【摘 要】本文站在天然氣加氣站設(shè)備規(guī)模經(jīng)濟(jì)分析的基礎(chǔ)上，提出幾點(diǎn)解決天然氣加氣站設(shè)備規(guī)模經(jīng)濟(jì)配置問(wèn)題的具體措施，旨在為實(shí)際的建設(shè)工作提供科學(xué)、有效的理論參考。

【關(guān)鍵詞】天然氣加氣站；設(shè)備規(guī)模；經(jīng)濟(jì)配置問(wèn)題

低碳理念的不斷深入，加上環(huán)境保護(hù)的緊迫性，使天然氣工業(yè)得到了迅速發(fā)展。利用天然氣代替不可再生能源例如汽油等作為汽車燃料，十分符合當(dāng)下的環(huán)保要求。借助天然氣的低排放，能夠有效解決城市大氣污染的問(wèn)題。因此，在此基礎(chǔ)上對(duì)天然氣加氣站的建設(shè)就十分必要。

一、天然氣加氣站設(shè)備規(guī)模經(jīng)濟(jì)分析

天然氣加氣站主要由六個(gè)部分組成：天然氣壓縮系統(tǒng)、壓縮天然氣儲(chǔ)存系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、壓縮天然氣售氣系統(tǒng)、天然氣凈化干燥系統(tǒng)、調(diào)壓計(jì)量系統(tǒng)。關(guān)于天然氣加氣站設(shè)備規(guī)模經(jīng)濟(jì)主要是由經(jīng)濟(jì)規(guī)模決定的，而經(jīng)濟(jì)規(guī)模石油壓縮系統(tǒng)與儲(chǔ)存系統(tǒng)決定的。

1.天然氣加氣站壓縮系統(tǒng)

天然氣壓縮系統(tǒng)主要有進(jìn)氣緩沖罐、壓縮機(jī)主機(jī)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)這幾個(gè)主要系統(tǒng)組成。壓縮機(jī)主機(jī)不僅是壓縮系統(tǒng)的核心，更是整個(gè)天然氣加氣站的核心。壓縮機(jī)屬于連續(xù)性生產(chǎn)設(shè)備，為了能夠有效減少壓縮機(jī)的頻繁開(kāi)停機(jī)次數(shù)，減小設(shè)備的磨損，延長(zhǎng)設(shè)備的使用年限，增設(shè)儲(chǔ)氣系統(tǒng)就顯得十分重要，另外也能夠保證設(shè)備安全、可靠運(yùn)行。

一般的壓縮機(jī)設(shè)備采用往復(fù)式。壓縮機(jī)的進(jìn)氣壓力一般在0.035至9MPa，加氣站壓縮機(jī)的排氣壓力普遍是25MPa，雖然有的能夠達(dá)到28甚至是32MPa，但是排氣壓力在25MPa時(shí)是最經(jīng)濟(jì)、可靠的。筆者推薦采用國(guó)產(chǎn)壓縮機(jī)，雖然我國(guó)在產(chǎn)生壓縮機(jī)方面起步較晚，但是目前生產(chǎn)出來(lái)的壓縮機(jī)質(zhì)量并不遜色與國(guó)外產(chǎn)品。見(jiàn)下表：

通過(guò)具體的比較可以發(fā)現(xiàn)我國(guó)的加工精度之所以沒(méi)有跟上來(lái)，是因?yàn)檫€未達(dá)到一定的加工水平。但是我國(guó)國(guó)產(chǎn)壓縮機(jī)的成套價(jià)格遠(yuǎn)低于進(jìn)口壓縮機(jī)，并且不管是從配件供應(yīng)還是售后服務(wù)都更有保障，因此從經(jīng)濟(jì)的角度而言采用國(guó)產(chǎn)壓縮機(jī)更能減小經(jīng)濟(jì)損失。

2.天然氣加氣站儲(chǔ)存系統(tǒng)

天然氣加氣站儲(chǔ)氣系統(tǒng)主要是為了彌補(bǔ)壓縮機(jī)排量的不足。主要的儲(chǔ)氣方式有氣瓶、打井以及儲(chǔ)氣罐三種。通過(guò)具體的比較發(fā)現(xiàn)，采用地下儲(chǔ)氣井儲(chǔ)氣的方式不僅存在經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)同時(shí)安全性能較好。在建設(shè)地下儲(chǔ)氣井時(shí)，首先需要符合國(guó)家以及行業(yè)現(xiàn)行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其次硬要符合車用壓縮天然氣H2S≤15mg/m3，露點(diǎn)小于54℃，儲(chǔ)存壓力≤25MPa。還需要設(shè)置進(jìn)氣口、排氣口、排污閥、壓力表、安全閥等，為了能夠保證氣體干燥還要假設(shè)排液管。

