天然气利用现状

天然气利用现状（精选九篇）

天然气利用现状 篇1

1.1 天然气的消费量增长迅速

近几年, 天然气的需求量强劲的增长, 同时我国的天然气方面的工业基础设施也不断的被完善和发展, 天然气的市场消费水平出现爆炸型提高。

通过对2000~2008年这几年我国天然气的消费量变化可以得出, 近10年是我国天然气的消费量增长的快速期, 年增长接近50×108m3, 每年平均增长的速度远超14%。1996年我国天然气的总消费量占一次性能源的总消费量的1.7%, 约为179×108m3, 该比值远比世界的平均水平23%低。2008年我国天然气的总消费量占一次性能源的总消费量的3.8%, 约为780×108m3, 仍旧比世界的平均水平低。这表明天然气在我国的市场发展具有很大的潜力, 同时也说明想要达到“于2020年把天然气的消费总量占一次性能源消费总量的比例提至8%”的目标还有很长的路要走。

1.2 使用天然气的区域更加广泛

“九五”之前, 我国天然气的消费基本上是“就近使用”, 主要消费集中于油气田的周边, 生产区域跟消费区域基本上是一致的, 主要是因为当时在我国还没有大规模修建天然气长输管道等基础设施。从地区分布上看, 单单在川渝气区周围的天然气的消费量就是全国总消费量的40%以上, 主要消费天然气的地区集中分布在有大型的油气田资源的地方, 比如重庆、四川、辽宁、黑龙江、新疆、河南、山东等各个省、市、自治区, 用气主要分为油气田自产自用以及油气田的周边地区化工、化肥用气。天然气在我国的供应格局是“北气南下、西气东输、海气上岸”和“就近外供”, 那是因为随着川渝、塔里木、青海、长庆等陆地四大气区的天然气实现了全面东输以及海洋的天然气成功上岸, 加之实施了进口液态化天然气的项目。

1.3 天然气的利用方向日趋合理

我国天然气的利用方法一般分为工业燃料、城市燃气、发电和化工等4大类。工业燃料领域中利用天然气的有比较多行业, 比如特钢、冶金、玻璃、陶瓷、建材等;城市燃气的领域中可以细分成公福商业 (指宾馆、饭店、学校、洗浴、餐饮等用户) 、民用生活 (指炊事、壁挂炉分户式供暖、热水) 、CN G汽车 (多为公交、市政车、出租) 、冷热电分布式能源利用、集中供热、小工业企业燃料用气等;发电行业中多被用在热电联产和调峰电厂;化工领域中主要有化肥 (天然气合成氨) 、甲醇和制氢等。

2 我国天然气消费利用趋势展望

2.1 天然气消费量仍将快速增长

预计2010年全国天然气需求量会随国民经济的发展需求逐步攀升, 同时随着国内天然气的长输管道以及地下储气库等一系列的基础设施不断完善, 我国天然气的需求总量可能会超过1200×108m3, 但是考虑到实际的供应限制问题, 我国天然气的实际消费总量可能在1000×108m3左右。2020年, 我国的天然气需求总量将会超过2500×108m3, 到2030年, 我国的天然气需求总量将超过4000×108m3, 从此我国的天然气市场将从快速增长期进入成熟期。估计在2010至2030年间, 天然气需求总量的年均增长率会超过8%, 其年均增长量约在100×108~150×108m3之间。

在2010至2030年间, 我国天然气市场的发展存在阶段性, 发展过程包括:

(1) 在2015年前的这段时期是我国天然气市场发展最迅速的时期, 我国天然气的基干管网基本形成, 主要大中城市均已利用上天然气, 天然气的需求总量的年均增长率已经超过12%, 这个时期作为我国天然气市场发展中的关键阶段, 国内天然气的年产量也会超过1000×108m3, 每年的进口气量估计可以超过500×108m3;

(2) 在2015年至2020年期间, 我国天然气市场的发展仍然处在一个速度较快的阶段而且需求总量的年均增长速度约在8%~10%之间, 根据这个信息能够估测到, 等到2020年时, 我国天然气的消费能力在一次性能源的消费结构里占的比例将会达到8%;

(3) 在2020年至2030年期间, 我国天然气需求总量的年均增长速度维持在5%到8%之间, 而且可利用的区域更加广泛, 我国绝大多数的地级市都能用上天然气, 此时, 我国天然气的消费能力将在一次性能源的消费结构里占的比例超过10%。

2.2 天然气的消费中心会持续“南下东移”, 它的覆盖面将会遍及全国

根据上文所说, 我国的天然气资源分布以西部为主, 所以, 在市场形成的最初阶段基本都是遵从就近原则。当我国天然气的发展进入后期时, 它的供应局面才产生变化, 以“就近外供”为中心指导原则, 显现出“北气南下、海气上岸、西气东输”的局面。在这个局面下, 我国天然气的主要消费中心将从产气区向东部及南部地区转移。估计到2020年后, 环渤海、长三角、东南沿海这三个地区的天然气消费总量会超过全国天然气消费总量的1/2, 变成我国最主要的天然气消费区域。

2.3 天然气的结构不断完善并且逐步稳定

日后天然气主要仍以“城市气化、以气代油、适当代煤和燃料置换”为主并且利用方向将在现有基础上继续优化并趋于稳定。依照常规需要所划分出的四个用气方向, 估计未来需要的使用方向主要是工业燃料和城市燃气, 而且发电的利用比例逐步上升, 化工方面的利用比例将会不断下降, 在整体上显现出“三足鼎立”的情况。

3 结束语

依照上文来看, 在未来的一段时期内, 我国的地下储气库、城市配气网支线管道、以及天然气长输管道等一系列的基础设备建设马上要进入快速建设阶段。当基础设备逐步完善, 随着环保要求和人们生活水平的日益提高, 在供气单位、各级政府、下游用户全体的共同作用下, 我国的天然气市场势必会显现出消费量将快速增长、使用区域遍及全国、使用方向持续优化的良好发展前景。为了节能减排能作出更大的贡献, 天然气必将在国家能源结构中扮演更为重要的角色。

参考文献

[1]李伟.我国天然气利用现状和发展趋势[J].2010年中国天然气产业及系统管网建设发展论坛

大连市天然气利用情况 篇2

大连市面积1.3237 万平方公里，总人口584.8万(2009年)城镇人口373.7万人。现燃气利用主要是管道煤气、液化气和液化石油气（LPG），另有一座液化天然气(LNG)码头在建设中。管道煤气普及率近9成。现有14座加气站、31座液化气站、10家燃气公司。

