1、成都鲁能科华中路CNG加气站增容技术改造方案赵海邦 张义龙 陈贤忠一、科华中路加气站技术改造的必要性科华中路加气站安装两台四川金星压缩机厂生产的天然气压缩机（ZW-3.3/2.5-250A-JX），在工作压力0.3MPa时单机排气量为640m3/h。该加气站于2004年4月建成后，在两年多的运行中,站内设备接受了实践的检验，运行操作也更加日趋合理运行良好、稳定，日均产气量维持在20000Nm3以上。但是近年受西气东输、社会需求大副增加等方面的影响，导致生产不能满足销售需求。1、西气东输对进气压力的影响我市CNG加气站多数由城市管网中压管道供气，设计供气压力一般为0.3MPa。近几年来我市对CN2、G加气站的供气压力在春、夏、秋三季基本能保证0.25MPa左右，只有到了冬季城市气源的季峰调节能力就无法满足用气的需求，以至CNG加气站的供气压力普遍下降。但是2006年5月以来受西气东输的影响，出现压力大幅下降（大部分加气站供气压力低于0.2MPa以下或更低），压缩机的产气量将减少约20-30。据悉，城市管网压力的大幅波动将维持到2009年。以下是科华中路加气站压缩机的排量随进气压力变化表和2006年1-10月科华中路加气站进气压力统计表。表一：科华中路加气站进气压力、压缩机排气量统计表压力(Mpa)0.10.110.120.130.140.150.160.170.180.190.20.213、0.220.230.240.250.260.270.280.290.3排量(m3)230260290300310330390430450460480500510520550560570580600610640表二：2006年1-10月科华中路加气站进气压力统计表序号进气压力 (MPa)月度压力变化统计时间(h)1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 小计所占比例178 10 48 150 32 318 4.9%2202 23 9 166 236 214 238 188 1277 19.8%3346 344 182 125 216 238 246 1694、 239 264 2369 36.8%466 225 492 368 370 185 136 176 68 170 2255 35.0%540 169 111 29 49 73 8 57 535 8.3%6小计653 592 674 671 697 618 668 633 553 678 6437 2、社会需求大幅增加对销售造成的影响近年随着油价的持续上涨，加剧了社会车辆改为CNG加气车辆的步伐。据了解：到2006年10月份止，成都市社会上油改气车辆已超过10000辆，城市CNG用气已由原来的300000m3/日增加到现在的500000m3/日，且还不能满足要求。尤其是在进气压力不足的情况下，5、成都市建委为此专门下发书面通知要求各加气站在高峰期只对出租汽车和公共汽车加气，其它社会车辆原则上不加气。3、压缩机产能的不足对销售造成的影响受需求大幅增加的影响，科华中路加气站在进气压力正常的情况下，每天压缩机运行24小时也不能满足要求。在销售高峰开始约40分钟后，中、低压储气井压力就低至15MPa，大部份时间只有靠压缩机直冲方式销售，就是这样加气站也不得不停台保压（平均每天停1-2台售气机在10小时以上），这就增加了加气车辆排队等候的时间，造成大量的客户流失，且采用直冲方式时充气温度较高，造成计量误差大，严重威胁到车辆的安全和企业的信誉。同时，在进气压力低时，压缩机不能正常运行，长时间运行设6、备故障率高，维修费用大，生产成本大幅增加。表三：科华中路加气站销售高峰时间表序号销售高峰开始时间（h）销售高峰结束时间（h）持续时间（h）销售需求(m3)备注16:008:0023200211:0014:0034800316:0020:00464004、交通对销售造成的影响该加气站是通往城南副中心的交通要道，且离长寿路十字路口不足100m，车辆排队等候加气对交通造成一定的影响，交管局已多次找加气站督促尽快解决。为此应增加生产能力，加快加气速度，避免车辆因交通而造成的车辆流失。综上所述，该加气站的生产能力已不适应用气负荷和经济发展的需要，应该进行改造，增加加气站的生产能力，满足社会需求，降低生产7、成本，提高经济效益。二、技术改造原则1、技术改造原则遵循国家有关规范、规定和规程，在确保安全的前提下进行改造，合理利用资源，积极采用新工艺、新技术，降低工程造价，并确保加气站的安全运行。2、技术改造效果销售高峰时每小时充装汽车160-200辆（可根据改造成后的实际情况增加1台售气机），进气压力在0.15MPa时，生产能力在1600 m3/h以上，销售压缩天然气不低于30000 m3/日。三、改造前需注意的设备安全运行参数改造时，确定压缩机的排量应考虑以下参数：1、销售高峰时用气需求分析据实际测试售气机充装10Nm3压缩天然气需时约2-3分钟，按此计算4台售气机同时运行时，需压缩天然气1600-8、2400m3。