加气标准站与液压加气子站技术经济对比

2007年，随着庆哈天然气输气管道的建成，大庆徐家围子气田天然气引入了哈尔滨市，由于该气田储气量巨大，为哈尔滨市建设天然气加气站，发展天然气汽车提供了资源保障。目前，正在建设的哈尔滨市平房加气母站由大庆燃气控股有限公司投资建设，设计规模为日加气能力30×104 m3／d，其加气能力可满足15～20座加气子站使用。由母站供气的加气子站的接气价格由母站建设造价、运行费、建设单位投资利润及母站与子站问运输成本构成。从城市燃气管网取气的加气标准站的接气价格按哈尔滨市政府对各类燃气用户的定价执行。在此前提下，哈尔滨市建设了汽车公司CNG标准站(以下简称标准站)与和兴液压加气子站(以下简称加气子站)。目前，两座加气站均在建设中。标准站与加气子站相比，造价不同、占地面积不同、接气价格不同、消耗电能不同，因此运行费用差别较大，经济效益也不同。下面针对哈尔滨市这两座加气站进行对比分析。

    ①标准站

    站内设有过滤计量橇、脱水装置、储气装置、压缩机橇、控制系统及加气机。加气站从市区中压管网取气，经过滤、计量、干燥等处理工序，使天然气符合车用压缩天然气的标准，经压缩后由优先顺序盘控制向储气井储气或由加气机向汽车加气。需要加气的汽车进站后，首先由低压储气井对其加气；当低压储气井不能够充满汽车时，则切换到中压储气井对其加气；当中压储气井也不能够充满汽车时，则切换到高压储气井对其加气；当高压储气井还不能够充满汽车时，则由压缩机直接对汽车加气拉J。

    ②加气子站

    站内设有液压系统撬装设备、仪表风气源设备、CNG气瓶车、控制系统及加气机。加气站不需采用其他增压设备，而是采用了液压增压系统代替压缩机增压系统。通过液压泵(压力不高于22 MPa)将液压橇储罐中的液压油升压后注入CNG气瓶车的储气钢瓶，将钢瓶中的压缩天然气导出，天然气经缓冲罐后通过站内的单线双枪加气机对汽车加气。当此钢瓶中压缩天然气卸气量达到总量的95％时，停止向此钢瓶注液压油，通过钢瓶中的压缩天然气余压将此钢瓶中的液压油压回液压橇储罐。然后向第二个钢瓶注液压油，重复第一个钢瓶的过程，直至本辆CNG气瓶车中的天然气卸气完毕。

    ①过滤计量系统

    对进站气体进行过滤，以保证进站气体纯净，进行有效计量。该站采用橇装设备露天设置，橇内设置1开1备双路系统，过滤器选用金属网式过滤器，计量装置选用气体涡轮流量计。该系统入口压力为0.15～0.30 MPa，设计流量为1 400 m³／h。

    ②干燥系统

选用2台橇装脱水装置对进站天然气进行干燥，脱水装置设置在压缩机前，采用分子筛双塔干燥器，可以通过手动切换，在线实现分子筛再生。设计压力为1.6 MPa，单台处理气量为800 m³／h。

  ③压缩及储气系统

      本站选用2台橇装活塞式压缩机。入口压力为0.3 MPa，出口压力25 MPa时，单台排气量为700m³／h。本站采用4口单井容积为3 m。的储气井，总

容积为12 m³。

    ④加气系统

    选用4台三线双枪加气机，可满足8辆汽车同时加气，对轿车加气时间约5～6 min。

    ①液压系统橇装设备

    加气子站核心设备为液压橇，液压橇主要包括橇体、液体储罐、液压泵、气体缓冲罐。橇内的液压油泵为液压油提供动力，利用油泵将液压油升压 (压力不高于22 MPa)后，一路充人CNG气瓶车的储气钢瓶中，将钢瓶内的压缩天然气导出，再通过站内的单线双枪加气机把高压天然气充入汽车的储气瓶内，达到给汽车加气的目的；另一路用于CNG气瓶车顶升系统，将气瓶车顶起。本站选用1台排气量为2 000 m3／h的液压橇。