大连燃气集团有限公司是煤制气公司，现有制气厂2座，到2008年末，日制气能力提高到140万立方米，总储气能力61万立方米；地下煤气管网总长度1615公里；管道煤气普及率89%；全市煤气用户总数73.3万户，其中民用户72.6万户，城市用气人口达195万人。年供应量2.6亿立方米，制气工艺以轻油制气为主；采用中、低压两级管网的输配方式输送煤气。计划用5年的时间，改造500公里旧煤气管网、45座调压站、3000个凝水缸、1.8万处进户线、30万户室内煤气设施、发展20万煤气用户，建立煤气管网地理信息管理系统，完成大连市“西拓北进”煤气管网铺设任务。通过引入液化天然气，加大城市规划区内管网覆盖面，早日形成老城区、新城区、北三市以及辽东半岛地区统一的天然气管网，进一步做大做强大连燃气市场。

大连天诚燃气有限公司原名大连煤气公司液化石油气供应管理处，始建于1979年，于2004年改制（国有19%，民营81%）。公司专注燃气行业29年，是大连地区燃气行业除大连煤气公司外最强综合实力的燃气企业。公司地处甘井子区黄山街1号，占地7.5万平方米，在岗员工328人，液化气库储备能力2000吨/次，日灌瓶能力5000

瓶，日装槽车液化气200吨，公司下设金州分公司、开发区分公司、长兴岛分公司、及市内5个供应站。

中国石油计划在年底前完成大连液化天然气(LNG)码头建设。据介绍，大连液化天然气项目是继广东、福建、上海液化天然气项目之后，是我国开工建设的第四个液化天然气项目，同时也是我国北方首个液化天然气项目，属国家“十一五”液化天然气项目发展规划的重要组成部分。项目一期工程建设规模为年300万吨，供气能力为每年42亿立方米，计划于2011年投产;二期工程建设规模为年600万吨，供气能力为每年84亿立方米。作为落实国家振兴东北老工业基地和辽宁沿海经济带开发开放战略的重大举措之一，项目建成后不仅将缓解辽东半岛和整个东北地区天然气供应紧张的局面，还将推动东北地区能源结构的多元化、清洁化发展。大连液化天然气项目位于大孤山南端的鲶鱼湾，主要功能是通过采集国外液化天然气资源以服务东北老工业基地建设，是中国石油集团公司利用国际国内两种资源和市场，推进海上油气战略通道和国内油气骨干管网建设的重大战略性工程。项目总投资100亿元，由码头、接收站和输气管道三部分组成，去年1月19日开始施工建设。大连液化天然气码头主要由一个26.7万吨级LNG泊位、一座火炬栈桥和海上排水管组成。可接卸目前世界上最大的液化天然气运输船。

由此来看大连市以后以LNG项目为主。

2009年4月10日起，管道液化气价格由18元/立方米降为15元/立方米，管道混空气价格由8.0元/立方米降为6.4元/立方米。

中心城区现有管道煤气居民用户70.6万户，管道煤气普及率85%。加上液化石油气用户，中心城区燃气

浅谈天然气利用技术和应用现状 篇3

天然气是一种无色气体, 它燃烧能够放出大量的热量, 其主要成分是烷烃, 其中甲烷占绝大多数, 另含有少量的乙烷、丙烷和丁烷。有机硫化物和硫化氢是其中常见的杂质, 在大多数利用天然气的情况下都要预先脱出。天然气是一种较为安全的气体, 它不含CO, 比空气轻, 发生泄漏时会向上扩散。作为能源, 它因为具有绿色环保、经济实惠、供应可靠等特点而受到了大力推广。石油资源在不断地衰竭, 而煤资源造成的污染又让人担忧, 天然气相比两者就显得更加适用了。预计2030年, 我国的天然气需求量将达到5000×108m3, 因而我国不仅在大力建设管网, 更换天然气配套设施, 开展西气东输等项目, 此外还在大量进口LNG, 从2006年至2013年, 我国LNG的进口量分别为68.7万吨、291.3万吨、333.6万吨、553.2万吨、935.6万吨、1221.5万吨、1480万吨、1860万吨, 年增长率为77.8%。可见, 天然气在未来中国的能源市场中必然会占领着重要的一席之地。

2 天然气的利用技术

天然气可以进行多种多样的运用, 目前主要用于发电、燃料电池、汽车燃料、化工、城市燃气和LNG冷能的利用[1]。

2.1 天然气发电

目前天然气发电主要有两种方法, 一种是多见于大型化工程, 既可满足局部电力需求又可并网发电的天然气联合循环发电 (NGCC) 技术;另外一种是只能适应一栋大型楼宇冷热电联供的热电冷联产 (BCHP) 技术。

2.2 燃料电池

天然气燃料电池具有高效环保的特点, 其基本原理是将燃料的化学能通过电化学反应装置, 通过氢气在电池内的氧化还原反应来产生电能。目前以天然为原料的燃料电池按其采用的电解质有以下四类:磷酸燃料电池PAFC;质子交换膜燃料电池PEMFC;熔融碳酸盐燃料电池MCFC;固体氧化物燃料电池SOFC。目前前两类技术基本成熟但还需降低成本, 后两类还处于试验阶段。

2.3 汽车燃料

天然气作为汽车燃料主要有压缩天然气汽车 (CNGV) , 液化天然气汽车 (LNGV) 和吸附天然气汽车 (ANGV) , 目前主要使用的是压缩天然气汽车, 而随着LNG事业的不断发展, LNG汽车目前也在不断研发和推广中, 吸附天然气汽车暂且处于试验阶段。

2.4 化工使用

天然气化工是以天然气为原料生产化工产品的工业。天然气通过净化分离和裂解、蒸汽转化、氧化、氯化、硫化、硝化、脱氢等反应可制成合成氨、甲醇及其加工产品 (甲醛、醋酸等) 、乙烯、乙炔、二氯甲烷、四氯化碳、二硫化碳、硝基甲烷等。

2.5 城市燃气

天然气每立方燃烧热值为8000大卡至8500大卡, 燃烧热值高, 相对煤气等更加安全环保, 非常适合用于城市燃气。近几年随着管网的不断完善, 天然气开始走进更多人的生活。

