作者：高慧娜，聂廷哲，高华伟，解东来
第一作者单位：中国燃气控股有限公司 总部工程技术部
摘自《煤气与热力》2017年12月刊
1 概述
目前，大气污染已成为关注话题，散煤替代工作刻不容缓，而煤改气是能源结构向低碳、清洁、高效转型升级的重要途径［1］。随着治理环境污染力度的加强，各地煤改气工作现正迅速开展，特别是对于用气量不大的农村煤改气项目，常用的供气方式有CNG瓶组供气站、LNG瓶组气化站两种小型供气气源，随着LPG价格的下降，部分地区使用LPG供气具有一定的价格优势，对于规模不大的用户，气源选择成为值得研究的问题。为了指导燃气公司合理选择小型供气气源，实现投资收益的最大化，特撰写本文。
2 小型气源介绍
现燃气项目中使用LNG瓶组气化站及CNG瓶组供气站的供气方式较多，使用LPG瓶组混气站的项目较少，现对3种类型的供气站进行介绍。
①LPG瓶组混气站
LPG瓶组混气站以文丘里管引射空气的方式将LPG与空气进行混合给用户供气。LPG瓶组混气站单体装置分为供气规模30 m3/h和100 m3/h两种规格，单体装置可并联运行。LPG瓶组混气站从LPG气瓶取气，与空气混合后供给用户。单体装置特点是体积小、质量轻、移动方便。供气规模为30 m3/h的LPG瓶组混气装置混合罐与其他设备集成于一体。供气规模为100 m3/h的LPG瓶组混气装置混合罐与其他设备分离，需外接混合罐进行供气。
LPG瓶组混气站工艺流程见图1（图中，红线为控制线，虚线框范围内为30 m3/h一体型混气装置机箱范围）。从LPG气瓶出来的天然气经过切断阀、中中压调压器、开闭阀与通过文丘里引射管引射的空气混合进入混合罐，均匀混合后引出，混合气经过中低压调压器调压后供给燃气用户。混合罐出口的混合气压力传至切断阀，当混合气的压力超过切断阀设定压力时，切断阀切断，保证用气安全。开闭控制器根据混合气及中中压调压器调压后的压力控制开闭阀的开度，从而调节进气量。
图1 LPG瓶组混气站工艺流程
考虑到混合气与天然气的互换性，以丙烷体积分数为80%的LPG与空气混合进行计算，LPG与空气混合体积比一般为52∶48～64∶36。因单体装置中LPG为自然气化，为了保证足够的空气引射量，LPG气化压力不应低于0.4 MPa，这就要求供气时，室外温度不应低于0 ℃且LPG中丙烷的体积分数应不低于80%。
LPG瓶组混气站参照LPG瓶组气化站进行设计，装置外接LPG气瓶的总容积一般不大于4 m3。装置防火间距的要求参照GB 51142—2015《液化石油气供应工程设计规范》执行。
②LNG瓶组气化站
LNG瓶组气化站，根据GB 50028—2006《城镇燃气设计规范》第9.3.1条第1款：气瓶组总容积不应大于4 m3。可用于对居民小区或工商业用户供气，最大供气能力约为3 000户。常用的LNG瓶组气化站工艺设备分为LNG气瓶、加臭装置、气化器、调压计量装置。LNG瓶组气化站见图2。
图2 LNG瓶组气化站
③CNG瓶组供气站
CNG瓶组供气站供气能力较小，用于对小规模居民小区或工商业用户进行供气。根据GB 51102—2016《压缩天然气供应站设计规范》，气瓶组总几何容积一般不大于4 m3，考虑到运营的需要，供气规模不宜大于1 000户。
3 供气站对比分析
LPG瓶组混气站、LNG瓶组气化站、CNG瓶组供气站的投资、供气规模、运营成本的比较分析见表1。
表1 供气站对比分析
可以看出，供气方式中LNG瓶组气化站投资较高，供气规模较大、运营成本较高；CNG瓶组供气站投资居中、供气规模居中、运营成本高；LPG瓶组混气站投资较小、供气规模较小、运营成本较低。对具体工程，依据各种供气方式投资情况、供气规模的大小、运营成本进行供气方式选择。
4 供气方式选择建议
4.1 选择基础条件
气源应能满足用户的需求，且距离在合适范围内。CNG瓶组充装的经济距离为100 km以内；LNG瓶组充装经济距离为100 km以内。LPG瓶组混气装置使用温度、气质成分应满足上述要求。
在经济性测算时，若采用一种方案两年内因采购价差节省的成本高于项目多出的投资，则考虑选择此方案，否则不选择此供气方案。
4.2 项目供气方案选择建议
通过以上基本条件的设定，根据经济性分析测算结果，供气方案选择建议如下。
2若不同方案土地租赁及管网投资差异较大，则需将以上因素纳入计算内容。
3计算时按在经济距离内考虑，未考虑运营成本的因素影响，若运营成本差异较大，则也应纳入计算内容进行比较分析。
①居民户数多于3 000户
因用户供气规模较大，建议选择LNG瓶组气化站供气。
②3 000户的居民用户
a.优选LNG瓶组气化站供气。b.若建设CNG瓶组供气站手续办理、选址容易，CNG单价比LNG低0.3 元/m3时，可选用CNG瓶组供气站供气，但需建设3个CNG瓶组供气站供气。c.不建议选用LPG瓶组混气站供气。
③2 500户的居民用户
a.优选LNG瓶组气化站供气。b.若建设CNG瓶组供气站手续办理、选址容易，CNG单价比LNG低0.4 元/m3时，可选用CNG瓶组供气站供气，但需建设3个CNG瓶组供气站供气。c.不建议选用LPG瓶组混气站供气。
④2 000户的居民用户
a.优选LNG瓶组气化站供气。b.若建设CNG瓶组供气站手续办理、选址容易，CNG单价与LNG单价相当的情况下，可选用CNG瓶组供气站供气，需建设2个CNG瓶组供气站供气。c.不建议选用LPG瓶组混气站供气。
⑤1 500户的居民用户
a.优选LNG瓶组气化站供气。b.若建设CNG瓶组供气站手续办理、选址容易，在CNG单价比LNG低0.25 元/m3时，可选用CNG瓶组供气站供气，需建设2个CNG瓶组供气站供气。c.不建议选用LPG瓶组混气站供气。
⑥1 000户的居民用户
a.建议使用CNG瓶组供气站。b.若LNG单价比CNG低0.4 元/m3，可选用LNG瓶组气化站供气。c.不建议选用LPG瓶组混气站供气。
⑦500户的居民用户
a.建议使用CNG瓶组供气站。b. 若LNG单价比CNG低0.8 元/m3，可选用LNG瓶组气化站供气。c.不建议选用LPG瓶组混气站。
⑧300户及以下的居民用户
a.可选用LPG瓶组混气站、CNG瓶组供气站、LNG瓶组气化站3种供气方式供气。b.供气方式应根据气源情况、运距的远近、气源价格、投资大小、征租地费用高低等因素进行最终确定。
选择以上方案时，居民用户规模可参照供气方案就近选择。
参考文献：
［1］王艺. 实施“煤改气”改善大气环境［J］. 城市燃气，2016（3）：46.
