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天然氣事故和季節(jié)調(diào)峰氣源備用站方案選擇

  
評論: 更新日期:2014年07月14日
(1)規(guī)模計算
  LPG的熱值為11000KCal/Kg
  因此LPG的需要量為171×109KCal÷11000KCal/Kg=15.5×106Kg=15.5×103T考慮球罐對純丙烷的充裝系數(shù)為0.42T/M3,因此所需球罐容積為15.5×103÷0.42=37000M3(相當(dāng)于石洞口4×2000M3的5倍)該站總占地面積估計為300畝。
  (2)投資估算
  a球罐:需2000M319只,分3-4個地點建站。按石洞口93年的數(shù)據(jù),平均每只2000M3球罐建造費用約2500萬元(包括附屬設(shè)備),因此19只的罐的費用約為4.75億元。
  b摻混裝置:美國SamQick工業(yè)公司的LPG-Air混合裝置(Biendaire)包括一套SQI-CVAM遙控操作盤,功能被全部模擬在盤內(nèi),制氣裝置可進(jìn)行遠(yuǎn)距離遙控,流量誤差為2%。每套最大供氣能力為在1.05MPa下供764875NJ/時,相當(dāng)于熱值為9000KCal/NM3的代用天然氣2萬M3/時。因此需配置這類摻混裝置3套,總投資約0.85億元左右。
  c液化石油氣的碼頭建設(shè)投資約4000萬元
  以上三項a+b+c的總投資為6億元
  (3)建設(shè)周期
  按石洞口的經(jīng)驗,如果集中力量,可在1~1.5年內(nèi)建成。
  (4)啟動時間
  由于工藝簡單,啟動時間很短(半天),因此該方案能滿足事故發(fā)生時在短時間內(nèi)向城市管網(wǎng)提供代用天然氣的需求。
  (5)原料的來源:該方案原料為純丙烷,需要進(jìn)口,來源較可靠。
  (6)成本估算
  進(jìn)口LPG(純丙烷)的到岸價以$200/T計,運行費以360元/噸計,匯率按8.7元人民幣/美元,則原料費和運行費共計200×8.7+360=2100元/噸=2.1元/公斤,摻混時的產(chǎn)率為1.22M3/kgLPG,則原料為成本2.1÷1.22=1.72元/M3,加上摻混運行費用,估計總的費用將不超過1.90元/M3(9000KCal/M3)。
  為了保證用戶正常燃燒,華白數(shù)波動應(yīng)在許可范圍內(nèi),則LPG+AIR的熱值要提高到11700KCAL/M3此時的成本將相應(yīng)提高到2.47元/M3。
  (7)方案分析
  a.LPG+Air方案工藝成熟,建設(shè)周期短。
  b.該方案設(shè)備操作簡單,啟動時間短,可以滿足事故發(fā)生時應(yīng)急的需要。
  c.碼頭和儲罐可以在全市內(nèi)調(diào)節(jié)使用。
  d.由于LPG在摻混時消耗的電能較少,而摻混時又沒有熱損失,故其熱效率很高。
  e.摻混站若能提前建造,則可在東海天然氣到來之前實施部分轉(zhuǎn)換,減少了天然氣到來后轉(zhuǎn)換工作量,可縮短天然氣的轉(zhuǎn)換時間。
  f.考慮純丙烷露點與壓力的關(guān)系,最大工作壓力不能超過0.8-1.OMPaG,低于天然氣1.5MPaG的設(shè)計壓力,因此必須從3~4點把代用天然氣送入管網(wǎng),相應(yīng)建造3-4套獨立的LPG+Air摻混裝置及儲罐,占地面積大(共需300畝)管理困難。
  g.由于摻混后代用天然氣的比重比天然氣重,為了保證用具良好的燃燒工況(華白指數(shù),燃燒勢波動應(yīng)控制在一定范圍),代用天然氣的熱值將調(diào)節(jié)到天然氣的130%,由于氣價的計算是以體積為單位的,因此將給煤氣公司帶來較大的額外的損失。