2.6 LNG冷能的利用

随着LNG进口量的增加, 对于LNG冷能的利用也成为了天然气利用技术中很重要的一部分。LNG的冷能直接利用可以用于冷能发电、液化分离空气 (液氧、液氮) 、冷冻仓库、液化二氧化碳、干冰、空调等;间接利用可以冷冻食品, 低温粉碎废弃物处理, 冻结保存, 低温医疗, 食品保存等。在这方面还有很大的利用和研究空间。

3 天然气的应用现状

3.1 天然气的生产和使用都变得多样化

对于天然气的生产, 我国在大力发展LNG项目和跨国进口天然气项目, 众多的LNG接收终端正在建设, 与俄罗斯等国也签定了许多长期的供应合同, 这为我国天然气的来源提供了稳定保障。同时也在不断研发高科技开采技术开采我国天然气, 并且积极探索新的天然气能源, 比如页岩气和煤层气。在天然气的使用方面, 天然气的使用也跨级化工、燃料、电力等多个方面, 利用相当广泛。

3.2 天然气普及变得更加广泛但管网建设仍不足

要想让更多人使用上天然气, 与天然气相对应的配套设施就也应该相应的普及。其中作为输送天然气的管网就是极为重要的一个方面。我国相比美国等国家虽然国土面积庞大, 但是管网的普及程度却远远落后于欧美发达国家, 因此大力发展、建设管网, 才能使天然气得到普及, 才能使天然气的供需达到平衡。

3.3 天然气的价格制约着天然气的发展

天然气的生产存在着一定成本问题, 进口LNG很多价格较高, 却以较低的价格进行售卖, 导致很多生产企业处于亏损状态, 制约了天然气的发展。合理解决价格问题, 提高天然气使用用户数量也是至关重要的。

4 对天然气应用的未来展望

4.1 开发新技术, 使天然气的应用更加多元化

在接下来的发展中, 我国可以在天然气制合成气新工业、制甲醇装置大型化、超临界合成甲醇技术、低成本合成油和气制取[2]等反面继续展开研究。同时对于天然气中的非烃类气体氮气和二氧化碳的开发利用也是值得关注的。

4.2 积极展开新型天然气资源的开发利用

资源是不可再生的, 随着人类的开发和利用, 目前较好开发的天然气资源总会在某一天枯竭, 因而对于页岩气、煤层气、可燃冰和甲烷水合物等的研究应尽快展开。同时太阳能、风能等可再生能源的利用应当引起重视。

4.3 加强天然气相关研究机构的建立, 培养相关人才

天然气应用需要技术的支撑, 因而国家应当在这方面投入一定的资金, 积极培养高素质的专业人才, 才能在未来的发展中拔得头筹。

摘要：随着天然气使用的普及, 天然气的利用技术和应用现状开始得到了重视。本文介绍了当前天然气的众多利用技术及其应用现状, 以及天然气应用的发展趋势, 并对今后的天然气应用提出来展望。

关键词：天然气,利用,应用,现状展望

参考文献

[1]容正.探索天然气利用技术及其应用现状[J].城市建筑, 2014 (04) .

天然气的高效利用研究论文 篇4

一、前言

人们常称21世纪是天然气世纪，中国天然气黄金时代就要到来。“天然气经济效应”将推动我国的能源革命、环保革命、产业革命向着一个崭新的发展。

我国政府推出一系列支持和鼓励发展国内天然气、引进天然气和引进液化天然气的政策，为加促我国能源革命向天然气转换，提供了有力的保证。

最近中国政府出台了天然气产业上中下游全环节对外开放的政策，鼓励外商参与从天然气的勘探开发、基础设施、天然气发电、大中城市燃气的建设与经营的整个天然气产业链。

天然气的广泛应用、合理利用和天然气的长期、稳定供应，为大力发展我国燃气空调，开展区域制冷和化工精炼过程提供了可靠的基础条件。

二、大力发展天然气产业是调整我国能源结构的需要

1、落后的一次能源消费结构

(1)中国一次能源消费结构：煤炭62.1%、石油27.7%、水电7%、天然气2.7%、核能0.5%。

(2)世界一次能源消费结构：石油40.03%、煤炭24.98%、天然气24.72%、核能7.64%、水电2.63%。

2、我国能源资源短缺的压力

从1993年起，中国已成为石油净进口国，进口石油7000万吨以上。进口石油9000万吨以上，超过1亿吨，中国石油消费量达到2.6亿吨/年左右。到中国将成为世界上最大的石油消费国。

2 0中国天燃气消费量250亿立方米，20消费量300亿立方米，在一次能源消费结构中还不到3%。

到，中国天然气产量将由目前的340亿立方米增加到本1200亿立方米，而需求量要增加到亿立方米，缺口800亿立方米需由进口来弥补。据有关资料分析，将进口LNG320万吨，达1900万吨，20达3300万吨。

目前，我国人均占有能源储量还不到世界人均占有量的一半。在能源资源中，煤炭占60%以上，人均煤炭资源占有量大约是世界人均的一半，而石油天然气的人均占有量不到世界平均水平的十分之一。

第二次世界大战之后，一切国际重大战争或冲突的根源就是为了抢夺有“黑金”之称的石油。20伊拉克战争，不仅是对国际能源地缘政治格局的一次重新洗牌，也使得世界石油市场格局产生了巨大的影响。

能源资源短缺，对我国经济的发展带来了巨大的压力。

3、我国环境严重污染的压力

长期以来，我国能源资源以煤为主，城市煤气、工业窑炉、发电都以燃煤为主。燃烧产物中的硫化物、二氧化碳、氮氧化物，以及大量烟尘污染，使城市空气质量严重恶化。

联合国公布了世界空气污染最严重的十大城市,排名为：太原、米兰、北京、乌鲁木齐、墨西哥、兰州、重庆、济南、石家庄、德黑兰。只有中国、南非、波兰、和北朝鲜，煤炭使用率超过60%。

据权威部门检测显示：烟尘排放量的70%，二气化硫的90%来自烧煤的结果。按我国目前烧煤炭比重高达70%的能源结构测算，每年排放二氧化硫2000多万吨，工业烟尘1000多万吨，酸雨控制面积达40%，环境污染非常严重。

