盈利、稳妥收益”的效果。
  按华北设计院的可研报告结论,LNG新管网建设资金高达23亿人民币(若100%计入破路赔偿费则为32.5亿人民币),资金投入期为8年,自2003年开始至2010年结束。其中高压管线投资2.9亿,中压管线6.1亿,用户供气系统3.5亿。资金筹措方案为:政府注资6.8亿。企业自筹7.3亿。银行贷款9.0亿。测算结果表明,2010年前,煤气公司整体处于亏损状态。
  先且不说政府注资和银行贷款有无可能,就算可能,企业要自筹7.3亿,难度也不小。再加上巨额的贷款,企业承受的债务负担也是不轻的。何况政府注资几乎没有可能,有可能的是引入外来资本。
  不管怎么样,无论资金来自何方,企业都是以赢利为目的的。这就要求资金投入计划必须与用户发展速度相适应,即用户发展速度紧密跟踪管网建设进度。资金投入速度太快,用户发展速度跟不上,造成不必要的浪费;若管网建设滞后于用户发展,势必影响企业的生存和发展。这就要求我们把握好新建高中压管线的走向,准确预测管线沿途用户发展速度,管线建设进度要与企业资金状况和用户发展速度相适应。  广州市的城市建设格局与外地有所不同,人口均集中在中心区域的旧网范围内。而规划中的LNG新网的高中压管线,均敷设在城市外围的人口稀松地区。北部地区的两个调压站附近、高压管线及大量的中压管线沿途,近几年的用户是极为有限的。能不能放缓部分用户较少的高中压管线的建设速度,将有限的资金投放在急需的地方,确保公司每年都保持赢利呢?
   按目前的管理水平测算,天然气抵穗后的2007年,旧网的年利润可达8000万元以上。
 1、建议根据旧网每年的利润额,适当筹措部分资金,量力而行的安排天然气新网建设进度。尽量“少贷缓投 、晚贷晚投”,避免因沉重的债务负担而导致公司亏损。 2、建议考虑推迟东北部地区的原LNG高压管线和部分调压站的建设,缓解公司的资金压力。将广源路中压管线与旧网剥离,使其成为LNG专用中压管线,以此建立LNG新管网,发展和置换广源路沿途及北部地区的用户。必要时,旧网运行压力可以提高至0.2 M Pa 。 3、建议广州市的用户置换线路调整为:顺广源路中压管线沿途自东而西开始进行,再由旧网自西而东回至气源厂结束。置换进度视气源厂 生产压力和人力、经济性等而定。 4、建议采用“发展用户第一,置换工作第二”的策略。紧紧抓住用户发展这一中心工作,千方百计扩大经营规模。
十、人员安置
 1、燃气从业人员的定额 
 可研报告中,重组后的“广州天然气有限责任公司”定员1500人。但纵览国外天然气企业,较先进的指标是人均处理天然气量 164万m3/年.人,一般性指标也能达到  80万m3/年.人。照此推算,天然气公司2007年需要的人数不到400人。随着WTO的加入、外来资本的进入,改革必定会走向深入,人员多的压力会凸现出来。不光是气源厂,液化气公司、管网分公司、其他三产单位都同样面临此问题。对此,必须要有思想准备。
 2、气源厂原厂区利用
  气源厂最终会变为调压站、调峰(备用气源)厂,定员只有几十人。而2006年下半年停运热电分厂和重油制气部分后,气源厂可能会有500人富余,人员安置问题现在就必须有所考虑。利用气源厂的厂区,水、电、铁路专用线、重油管线等,可以考虑建发电厂、化工厂等,安置富余人员,这是一个思路。气源厂这块地用于建工厂,条件是很优越的。也可以根据其交通便利、占地面积大、消防设施齐全的特点,来发展仓储业。
 3、发展与LNG产业相联的第三产业
  富余人员安置的另一条出路是扩展与LNG产业相联的第三产业,实现以“主业发展带动辅业、辅业促进主业,主业辅业同步发展”的发展战略。
  建议:A、组织力量,提早对天然气燃气用具产品进行研制与开发、抢先占领整个珠三角天然气市场。
     B、设立一个规范的、高服务水准的燃气具维修、服务中心。
  再一个措施就是前已述及的液相LNG汽车、CNG汽车加气站业务的推广及对广州市周边地区的燃气市场的占领。众所周知,天然气产业市场广阔,广州地区尤为如此!

 
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