2、加气站进气管线安全运行参数科华中路加气站进气管径为108的钢管，从红线处经计量柜、脱硫塔、缓冲罐、过滤器至压缩机进口处，管线全长约70m。在0.3MPa时，设计通气能力为2000m3/h时，超过此能力将可能产生0.025MPa左右的压损。计量柜中规格为DN100 G250的计量表最大流量为1600m3/h（据查，我公司其它四个加气站的计量表为DN100 G400的计量表最大流量为2600m3/h，可以更换），脱硫塔设计能力为2000m3/h，缓冲罐最大通气能力为2000 m3/h。压缩机出口高压管线及设备安全运行参数：高压管线设计最大通气能力为2000 m3/h，脱水装置设计9、处理能力为1500 m3/h，顺序控制盘处理能力为2000 m3/h。相关设备参数见下表：表四：相关设备安全运行参数序号设备名称规格、型号设计压力（Mpa)设计最大通气能力（Mpa)备注1低压管线DN1080.320002计量表DN100 G2500.316003脱硫塔0.320004缓冲罐LHF-2/1.00.320005高压管线DN222520006脱水装置zz-152515007顺序控制盘S-182520003、压缩机的安全距离该加气站原安装了2台ZW-3.3/2.5-250A-JX天然气压缩机，并在两台压缩机间预留了一台基础空间，目前两台压缩机隔音罩的间距为5100mm。四、技术改造方10、案（一）、方案一：增加一台排气量为640m3/h 的ZW-3.3/2.5-250A-JX天然气压缩机。三台压缩机在进气压力0.3MPa时，最大生产能力为1920m3，投产后其生产能力与其它设备运行参数比较如下表：表五：生产能力与相关设备安全运行参数比较表序号设备名称规格、型号压力（Mpa)设计最大流量（m3/h)改造后最大流量（m3/h)比较结果1低压管线DN1080.320001920能满足要求2计量表DN100 G2500.316001920应换设备3脱硫塔0.320001920能满足要求4缓冲罐LHF-2/1.00.320001920能满足要求5高压管线DN222520001920能满足11、要求6脱水装置zz-152515001920应考虑换设备7顺序控制盘S-182520001920能满足要求8冷却水泵KDB-80单机3654需双机运行9冷却水塔CDBNL3-505054应换设备该方案优点：1、设备投资少。只需增加一台ZW-3.3/2.5-250A-JX天然气压缩机、处理量为500-1000m3/h的脱水装置和一台冷却水塔。煤气计量表（DN100 G250）可与公司其它加气站的计量表（DN100 G400）互换。表六：技术改造设备概算费序号设备名称单位(台)概算单价(元)小计(元)备注1天然气压缩机150502天然气售气机117173200KVA箱式变压器120204水泵10.12、60.65冷却水塔12.82.86隔音罩130307脱水装置11313合计133.42、技改时间短，基本不影响生产。方案缺点：1、设备生产能力随进气压力下降而时大幅下降，电耗增加，且在今后1-2年中生产能力可能在690-1440m3/h之间变化，生产销售平均可维持在25000m3/日。进气压力低于0.25 MPa时，三台压缩机同时运行时可产生0.025 MPa的压损，其生产能力将相应的下降。表七：改造前、后各压力下生产能力比较表序号进气压力(MPa)理论上最大产能(m3/h)比较备注改造前改造后10.312801920+64020.2511001650+55030.29601440+4804013、.157801170+39050.1460690+23060.08400600+2002、新增一台220KVA的变压器，但不能享受大工业用电价格。3、三台压缩机同时运行时，必须开两台水泵，造成水泵无备用。同时该机型发热量较其它加气站偏大，应加大冷却水塔和循环水量。4、装上隔音罩后安全间隔小，不利于检修和巡检，应将整个机房做隔音处理。（二）、方案二增加一台进气压力在0.2MPa时排气量为1200m3天然气压缩机,投产后最大生产能力为2500 m3/h，其性能参数比较如下：表八：生产能力与相关设备安全运行参数比较表序号设备名称规格、型号设计压力（Mpa)设计最大通气能力（m3/h)改造后最大通气能14、力（m3/h)备注1低压管线DN1080.320002500将产生压损2计量表DN100 G2500.316002500应换设备3脱硫塔0.320002500应换设备4缓冲罐LHF-2/1.00.320002500基本可行5高压管线DN1082520002500基本可行6脱水装置zz-152515002500应换设备7顺序控制盘S-182520002500应换设备8冷却水泵KDB-8036单机3662需双机运行9冷却水塔CDBNL3-50363662应换设备方案优点：1、生产能力增加较大。在进气压力在0.1-0.25MPa之间变化时，生产销售能维持在25000-40000m3/日，基本能满足生15、产需求。