面对环境严重污染的现象，扩大国内天然气生产、加促引进国外天然气和液化天然气改变我国能源结构已成为迫不可待和需要认真研究的重要课题。

4、建设环保城市和生态城市的迫切要求

第二次世界大战之后，科学技术的突飞猛进、经济高速增长、城市规模迅速膨胀、农村城市化进程不断加快，以大气污染和水资源环境恶化为特征的“城市病”不断在漫延，不断在报复人类，引起了各国政府的高度重视，大力支持环保城市的建设和生态城市的建设，用最清洁的能源不断取代污染性的能源是当代城市建设者们的一项重要任务。

5、天然气是当今世界的理想能源

天然气是当今世界的理想能源，天然气的合理利用和优化利用，特别是广泛应用在燃气空调、燃气联合循环发电和区域制冷对优化我国能源结构、优化生态城市建设、优化理想人居空间，创造人和自然的和谐环境都具有非常重要的意义。

第一、高效。绝大部分燃煤机组发电效率为30%左右，最高的亚临界点发电效率也不超过38%;天然气联合循环发电效率高达60%;如果采用功热联产技术应用天然气，能源利用效率可达80%以上。

第二、洁净。天然气的主要成份为甲烷，1分子CH4燃烧产物为2分子H2O和1分子CO2，每立方米天然气燃烧产物含2公斤水。CO2的总排放量远远小于燃煤，也小于燃烧液化石油气。

液化天然气(LNG)，是天然气从气井开采出来之后，经净化，除去杂质在低温下液化的产物，其燃烧产物非常干净，基本不含硫化物和氮氧化物。

第三、方便。液化天然气(LNG)在接收基地气化以后，通过高压管线输送到门站，降低压力后送至城市居民用户和工商用户，与管道天然气一样再不要后处理，既方便又省事。总的经济效益和社会效益远远大于用煤和其他燃料。这是天然气在全球能耗比例中增长最快的主要原因。

三、我国天然气的发展策略

国家发改委最近提出我国天然气发展策略是：立足国内、利用海外、西气东输、北气南下、海气登陆、就近供应，走国内生产与国外进口相结合的LNG发展道路。预计至20投资2200亿人民币用于天然气基础设施建设。就是建设5万公里天然气管线，引进千万吨级液化天然气接收站，形成百万吨级的液化天然气运输能力。将在长三角、环渤海地区、泛珠三角地区建设10个左右的LNG接收站，到年形成进口5000万吨规模LNG接收设施。使天然气在一次能源消费中达到12%。

针对资源短缺将成为中国经济发展的重要瓶颈的问题，国家能源局将采取五大措施加以解决：

一是组织探明我国资源储量，增加石油产量;

二是通过替代燃料和提高燃油经济型标准来减少工业和民用机动车的耗油量;

三是大力开发天然气资源，力争在5年内产量翻两翻;

四是鼓励企业走出去，利用境外资源;

五是规范市场建设，面对电力短缺，采取错峰用电，跨区域用电，用价格杠杆调节市场。实行多元化、多国化资源开发战略，增强中国有效使用世界资源和保护国内资源的能力。

四、引进国外天然气的.经济意义和社会意义：

第一、今后几年我国电力将严重短缺

随着我国经济建设的持续快速发展以及人民生活生平的不断提高，对电力用量急剧增长的需求，就是采取西电东送和加速建设火力发电厂，也很难使缺电的局面得到缓解。

据国家电网公司透露，今冬公司经营区域内电力缺口为2983万KW，其中华北缺747万KW，华东缺2078万KW，华中缺158万KW，浙江省就缺880万KW。

因此，引进天然气，对增加电网调峰手段，改善环境污染都具有非常重要的意义。

第二、引进天然气为开发功热联产技术提供保证

引进天然气为我国热电联产技术的发展，广泛建立区域能源站，充分提高能量利用效率提供了非常有利的条件。对我国的供电安全也有重大作用。9.11事件和非典事件以后，发达国家都在加速建立区域制冷系统的步伐，避免由于意外事故造成大面积中断供电事故，保障供电安全。

第三、大量引进天然气有利于石化原料的结构调整

大量引进天然气占领民用燃气市场以后，可以把目前每年消耗的1500万吨的民用液化石油气顶替出来，回到石油化工原料市场上去，进一步优化我国石油产品的分布结构、优化乙烯和各种石化产品的原料结构，降低能耗，提高总体经济效益。

第四、参与迅速发展的世界LNG贸易

美国联邦储备局局长阿兰.格林斯潘在参加今年四月战略和国际研究中心举行的能源会议时表示：

1、为防止未来急剧上升的燃气价格给美国经济造成损失，美国需要扩展天然气领域在全球范围内的贸易;

2、近年来，石油和燃气六年交货价格的急剧上涨必然会对美国经济产生影响;

3、去年进口的液化天然气只占美国市场总量的2%，部分原因是环境和安全隐忧限制了美国具备处理液化天然气能力的港口数量或LNG运输;

4、未来天然气的高价格已经让我们将天然气进口当作更有吸引力的选择;

5、目前世界能源进口中，石油比例为57%，天然气仅为23%，这显示了天然气贸易的巨大潜力;

6、为了缓解目前的价格压力，格林斯潘呼吁通过液化天然气终端设施的扩展和海岸LNG接收和重气化新技术的发展努力扩大全球供应;

7、随着LNG液化和运输技术的发展和安全隐忧的减少，美国进口能力正在逐渐加强。

五、天然气高效利用的途经分析

1、用作民用燃料和锅炉燃料

天然气用来烧水做饭，虽说是一种非常理想的清洁燃料，但就其热量利用效率来说是极其不合算的。利用天然气产生的高温烟气来加热热水，达到80至100℃，从热力学第二定律计算可知其利用效率极低。作为民用燃料又不得不使用。随着电磁灶的出现和普及，天然气炉灶会被遂步顶替。作为工业燃料直接烧锅炉，将大量热能浪费在烟气中，更是极不经济的做法。

2、用作直燃空调燃料

利用天然气燃烧的高温烟气作为溴化锂制冷机组的热源，使制冷机产生冷量，随着国防环境意识的增强和溴化锂制冷技术的不断成熟，燃气中央空调在世界各地得到了越来越广泛的应用。在日本，燃气空调每年增长60多万冷吨，并以13.6%的速度增长，比电空调以8.7%的速度增长快得多。目前在日本，5000平方米以上的现代建筑，有70%以上使用吸收式制冷机。科学工作者正在研究5KW、2.7KW甚至更小的别墅和家庭用的小型吸收式燃气空调。但就天然气在直燃式燃气空调的利用来论，其热力学效率还是比较低的。