二、解決天然氣加氣站設(shè)備規(guī)模經(jīng)濟(jì)配置問(wèn)題的具體措施

關(guān)于解決天然氣加氣站設(shè)備規(guī)模經(jīng)濟(jì)配置問(wèn)題，主要考慮到加氣站服務(wù)對(duì)象、數(shù)量、加氣時(shí)間、壓縮機(jī)容積流量選定與數(shù)量、壓力容器的尺寸、壓力容器壓力組分類、充氣軟管數(shù)量的選擇等。

1.關(guān)于壓縮機(jī)的選擇計(jì)算

參考目前國(guó)家頒布的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，壓縮機(jī)最佳的開(kāi)機(jī)時(shí)間為10至12小時(shí)，在壓縮機(jī)型號(hào)選擇相同的基礎(chǔ)上裝機(jī)數(shù)量最多3臺(tái)。假設(shè)呀隨機(jī)每天開(kāi)機(jī)時(shí)間為12小時(shí)，為了保證經(jīng)濟(jì)成本，壓縮機(jī)每小時(shí)生產(chǎn)氣量按照公式Q總=Vopt/H，其中Q總為壓縮機(jī)小時(shí)生產(chǎn)力量，m3/h；Vopt為加氣站每日生產(chǎn)天然氣氣體規(guī)模，Vopt=10000m3/d，H為壓縮機(jī)日開(kāi)機(jī)時(shí)間。

考慮到加氣站經(jīng)濟(jì)規(guī)模，而壓縮機(jī)生產(chǎn)性能又與加氣站經(jīng)濟(jì)規(guī)模有關(guān)系，因此采用壓縮機(jī)組合生產(chǎn)方案能夠更好的降低經(jīng)營(yíng)成本。針對(duì)組合式方案要根據(jù)加氣站具體情況而言，但是主要利用以下四個(gè)參數(shù)衡量其生產(chǎn)性能，即：組合生產(chǎn)方案實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)規(guī)模系數(shù)K、單位經(jīng)濟(jì)氣量電耗E、生產(chǎn)適應(yīng)性S、投資經(jīng)濟(jì)性G。

2.關(guān)于儲(chǔ)氣井的設(shè)計(jì)計(jì)算

選擇適當(dāng)?shù)某跗谠O(shè)備能夠在延長(zhǎng)壓縮機(jī)工作時(shí)長(zhǎng)的基礎(chǔ)上提高儲(chǔ)氣井的容積利用率。如果出現(xiàn)選取不當(dāng)?shù)那闆r，不僅增加了加氣站的造價(jià)，還會(huì)造成資源浪費(fèi)?？紤]到汽車加氣受到的外界影響比較明顯，在一天之內(nèi)會(huì)呈現(xiàn)出波峰與波谷的起伏，針對(duì)在加氣高峰期滿足汽車加氣要求是提高加氣站經(jīng)濟(jì)效益的重點(diǎn)。

假設(shè)每天出現(xiàn)兩個(gè)加氣高峰期，通過(guò)公式q儲(chǔ)=5000Nm3/d，同時(shí)算出壓縮因子最后就能夠算出最佳的儲(chǔ)氣井總?cè)莘e為18m3。通過(guò)實(shí)際的實(shí)踐發(fā)現(xiàn)當(dāng)儲(chǔ)氣井的相對(duì)容積越大時(shí)，總?cè)莘e的利用率越小。假設(shè)每天出現(xiàn)三個(gè)加氣高峰期，儲(chǔ)氣井總?cè)莘e為12m3。假設(shè)每天有4個(gè)加氣高峰期，并且日生產(chǎn)氣量都集中在高峰期，得到儲(chǔ)氣井總?cè)莘e為9m3。最后從經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行比較，由于低碳經(jīng)濟(jì)的推廣，關(guān)于天然氣加氣站的建設(shè)規(guī)模都在逐漸變化，已經(jīng)不能滿足正常汽車的加氣需求，大多數(shù)都屬于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。但是無(wú)論是采用大排量的壓縮機(jī)還是增大儲(chǔ)氣井的容積，都會(huì)導(dǎo)致投資成本的增加。

三、結(jié)語(yǔ)

總而言之，我國(guó)目前的加氣站規(guī)模設(shè)備配置出現(xiàn)參差不齊的現(xiàn)象，而其中部分加氣站超負(fù)荷運(yùn)行的現(xiàn)象較為嚴(yán)重，產(chǎn)生這種情況的原因主要由地理、社會(huì)環(huán)境以及具體政策等造成的。我國(guó)在大力發(fā)展天然氣加氣站的同時(shí)要盡快完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，快速推動(dòng)天然氣的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪貴，王靈軍，吳惠芳.淺析CNG加氣站高壓儲(chǔ)氣方式[J].天然氣與石油，2012，11（05）：103

[2]武新生.壓縮天然氣加氣站的安全技術(shù)管理[J].煤氣與熱力，2011，19（05）：203

[3]張沛.CNG汽車是天然氣利用的重要發(fā)展途徑[J].石油與天然氣化工，2010，17（01）：136-137