摘　要：从气源稳定性、运输距离合理性、供气规模、用户类别等方面分析压缩天然气储配站的供气适用性，从储配站选址、调峰方式及储气量确定、加热及调压、工艺设备等方面分享了设计经验。

关键词：压缩天然气供气站  运输距离　供气规模  调峰

Analysis on Design of Regional CNG Storage and Distribution Station

Abstract：The gas supply applicability of CNG is analyzed in terms of gas source stability，transportation distance reasonability，gas supply capacity，user category and SO on．The design experience is shared in terms of station location selection，determination of peak shaving mode and gas storage quantity，heating and pressure regulation，process equipment and so on．

Key words：CNG storage and distribution station；transportation distance；gas supply capacity；peak shaving

1　概述

压缩天然气(CNG)储配站主要用于以下几个方面：中小城镇和片区的主要气源、工业用户的主要气源、城市调峰气源及应急气源等。本文主要就供应中小城镇和片区的区域CNG储配站相关问题进行探讨。区域CNG储配站供应过程，是指将由CNG气瓶车运送至站内的压缩天然气经卸气、加热、调压、储存(如需要)、计量及加臭，送至城镇及区域天然气管网的过程。

2　区域CNG储配站供气适用性

随着我国能源行业的快速发展和天然气资源的开发，近年来我国已建成或正在建设陕京一、二、三线，西气东输一、二、三线，川气东送、中缅油气管道、忠武线、涩宁兰线、榆济输气干线、中卫—贵阳线、长呼线、秦沈线、冀宁线等全国和省级天然气输气干线。天然气输气干线沿途所经地区有限，难以满足非沿线一些经济较发达地区对天然气的迫切需要，非管输天然气供气方式作为一种补充和过渡，在一些地区成为燃气供应的最佳选择。

对比其他非管输供气方式，CNG供气具有工艺简单、投资省、成本低、工期短、见效快的优点。一般用于管输天然气不能达到的中小城镇和管输天然气暂时不能到达的区域，这些区域距天然气输气干线较远且用气量相对较低，若采用管道输气有可能造成投资回收期过长、经济效益极低的情况。

CNG供气是将管输天然气加工后再供应给用户的，经二次生产并经长途运输后，天然气成本提高、效益降低。综合计划使用压缩天然气各区域情况，有的区域建站可能只是作为使用管输天然气的过渡，使用时间较短，从长远看就可以承受一定时期效益低的情况；但有些区域管输天然气短时间内难以抵达，建站后可能会经过多年供气期，因此对建站经济效益考虑就会多一些。

因此CNG供气是否适合供给某一特定区域用户使用，就必须根据CNG气源情况、运输方式及运距、供气规模、供气期限、用户类别、气价承受能力等因素，经技术经济比较后确定。综合各种因素，笔者认为需要确定以下几点：

①气源稳定性

CNG储配站气源一般来自天然气汽车加气母站，加气母站天然气除了应用于天然气汽车之外，同时也可作为城镇的天然气供应。天然气汽车加气母站是从天然气管道直接取气，经过脱硫、脱水等工艺，进入压缩机加压，然后进入储气设施储存或通过加气机给CNG气瓶车加气。CNG城镇燃气供应系统主要由加气母站、CNG气瓶车、城镇CNG储配站、城镇输配管网等组成。

因此，采用CNG供气之前应确定周边有可靠的加气母站，而且最好有两个以上，并应与其达成稳定供气协议，以保证CNG供气站供气稳定可靠性。

②输送距离合理性

由CNG供气特点来看，压缩天然气一般由CNG气瓶车运送，输送距离及沿途路况、燃油费、运输费与建站经济性息息相关。用户与加气母站距离过近说明与输气管道距离不远，该种情况下采用管道输送更经济；用户与加气母站距离过远则输送距离长，由此投入车辆、人力增多而增加投资，经济效益低。而且如果输送距离过远，出现不可预见因素机会增多，运输保障度降低，从而不利于压缩天然气供应稳定性。

总结设计实践经验，对于供气规模为l000～3000m³／h的CNG储配站，距加气母站距离在100～300km较适合，不宜超过400km。

当用气区域使用该种供气方式的时间较长甚至具有永久性可能时，CNG储配站距离气源不宜大于200km；当采用该种方式作为过渡措施时，供气规模可较大，运输距离也可较远，甚至可超过500km。

需要注意，运输所经地区要有良好的道路条件，在较恶劣的气候条件下仍能保证畅通的运输。

③供气规模及用户类别的确定

a．供气规模的确定

供气规模应根据用户类别、用气负荷、气源情况、运输方式及运距等因素经技术经济比较后确定。实践证明，当用气区域将使用CNG供气方式的时间较长甚至具有永久性可能时，由于气价较高，造成用户承受能力降低，该种方式供气量不宜过大。当采用CNG供应只是过渡时，经济效益已成为次要因素，供气规模可较大。

由于受拖车数量、运输条件、运距、气候等因素限制，决定了CNG系统供气规模不宜过大。CNG储配站供气规模不宜大于5000m³／h。

b．用户类别选择

用户类别由供气方式和供气时间长短决定，CNG储配站较适宜供气用户是居民、商业用户。考虑到经济承受力，一般工业用户及其他类别用户不适于使用压缩天然气，即使参与用气，对其供气量也不宜太大。对于作为过渡措施供气的，根据区域专项规划预测管道天然气供气时间，综合考虑对用户类别的取舍。