改造前、后各压力下生产能力比较表进气压力(MPa)最大产能(m3/h)比较备注改造前改造后0.312802500+12200.2511002240+11400.29602100+11400.157801810+10300.14601280+8200.084001140+7402、新增压缩机将作为主力机，其它两台机为后补，基本上能实现开二备一。且新增变压器为315KVA，可享受大工业用电价格，降低成本。方案缺点：1、 设备投资较大。设备投资见下表：表九：科华中路加气站技术改造设备费概算费序号名称单位(台)概算单价(元)小计(元)备注一设备1天然气压缩机175752天然气售气机11717316、315KVA箱式变压器126264顺序控制盘1224水泵10.60.65冷却水塔12.82.86隔音罩130307脱水装置11313小计166.42、三台压缩机同时运行时可产生0.025 MPa的压损，其生产能力将相应的下降，生产成本略有增加。3、建筑费用较大，需新做一台设备基础。4、新设备的长、宽都较原设备大。如再装上一个隔音罩后，压缩机之间的安全间距小，应将整个机房做隔音处理，设备间安全间隔较大，检修方便。（三）、方案确定1、生产能力比较改造前与方案一、二实施后生产能力比较。见下表：表十：生产能力比较序号进气压力(MPa)改造前改造后最大产能(m4/h)比较方案一方案二131280192017、2500+58022.5110016502240+5903296014402100+66041.578011701810+640514606901280+59060.082006001140+540方案二的生产能力较方案一明显大。在实际生产中，储气井容量偏小，销售高峰时只能通过高压井后对外销售，而今后1-2年内的进气压力70%的时间之间，因此方案二较方案一较佳，且还有发展空间。2、 设备投资比较详见两种方案技术改造概算比较表：表十一：科华中路加气站技术改造概算费序号名称单位(台)费用(万元)备注方案一方案二一设备1天然气压缩机150752天然气售气机100暂不考虑3315KVA箱式变压器12018、264顺序控制盘124水泵10.60.65冷却水塔12.82.86隔音罩130307脱水装置11313小计133.4166.4二安装费及主要材料费1压缩机安装费1110包括基础2售气机安装费1003箱式变压器安装费11622.5包括电缆4水泵安装费10.10.15冷却水塔安装费10.10.16脱水装置安装费10.10.17其它1.13小计18.636合计142.8185.2方案二比方案一概算投资多42.4元。3、综合分析技改投资回收期见下表:增加产量(m3/日)年增加量(万m3)单价 (元/m3)年增销售额(万元)净利率净利方案一概算投资(万元)方案一回收期(月)方案二概算投资(万元)方案二回19、收期(月)5000182.52.24408.80 13%53.14 142.832.2 185.241.8 60002192.24490.56 13%63.77 142.826.9 185.234.8 7000255.52.24572.32 13%74.40 142.823.0 185.229.9 80002922.24654.08 13%85.03 142.820.2 185.226.1 9000328.52.24735.84 13%95.66 142.817.9 185.223.2 100003652.24817.60 13%106.29 142.816.1 185.220.9 1100020、401.52.24899.36 13%116.92 142.814.7 185.219.0 120004382.24981.12 13%127.55 142.813.4 185.217.4 13000474.52.241062.88 13%138.17 142.812.4 185.216.1 140005112.241144.64 13%148.80 142.811.5 185.214.9 15000547.52.241226.40 13%159.43 142.810.7 185.213.9 方案综合比较分析：在进气压力0.15-0.25MPa时，方案二的生产能力较方案一理论上平均多780m321、/h。1、按方案一实施后，年平均日生产销售将超25000m3/日，年生产销售天然气约910万m3，比改造前增加产量约197万m3/年，可增加净利约57万元/年，约需30个月收回投资。2、按方案二实施后，年平均日生产销售将超30000m3/日，年生产销售天然气约1095万m3，比改造前增加产量约385万m3/年，可增加净利约112万元，约需20个月收回投资。综合考虑，采纳方案二。五、技术改造实施结果最终采用方案二于2007年8月8日技术改造完成投入试生产，其生产能力由改造前的日均23010 m3/日，增加至35890 m3/日，日增加生产销售12880 m3/日，日增加销售收入34780元，年增加生产销售470万m3，增加销售收入1269万元，利润率达到2025%，增加净利254317万元。