3、用作联合循环发电燃料

燃气轮机是一种布来顿循环的新型发动机，目前喷气式飞机的发动机都是燃气轮机,属轻型燃气轮机。而发电厂用的是重型燃气轮机，规模可达几十万KW。燃气轮机发电技术发展非常快，20年前的发电效率只有20%左右，现在的大型燃气轮机一次发电效率已经超过40%。

联合循环发电就是燃气轮机和蒸汽轮机联合发电，天然气先在燃气轮机里发电，排出的400至600℃的高温烟气通入余热锅炉，产生400℃的高温和4MPa的高压蒸汽，进入蒸汽轮机发电，两者发电效率总和可达60%以上。

4、用作区域能源站燃料

天然气通过燃气轮机发电以后，高温烟气或用作制冷，或进入热锅炉产生蒸汽，这些蒸汽或用来发电，或用作其他工艺热源利用，比单用来烧锅炉的效率要高得多。因为天然气在燃气轮机发电利用了30~40%的效率之后，余热产生的蒸汽再发电或供热或制冷，这就是所谓的电热冷联产效应，热效率可达到80%以上。

因为燃烧的烟气不含二氧化硫，产生的水蒸汽冷凝潜热，还可以得到利用，使燃气轮机的最终排气温度可低至38℃，几乎90%的热量都被利用了。这是一种最高效的热量利用途径，国外用得很多，发展也很迅速。

采用热电冷三联供系统，一次能源利用率可高达1.49的比值，比热电冷分供要高一倍，标准气耗则降低一半。预计到2020年，楼宇能源的最主要的形式将会有一半被热电冷三联供的形式代替，这是21世纪能源的发展方向。

六、天然气在区域能源站的高效利用

1、电热冷三联产节能原理

天然气作为能源利用的最高效率是电热冷三联产。从热力学第一定律来说，它的节能原理就是能把能量吃光榨尽。

天然气在燃气轮机里就有30-40%的能量转化为电能，一次转化的效率就高于一般火电厂的锅炉蒸汽轮机机组的效率。再加上排出高温烟气产生的高温高压蒸汽进入蒸汽轮机发电，使能量利用率达到60%以上。剩余的能量还可以用来制冷，产生热水，用于各种不同能级的用户，系统能量梯级充分利用，使能量利用率达到80%以上的最高境界。这便是天然气电热冷三联产的供能价格比烧煤还有竞争力的根本原因。

能源产业的一场革命，大电网与微小型发电机并存，被全球专家认为投资省、能耗低、可靠性高的能源系统，是21世纪的发展方向。

2、国外区域能源站的迅速发展

区域能源站，在国外有称区域冷暖中心，区域燃气制冷系统，区域制冷系统、分布式能源站。

区域能源站技术从七十年代末期以后开始发展起来，目前美国已有6000多座区域能源站，仅大学校园就有200多座。据美国有关资料统计，商用建筑采用热电冷三联产后节能效果达到46%以上。美国政府计划在20有20%新建商用或办公用建筑使用热电冷三联产，有5%现有的商用和办公楼宇改用热电冷三联产，25%美国能源部的项目改用热电冷三联产。至2020年，计划有一半以上新建办公或商用建筑采用热电冷三联产。并有15%的现有建筑改用热电冷三联产。英国只有5000多万人口的国家，就有1000多座区域能源站。俄罗斯采用热电联产的比例占总能耗的33%，美国占50%。

区域制冷系统是大城市的理想制冷系统，世界上先进的国家如美国、欧洲和日本，使用得非常普遍和广泛，技术十分成熟可靠，发展也十分迅速。

1991年1月投入运行的日本东京都新宿都心区冷暖中心，制冷规模达到了59000RT，供冷面积为2200000m2，为15栋摩天大厦和东京市政厅提供了良好的供电、供冷、供热水服务。远远超过美国纽约原世界贸易中心大厦49000RT的冷暖房，成为世界最大规模的区域冷暖中心。

冷暖中心系统的功能：

(一) 发电照明

利用天然气燃烧的热量推动燃气透平发电机发电输入电网，或直接供应办公照明。

(二) 提供冷气

利用天然气燃烧的热量使水管式锅炉产生4Mpa，400℃的高压蒸汽，通过背压透机组，进入吸收式冷冻机，再到轮机式冷冻机，制造出4℃的冷冻水，送入制造冷源的空调机为办公室提供冷气，温度升高至12℃的冷冻水送入循环系统循环使用。

(三) 提供暖气

将水管锅炉房的4Mpa，400℃的高压蒸汽减压至0.7 Mpa，送进暖气空调机产生暖气送办公室取暖。

(四) 提供热水

浅析天然气利用政策 篇5

关键词：天然气,优化能源结构,低碳经济,一次能源消费结构

2012年10月31日, 国家发改委宣布新版《天然气利用政策》审议通过, 自2012年12月1日起正式施行。对比2007年7月30日发布的老版天然气利用政策, 新版政策增加了许多内容, 比如被列入“优先类”的天然气用户种类明显增加, 对于价格调控机制也更加具体明确等。

1 政策内容分析

1.1 新政策继续提出优化能源结构、发展低碳经济、促进节能减排, 同时强调了提高天然气在一次能源消费结构中的比重

2 0 1 0年, 世界天然气占一次能源消费比例为23.81%, 而我国天然气占一次能源消费比例仅占4.03%左右, 远低于世界平均水平。预计2015年, 中国天然气消费量为2300亿立方米左右, 供应能力将超过2600亿立方米。天然气在一次能源消费中的比重将从4%上升至7%~8%。

在“十一五”期间, 煤炭占中国一次能源总消费的70%, 在“十二五”期间这个占比要下降至65%, 要实现这个目标, 很大程度上就需要靠多使用天然气来解决, 太阳能、风能等在短期内还难以承担重任。

1.2 新政策顺应天然气供需的多样化, 鼓励多方面应用

07年的政策主要突出天然气供需矛盾, 资源紧张。而现在, 我国天然气供给基本形成了“西气东输、海气登陆、就近外供”的供应格局, 供应方式也呈多气源、多路径、网络化供应, 资源紧张局面已经缓解。

随着各地政府环保的压力越来越大, 对低碳经济也日益重视起来。2010年7月, 国家发改委《关于开展低碳省区城市试点工作的通知》, 确定陕西为试点省份之一。去年, 交通运输部又选择西安市为低碳交通运输体系建设试点城市、公交都市试点城市。