  h.采用此方案生產(chǎn)的代用天然氣由于氣質(zhì)有變化,對一些燃燒要求比較高的工業(yè)用戶將帶來不利的影響。
  i.采用此方案需建造碼頭,要求岸線長200米。
  4、LNG方案
  LNG方案是將東海天然氣液化,儲存于低溫(-162℃)常壓的儲罐中。當(dāng)外界需氣時,罐中的LNG被重新氣化,送入管網(wǎng)中。LNG方案主要由凈化系統(tǒng)、液化系統(tǒng)、儲存系統(tǒng)再氣化系統(tǒng)和其它輔助系統(tǒng)組成。
  (1)規(guī)模計算
  以儲量1900萬M3天然氣計算,儲罐容積至少為35000M3
  液化能力:25.2萬M3/日天然氣
  氣化能力:166萬M3/日天然氣(考慮冬高峰日供氣量)
  (2)投資古算:
  根據(jù)由日本大阪煤氣公司和法國煤氣公司幫助完成的LNG站方案設(shè)計,估計總投資在5.5億元人民幣左右。
  (3)建設(shè)周期
  根據(jù)法國煤氣公司的LNG站方案設(shè)計,建設(shè)期需30個月。
  (4)啟動時間
  由于LNG站內(nèi)采用兩種不同的氣化方式,-是利用海水(或江水等)天然熱源的開架式氣化裝置,適用于季節(jié)調(diào)峰用;二是浸沒燃燒式氣化裝置,啟動時間短(半天),適用于事故工況。
  (5)原料來源,為用氣低谷時富余的東海天然氣。
  (6)成本估算:
  (1)原料:1.87元/m3
  (2)液化和氣化成本:0.33元/m3
  (3)每立方米氣價為1.87+0.33=2.2元/M3
  (7)方案分析
  a.LNG方案可與進(jìn)口LNG的規(guī)劃相適應(yīng),實現(xiàn)上海市能源向天然氣的轉(zhuǎn)換,是燃?xì)猬F(xiàn)代化的發(fā)展方向。
  b.如果考慮與進(jìn)口LNG的規(guī)劃相結(jié)合,該LNG站應(yīng)靠近碼頭設(shè)置,占地約90畝,考慮今后規(guī)模的擴(kuò)大需予留用地面積180畝,岸線長500米。
  c.LNG方案的成本價約2.2元/m3,在三個方案中居中,但考慮進(jìn)口LNG,擴(kuò)大供氣規(guī)模后(全市年耗天然氣2百萬噸(LNG)的規(guī)模),天然氣的成本價將大大降低,約1.4元/m3。
  5、方案比較:
  幾種方案比較匯總為下表:
項目名稱
代用天然氣(SNG)
液化石油氣摻空氣LPG+Air
進(jìn)口液化天然氣LNG
工  藝
 輕油→輕油制氣→甲烷化SNG
  液化石油氣+空氣→代用天然氣
  液化天然氣→氣化→天然氣
主要設(shè)備
 輕油制氣裝置5套、甲烷化裝置配套
  液化氣碼頭、空氣滲混裝置3—4套、2000立方米儲  罐19只
  LNG儲罐氣化裝置
投  資
 6.5億(6000萬美元)
  6億(49000萬美元)
  5.5億(3500萬美元)
建設(shè)周期
 2—3年
  1.5—2年
  2—2.5年
備用設(shè)備
啟動時間
 5天
  半天
   半天
原料價格
 輕油220美元/噸
  LPG200美元/噸
  1.87元/米
成本估計
按每米
天然氣計
 2.58元/米3
  1.90元/米3
  2.2元/米3
占  地
岸  線
 在石洞口廠區(qū)
  300畝
  200米
  90畝
  500米
優(yōu)缺點
 1、可在石洞口煤氣廠內(nèi)建造
 2、啟動慢,成本最高。
 3、設(shè)備長期備用,使用效率極低。
 4、投資最高
  1、上馬快
  2、碼頭與儲罐可以全市調(diào)節(jié)使用。