以供应居民用户为主的CNG储配站供应居民户数不宜超过5×10⁴户。若包含商业、小型工业用户等时，居民用户应相应减少。

④CNG储配站出路

大多数情况下，区域CNG供气是过渡措施，是先采用CNG储配站的方式给部分区域用户供气，待管输天然气接入后，原CNG用户供气管网直接与城市管网连通，既解决了用户对天然气迫切需要，又省去了其他种类燃气供气置换的种种麻烦，为管输天然气接入节省了时间。

城镇使用管输天然气后，CNG储配站出路是必须要考虑的。一般情况下，原有CNG储配站可做为城市供气的调峰或应急储配站。如果不必考虑此种功能，待CNG储配站完成使命后可将设备拆走再用于他处，其站址也可作为调压站或管理维修点使用。

3　CNG储配站设计经验

①选址

CNG储配站选址要求在满足城市总体规划基础上，尽量靠近用户，并远离居民稠密区、大型公共建筑、重要物资仓库以及通信和交通枢纽等重要设施。所选站址应具有适宜的交通、供电、给水排水、通信及工程地质条件。一般常规供气规模下(1000～3000m³／h)占地面积为1500～4000m²。

②调峰方式及储气量确定

城镇燃气具有时、日、月不均匀性，供气的设备需要考虑峰谷间用气量的差异，必须同时满足用气高峰和用气低谷的安全平稳供气要求^[1]。CNG供应由于受运输、气象等条件的制约以及调峰需要，若达到一定规模就需配备储气设施。CNG储配站的储气可采用多种方式，如管束储气(含储气井)、高压储罐储气以及利用CNG气瓶车等。由于每辆CNG气瓶车的载气能力为3000～4000m³，具有一定的调峰能力，利用CNG气瓶车调峰不失为一种经济、灵活的调峰手段，大多数压缩天然气储配站都采取该种方式调峰。根据GB 50028—2006《城镇燃气设计规范》，当所需储气量大于30000m³时，除采用气瓶车储气外，需设置天然气储罐等其他储气设施。

储气量按l.5～3.0d计算月平均日用气量考虑，距离加气母站300km以上时，建议按3d及以上日用气量考虑。

③加热及调压

a．应采用先加热后调压方式。加热量计算应充分考虑降压后造成温度下降因素，一般要求出口温度≥5℃，以保证系统中设备、管道及附件正常运行，防止下游因长期低温运行，管道和设备出现安全隐患。

b．应根据不同规模和外部可提供加热能源情况，经比较后确定加热系统设置方式，一般加热方式采用电加热或燃气锅炉加热。

c．一般情况下建议采用两路供气，以避免一路供气时，当CNG气瓶车卸气到压力较低时不能满足整个CNG储配站的设计流量，导致供气能力不足^[1]。用气低谷时以一条调压路工作，高峰时以两条调压路同时工作。用户连续性供气要求程度高或规模较大时，适当增加供气回路。

④工艺设备

a．加热调压装置

建议采用加外壳橇装加热调压装置(橇内包括过滤器、热交换器、紧急切断阀、调压器、流量计、放散阀及截断阀等，还配以相应的管道、管件、仪表等)，因为一般CNG储配站都是短期使用，采用该种装置待完成使命后易于拆走再用于他处，充分提高设备利用率。

b．压缩天然气气瓶车

视具体情况可采用购买或租用，压缩天然气气瓶车主要用于压缩天然气的运输，一些较大燃气公司和加气母站都自备运输车辆，供输送和外部租用，如建站为短期过渡措施，购买车辆投资高，采用租用比较适合。

c．加热系统

应经方案比较后确定使用加热系统类型，一般外部热源难以保证常年连续提供，应自备加热系统(电加热或燃气锅炉加热)。根据下游用户情况，如果选用的加热器需常年不间断运行，宜设置1台备用。若供气规模不大于500m³／h，可选择电加热方式。

d．卸气柱

为保证供气连续性，CNG储配站内应至少设两个停车位并各自对应卸气柱。

4　结论

随着我国天然气供应事业的快速发展，天然气输送管网几乎遍布全国，但是仍然有一些相对偏远(管道天然气不能到达)而经济较发达地区对天然气需求强烈，由于CNG供气具有工艺简单、投资省、成本低、工期短、见效快的优点，在一定时期、一定范围内将是最有效供气方式。

影响CNG供气方式的因素有很多，在确定建站之前应先落实可供压缩天然气储配站的气源及其与用气区域距离、运输状况是否合理，以确定是否使用该种供气方式。然后立足于经济和技术可行性，确定用户类别和合理供气规模。

当该种供气方式确定可行后，应根据区域用户相关条件进行站址的合理确定及合理的工艺设计，以使压缩天然气储配站尽可能做到经济适用，尽可能提高运行期间的经济效益。

参考文献：

[1]曹晖，杨志明，杨骅，等．CNG减压站在城镇燃气供应的典型应用[J]．煤气与热力，2009，29(5)：Bll-B14．

本文作者：王丽燕  张宝庆  郑  琪

作者单位：中国市政工程华北设计研究总院