2010年5月, 发改委《关于提高国产陆上天然气出厂基准价格的通知》要求:“各地要按照与90号汽油最高零售价格不低于0.75∶1的关系, 理顺车用天然气价格。”在西安, 目前是按0.6∶1的标准在执行。按此比例计算, 使用天然气的汽车会比用燃油运行的燃料成本低, 出租车低20%—25%, 公交、城际客车低10%—15%, 具有可观的经济效益。现在, 客运企业也逐渐认识到天然气产品的优势, 从西安到下属各区、县的运距基本都在100公里左右, 天然气车辆的优势明显。新政策鼓励天然气汽车发展, 尤其突出了LNG汽车的地位, 并且鼓励和支持汽车、船舶天然气加注设施和设备的建设, 鼓励地方政府出台规划、用地、融资等扶持政策。如果解决了LNG加气难的问题, LNG客车、卡车的逐渐推广, 会大幅降低客运公司和物流公司的成本。

1.3 新政策在保障措施中, 对调控天然气价格有了更完善的要求

新政策除了要求继续深化天然气价格改革, 完善价格机制, 还将老版中的逐步理顺改为加快理顺天然气价格与可替代能源比价关系, 并且新增了建立并完善天然气上下游价格联动机制;鼓励天然气用气量差异较大的地区, 研究推行天然气季节差价和可中断气价等差别性气价政策, 引导天然气合理消费, 提高天然气利用效率;支持天然气贸易机制创新等条款。

(1) 目前, 日本的油气价格比为1∶0.69, 而我国的比例为1∶0.27, 即中国天然气的价格是相对较低的, 这也是我国近年天然气需求极其旺盛的重要原因之一。而不断出现的气荒现象和较低的终端价格也是国家发改委推进天然气价格改革的主要动力。虽然价改的目标是气价与国际接轨, 但也不能忽视国情差异, 中国天然气开发的成本比国际市场要低, 如果盲目的追求数据上的一致, 反倒会给国内的天然气经营商额外的利润。

(2) 至于上下游联动机制, 其实并不是新鲜事务, 早在2009年4月底, 各城市燃气企业通过中国城市燃气协会, 向国家相关部门提交了一份呼吁建立城市燃气与上游天然气价格联动机制的紧急报告。该报告称, 在我国现行的天然气价格上下游分段管辖体制下, 受地方政府管理的下游企业缺乏调价的政策空间, 即便下游能够涨价, 按照价格调整程序, 也无法与上游调价同步进行, 几个月、甚至一两年的时间足以让下游企业陷入困境。

天然气上下游联动主要体现在井口气价和终端用户气价之间的联动。天然气生产企业主要是石油公司, 而城市燃气销售和供应主体是地方燃气公司。加强上下游价格联动, 燃气公司有望从中受益, 进而有助于保障城市供气的安全和稳定。不过发改委规定, 在调整天然气价格前, 涉及到城镇居民用气的, 必须召开听证会。2010年11月, 在发改委宣布提高陆上天然气出厂基准价5个月后, 北京市就天然气涨价举行听证会, 不过最终不了了之。2008年时就有几个城市的燃气价格调整在听证后夭折。

(3) 我国的天然气定价经历了单一的政府定价阶段 (1957年—1993年) ;政府定价、政府计划指导价并存阶段 (1993年—2005年) ;实行政府指导价 (2006年至今) ;试点模拟市场定价 (2011年12月26日起在两广试点) 。除了两广地区, 目前的天然气定价仍分为三个部分, 分别是出厂价、管输费以及终端用户价格。出厂价和管输费均需要国家发改委核准, 而终端用户价格由地方政府确定, 发改委确定的天然气改革最终目标意味着, 未来国家发改委将管理管道价, 而对于两头则放开由市场自行调配。

(4) 为了实现国内天然气资源的合理配置, 我国天然气定价机制必将进一步推进, 后期天然气价格改革也势在必行。但改革只能逐步推进和完善, 这将是一个相对较长的时间。国家发改委对天然气价格目标已有明确, 在2011年底发布的《关于在广东省、广西壮族自治区开展天然气价格形成机制改革试点的通知》中称, “天然气价格改革的最终目标是放开天然气出场价格, 由市场竞争形成, 政府只对具有自然垄断性质的天然气管道运输价格进行管理。”

两广的天然气改革试点, 将现行以成本为主的定价方法改为按“市场净回值”方法定价, 以上海为计价基准点和可替代能源品种, 建立天然气与可替代能源价格挂钩机制。同时以计价基准点价格为基础, 考虑天然气主体流向和管输价格, 确定各地方门站价。上海气源多, 有西气东输一、二线、川气东送等重要管道气, 又有进口液化天然气、东海平湖油气田等, 终端用户多元化, 适合作为全国价格基准。

而两广使用国内管道气量不大, 目前广东天然气用量为1.8亿立方米/年, 国产气仅2000万立方米, 主要是进口液化天然气、海气和车载LNG, 没有国产陆上和进口管道天然气供应。所以对民用天然气价格影响不大。

发改委表示, 在认真总结两广天然气价改经验后, 将向全国推广。其他未实施新机制的省份, 要通过分布调整天然气价格, 疏导价格矛盾, 使天然气价格水平逐步接近与可替代能源合理比价关系。

但是, 天然气作为民生资源, 要把价改推广到内地, 还需要更合理的方案, 全国各地经济水平各不相同, 气源构成也有很大差异, 甚至民众对价格的波动都会有不同的反应。而上海作为全国的价格基准是否合适, 增加一个北方的价格基准会否更符合地方水平。在推进天然气价格改革的同时, 还要充分考虑低收入居民的承受能力, 通过补贴政策, 解决低收入居民的生活用能基本保障问题。

(5) 经过对政策的解读, 并且处在当前人力、物资等成本均上升的大环境下, 可以想见, 在不久的将来, 我国的天然气价格还将进一步提高。但各地情况不同, 涨价幅度肯定也不会一刀切, 这也符合政策的区别对待和不同地区的差异化。

(6) 陕西作为能源大省, 今年出台了《陕西“十二五”能源发展规划》, 规划提出, 积极发展天然气分布式梯级利用工程, 推进天然气价改与消费占比, 要实现天然气跨越发展。为实现这一目标, 以提高城市气化率为主要任务, 加快陕西县区及重点镇气化步伐, 推行“气化陕西”工程。