  3、占地面積大。
  4、在純丙烷條件下,最大工作壓力只有0.8—  1.0MPa·G需分3—4個點。分別送入管網(wǎng)。
1、可以結(jié)合上海市轉(zhuǎn)換天然氣規(guī)  劃,是燃?xì)猬F(xiàn)代化發(fā)展方向。
2、規(guī)模擴(kuò)大后成本最低,(低于  目前人工煤氣)。

  四、事故氣源備用站方案選擇
  通過以上幾種方案的分析比較,我們選擇LNG方案,有以下幾點理由:
  1、從世界城市煤氣結(jié)構(gòu)的發(fā)展看,使用天然氣代替人工制氣是必然趨勢。上海是一個國際性城市,天然氣結(jié)構(gòu)上要逐步與國際結(jié)軌。東海天然氣擴(kuò)大開采的可能還不明朗,進(jìn)口LNG是最為合理的方案。上海有海岸、碼頭、具備進(jìn)口LNG條件,目前建造LNG站,不但從技術(shù)上是一種儲備,而且為今后進(jìn)口LNG創(chuàng)造了條件。
  2、隨著上海城市現(xiàn)代化的發(fā)展,徹底解決環(huán)境污染,給上海人民一個優(yōu)美清潔的生活空間的愿望己越來越強(qiáng)烈。為此,根據(jù)市府領(lǐng)導(dǎo)的指示和上海市燃?xì)獍l(fā)展規(guī)劃,上海不再建造煤制氣廠,今后的氣源主。要依靠天然氣,不足部分輔之液化石油氣。楊樹浦煤氣廠、吳淞煤氣廠、浦東煤氣廠在設(shè)備超過年限后,也不再考慮同樣制氣設(shè)備翻造,逐步向天然氣過渡。因此,選擇LNG方案可以遠(yuǎn)近結(jié)合,實現(xiàn)全市向天然氣逐步轉(zhuǎn)換的目標(biāo)。
  3、三種方案中無論哪一種投資都很大,若僅作為季節(jié)調(diào)峰和事故備用,都不經(jīng)濟(jì)。因此方案的選擇必須考慮是否能與其他用途和遠(yuǎn)期發(fā)展相結(jié)合,進(jìn)口LNG方案不僅滿足遠(yuǎn)期發(fā)展需要,而且在上海天然氣供應(yīng)系統(tǒng)中必需發(fā)展第二氣源,進(jìn)口LNG是比較理想的第二氣源。
  4、根據(jù)上海市煤氣公司的供氣預(yù)測,到1998~1999年,除東海天然氣120萬m3/日外,全市氣源還有缺口約需天然氣量50萬m3/日。此部分天然氣量需要進(jìn)口來補(bǔ)足,因此,當(dāng)在選擇事故氣源備用站方案時,更有必要與1998~1999年的進(jìn)口天然氣方案相結(jié)合。
  5、由于三種方案都需要較大量的外匯投資,而外匯來源目前已有意向的是亞行貸款或法國政府貸款、亞行貸款為天然氣項目貸款,上、下游貸款的使用還有一個平衡問題,如果下游部分5千萬美元的貸款額移用給上游的話,則必須爭取法國政府貸款。法國政府一再表示,只對LNG站項目貸款有興趣。
  五、對LNG方案的兩點補(bǔ)充說明
  1、考慮到LNG方案與進(jìn)口天然氣方案相結(jié)合,若能提前,建造碼頭和LNG站,則能以進(jìn)口少量的天然氣來作為事故氣源備用站的儲量,這樣能減少凈化系統(tǒng)和液化系統(tǒng),降低運行成本。
  2、根據(jù)可行性研究報告中輸配管網(wǎng)的水力計算,LNG站選址在五號溝較有利,根據(jù)有關(guān)消息,挖入式碼頭將不在五號溝建造因此LNG站選址五號溝是可能的,LNG碼頭是引進(jìn)LNG的必要設(shè)施。若無此碼頭,上海市燃?xì)鈱⑼nD在使用人工煤氣水平上,無法適應(yīng)國際大都市的發(fā)展要求,對上海地區(qū)的大氣環(huán)境、能源結(jié)構(gòu)影響深遠(yuǎn)。
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