    ②仪表风气源设备

    仪表风气源设备为CNG气瓶车上气动阀门提供动力。橇体内包括活塞式空气压缩机、过滤器、脱水装置等，可为控制系统提供干燥、洁净的压缠空气，供气动执行器使用。本站选用橇装仪表风气源设备1套。

    ③加气系统

    加气子站在工作时始终能保证系统大约在22MPa的压力下工作，故只需要输出一条管道即可。

    设计选用4台单线双枪加气机，可满足8辆汽车同时加气，对轿车加气时间约3～4 min。

     ④CNG气瓶车

     本站选用CNG气瓶车2台，CNG气瓶车的单瓶容积为2.25 m³，整车总容积为18.00 m³。

    受安全间距的限制，在哈尔滨市建成区内基本不具备新建加气站的条件，故标准站与加气子站均在原有加油站的基础上改建。由于两站均设4台加气机，故加气部分占地面积基本相同，本文仅就工艺装置区占地面积进行对比。标准站工艺装置区占地面积约497 m²，加气子站工艺装置区占地面积约230 m²。

4   能耗对比

    两站能源消耗主要差别在电能消耗。标准站设置了压缩机，需要将中压A管网中的0.3 MPa天然气加压后对汽车加气，电能消耗较大。加气子站不设置压缩机，采用液压设备接收CNG气瓶车对汽车加气，电能消耗较少。

    ①标准站能耗

    在本加气站设置2台压缩机、2台干燥器、4台加气机。压缩机单台排气量为700 m³／h，主机电动机功率为160 kW，风冷器电动机功率为5.5 kW，预润滑电功率为0.55 kW，其他电功率为3.95 kW，单台压缩机组总电功率为170 kW。干燥器电功率(带电加热器)为30 kW，加气机总用电负荷为1 kW，加气站总电功率约450 kW。本工程年供天然气量为730×10⁴m³／a，用电量为236×10⁴ kW·h／a。

    ②加气子站能耗

    加气子站设置1套液压系统橇装设备及1套仪表风气源设备、4台加气机。液压系统橇装设备主机电功率为75 kW，液压橇体伴热电功率为10 kW，仪表风气源设备、加气机及照明等电功率约5 kW，该站总电功率约90 kW。液压橇排气量为2 000m³／h，年供天然气量为730×10⁴m³／a，年用电量为42×10⁴kW·h／a。

    ①标准站与加气子站均为加油站改造的加油加气合建站，二者的加气能力相同，均设有4台双枪加气机。日供气规模均为2×10⁴m³／d，年供天然气量为730×10⁴m³／a。

    ②接气价格与售气价格：标准站接气价格初步议定为2．5形m。，售气价格预测为3.7形m³。

由母站供气的加气子站的接气价格由母站建设造价、运行费、建设单位投资利润及母站与子站间运输成本构成。加气子站接气价格初步议定为2.45形m³，售气价格预测为3.7形m³。

    ③平均电价(含税)为0.96形kw/h，电增值税为17％。

    ①标准站工程量

    工程设计供气规模为2×10⁴m³／d。主要建设内容包括新设1座站房、1台过滤计量橇、2台橇装脱水装置、2台压缩机橇、4口储气井、4台CNG加气机、1座加气罩棚以及相关工艺、土建、电气、自控、消防等专项工程。

     ②加气子站工程量

     工程设计供气规模为2×10⁴m³／d。主要建设内容包括新设CNG加气机4台、购cNG气瓶车2台、液压系统橇装设备1台、仪表风气源设备1套以及相关工艺、土建、电气、自控、消防等专项工程。

  ③造价对比

  标准站与加气子站造价对比见表1。

表1  标准站与加气子站造价对比    元

 

    标准站与加气站财务分析对比见表2。

表2  标准站与加气子站财务分析对比

 

    ①本文的经济分析仅适用于哈尔滨的情况，其他城市应具体问题具体分析。

    ②标准站的设备购置费略低于加气子站，标准站的安装费高于加气子站。消除两个站的建设条件不同对造价的影响(建筑工程不同而使造价不同)后，标准站的造价仍高于加气子站。

    ③  由于标准站耗电量远高于加气子站，标准站的年平均总成本费用高于加气子站，标准站投资回收期长于加气子站，而税后财务内部收益率低于加气子站。

    ④加气子站的利润远高于标准站。