作为执行“气化陕西”的陕西省天然气股份有限公司, 加上去年年底投运的靖西三线, 年输气能力达到80亿立方米, 待靖西三线二期投运后, 年输气能力将达到150亿立方米。而2012年我省天然气用量为28.4亿立方米, 供应能力已经可以充裕的保证我省的天然气消费。但是, 由于全省居民采暖用户占有75%的用气比例, 季节峰谷差很大, 西安市作为全省最大用户, 季节用量比达到了4∶1, 且没有充足的调峰设备, 非常不利于我省天然气长输管道的安全平稳运行, 而夏季用量较少, 也造成了很大的产能浪费。

2 结论

综合以上分析, 陕西未来在天然气利用方面, 应当加大对工业可中断用户以及天然气汽车, 尤其是物流配送车、载货汽车等运输车辆和配套加气设施的发展, 也要加强城镇应急和调峰储存设施的建设。而在价格改革的进程中, 也不应急于将民用气价格与可替代能源的比例大幅提高, 而应优先推行季节差价、可中断气价和阶梯式收费等政策, 因为这对于发展缓冲工业用户, 充分发挥全省输气能力, 降低安全风险, 降低全省季节峰谷差具有明显的作用, 也更能加强对全省用户的用气保证和服务质量。

参考文献

[1]段常贵.燃气输配[M].北京:中国建筑工业出版社, 2001

[2]黄春芳.天然气管道输送技术[M].北京:中国石化出版社, 2009

[3]李鹭光, 周志斌, 康建国, 等.天然气使用经济价值计算基本方法[J].天然气工业, 2011

天然气利用现状 篇6

煤、石油和天然气是当今世界一次能源的三大支柱。天然气作为一种高效、优质、清洁能源,其用途越来越广,需求量不断增加。美国、日本、俄罗斯、加拿大等作为天然气消费大国,平均消费量都在400×108 m3,其中美国和俄罗斯位居榜首,其消费量均在总量的60%以上。据预测,在世界一次能源消费结构中,石油所占的比例将由1994年的40%逐渐降低到2010年的36.2%;而天然气将由21%提高到24%;煤炭再生能源及其他能源将由38.8%增加到39.8%。由于我国天然气勘探已经取得了重大成果,因此,21世纪将会大力开拓天然气市场和综合利用天然气。天然气的利用可以分为两类:能源和化工原料。按通常的行业分类可以分成发电、化工原料、工业燃料、民用燃气。表1为世界天然气消费结构[1]。由于天然气的清洁能源特点,其应用领域将会显著增加。

1 中国天然气消费市场

天然气具有洁净、高效、资源丰富、方便储运等优点,目前,全球天然气消费量已高达每年2.32×108 m3,占世界一次能源需求总量的24.3%[2,3,4]。随着环保要求的日益严格和人们环保意识的增强,天然气这种洁净能源的市场份额将不断扩大,前景十分广阔。2004年世界天然气的消费增长了3.3%,最近10年的平均增长率为2.3%。除美国之外,世界其他地方的天然气消费增长了4%,其中,俄罗斯、中国与中东的增幅最大。近20年来,天然气探明储量以约5%的速度增长,产量的增长速度也达到3%~3.5%。天然气在发电、工业、民用燃料和化工原料等领域的使用已占相当高的比重,对促进社会进步,经济发展和人们生活质量提高正在发挥着越来越重要的作用。

国内市场天然气需求将高速增长。目前中国能源消费以煤为主,占72%,而天然气仅占2.5%,所占比例远低于世界平均水平(25%),也低于亚洲平均水平(8.8%)。目前世界人均消费天然气403 m3/a,而中国仅为25 m3/a。中国天然气主要用于化工、油气田开采和发电等领域,在天然气消费中所占比例为87%以上,其中化肥生产就占了38.3%。居民用气在天然气消费结构中所占比例不到11%。2005年我国天然气产量呈现出快速增长的势头,主要是由于在四川、陕西、新疆等地新发现了几个大气田。2005年全国累计天然气产量为499.5×108 m3,同比增长21.9%,尤其是在11月份和12月份,产量增幅高达35.4%和31.1%,是近几年来的新高。2006年天然气需求量达到680×108 m3。我国天然气工业尚处于起步阶段,由于产量比较低,天然气利用基本上是“以产定用”。主要利用地区是邻近天然气产地的城镇及工业区。世界上天然气主要用于发电、工业、居民燃料和化工原料,我国的天然气利用以化肥工业为主,随着天然气工业的发展和环保的要求,我国天然气的利用方向应以发展“以气发电”“以气代油”“城市气化”为主。表2给出了我国天然气未来20年消费结构的发展目标。未来20年发电用天然气将由48×108 m3增至650×108 m3,发展迅速;民用天然气将由110×108 m3增至500×108 m3,也显发展趋势;化工原料用天然气将保持稳定发展,由110×108 m3增至290×108 m3。

2 天然气综合利用

2.1 天然气作化工原料

天然气作为重要的化工原料,主要生产合成氨、甲醇、乙炔、CH2Cl2、CS2等下游加工产品,而主导产品是合成氨和甲醇[5]。天然气合成氨既是1个十分成熟的技术又是1个不断发展的技术,为达到节能降耗、提高效益的目的,合成氨装置都采用大型化、单系列,致力于回收并合理地利用不同能级的能量。因其原料路线的差异以及采用的技术对策不同,操作参数各异,但不管怎么变化,其基本流程见图1。

天然气首先经脱硫工序除去各种硫化物,然后与水蒸气混合预热,在一段转化炉的反应管内进行转化反应,产生合H2,CO和CO2,同时还有未转化的CH4和水蒸气。一段转化气进入二段转化炉,在此加入空气,除了继续完成CH4转化反应外,同时又添加氨合成所需要的氮气,接着在不同温度下将转化气中CO经高温变换和低温变换反应,使其含量降低到0.3%左右,再经过脱碳工序除去CO2,残余的CO和CO2含量约为0.5%,采用甲烷化的办法除去。然后把含有少量CH4,Ar的氢氮气压缩至高压,送入合成塔进行合成氨反应。

2.2 天然气发电

近20年间,天然气在发电领域的消费增长速度为年均2%,增长部分主要集中在发达国家。发展中国家由于电价承受能力较低和环保标准执行不严,天然气发电还未得到普遍采用,但随着天然气燃气—蒸气联合循环发电装置单机容量的不断扩大,热效率不断提高,以及优越的环保效益,天然气发电今后在发展中国家将有广阔的发展前景。天然气用于燃气轮机热电联产一般有3种方式:

a) 燃气轮机—蒸气轮机联合循环热电联产。这是目前最受推崇的方法。燃气轮机对燃料进行首次能源利用,燃料燃烧产生热膨胀功推动发电机叶片来驱动发电机发电,其高温乏汽通过余热锅炉产生中温中压以上参数蒸汽,再驱动蒸气轮机做功发电,并将做功后乏汽用于供热。后置蒸汽轮机可以是抽气凝气式,也可以是背压式。燃气轮机—蒸汽轮机联合循环热电厂往往采用2套以上的燃气轮机和余热锅炉拖带1台~2台抽气凝气式汽轮机,或使用余热锅炉补燃,以及双燃料系统提高对电网、热网和天然气管网的调节能力及供应稳定性。

b) 燃气轮机—余热锅炉直接热电联产。只有燃气轮机和预热锅炉,省略了蒸汽轮机,因此,也将其称为“前置循环”。热效率比前一方式高,但发电比率低于前者。

c) 燃气轮机辅助循环热电联产。将较小的燃气轮机加入到传统的燃煤或燃油后置循环热电联产系统中,将燃气轮机的动力用于驱动给水泵或发电,将高温烟气注入余热锅炉用于改善燃烧,提高锅炉效率。

2.3 天然气作为民用燃料

城镇民用天然气是坚持可持续发展战略、优化能源结构、保护环境的重大措施,对拉动国民经济增长、提高人民生活质量、推动城市建设都具有重大的作用。目前我国天然气民用存在巨大的潜在市场,这项工作的发展将使我国天然气工业无论在经济效益上还是社会效益上,都产生直接的深远影响。因此,必须建设好天然气输配工程系统,因为它是城镇天然气利用的关键设施。

图2为通常采用的城镇天然气输配系统流程。输配系统主要由购气门站、市区输配管网、储气站、液化石油气空混气调峰站、楼栋调压箱、专用调压计量站、庭院及户内管道(网)及户内计量器、调压器等组成。城镇和区的室外天然气输配系统,应按照城镇和区的总体规划进行设计。城镇天然气输配系统压力级制的选择,门站、储配站、调压站、燃气干管的

布置,应根据天然气的来源、门户的用气量及其分布、地形地貌、管材设备供应条件、施工和运行等因素,经过多方比较,择优选取技术经济合理、安全可靠的方案。城镇天然气的干线的布置,应根据工业和民用用户用量及其分布全面规划,宜逐步形成环状管网供气进行设计和施工。天然气的输配系统的储气总容量,应根据所计算月平均日用气总量、气源可调量的大小、供气和用气的不均匀情况和运行经验等因素综合确定。

2.4 天然气作为车用燃料

在各种汽车替代燃料中,天然气是汽车理想的清洁燃料,它充分显示了在资源、环保、经济和安全上的优越性。按照天然气汽车使用天然气的不同形态可以分为压缩天然气(CNG)汽车、液化天然气(LNG)汽车和液化石油气(LPG)汽车[6]。天然气作为汽车燃料的优点是:

a) 有较高的经济效益。在相同的当量热值时,许多国家把1 m3天然气的价格,控制为1 L汽油或柴油价格的1/2,则天然气汽车的燃料费用大约是汽油车或柴油车的1/2。这不仅弥补了由于汽车数量不断增加而引起的液体燃料供应不足,而且使汽车的运行费用大幅度降低。就汽车发动机而言,天然气容易扩散,在发动机中容易和空气均匀混合,燃烧比较完全、干净、不容易产生积碳,抗爆性能好,不会稀释润滑油,因而使发动机汽缸内的零件磨损大大减少,使发动机的寿命和润滑油的使用期限大幅度延长。这些都会降低汽车的保养和运行费用,提高汽车使用的经济性。

b) 有较好的社会效益。与石油燃料相比,天然气汽车对大气有害的污染物排放少,对环境保护有利。同传统的燃料汽油和柴油相比较,氮氧化物(NOx)降低77%~80%,CO降低76%、苯降低97%、悬浮颗粒降低99%[7,8]。世界各国为了减少汽车尾气中有害物质对大气的污染,都制定了汽车排放标准,而且对其中有害成分的限制在逐年变严。这就相应提高了现有的汽车发动机的制造难度。使用天然气作为汽车燃料可以大量地降低发动机废气排出的各种有害成分。这也是工业发达国家使用天然气作为汽车燃料的1个最主要的原因。

c) 比较安全。CNG,LNG和LPG汽车的气瓶或气罐等都很结实可靠。天然气本身比空气轻(LPG除外),稍有泄漏,很快就会扩散到大气中。气体燃料系统的各个部件,特别是密封部分,都经过严格的检查,因此,天然气作为汽车燃料是比较安全的。天然气汽车可以是双燃料汽车,转换方便。

3 结论

随着环保要求的日益严格和人们环保意识的增强,天然气这种高效、优质、清洁能源的消费市场将不断扩大,前景十分广阔。分析表明,国内外天然气的消费市场,天然气在能源结构中的比例越来越大,天然气的应用也相应得到推广。天然气作为重要的化工原料,主要大规模生产合成氨、甲醇以及乙烯等化工厂品。由于经过预处理的天然气含硫量极低,对环境污染小,天然气不仅作为城镇的燃气得到推广,而且还用作工业燃料、天然气发电。天然气的另一个重要的用途就是代替汽油做城市交通车辆的燃料,以改善汽车尾气对大气的污染。如果说20世纪是石油的时代,那么21世纪将是天然气的时代。

参考文献

[1]王寿建.天然气综合利用技术[M].北京:化学工业出版社,2003.

[2]2006年中国天然气行业分析及投资咨询报告[EB/OL].[2006-01].http://www.ie2000.com.cn/2007reportgg/2005146shiyoutianrangqi.htm.

[3]2006年中国天然气终端消售市场分析及投资咨询报告[EB/OL].[2006-02].http://www.ie2000.com.cn/2007reportgg/2005146shiyoutianrangqi.htm.

[4]2006年中国管道运输行业分析及投资咨询报告[EB/OL].[2006-04].http://www.ie2000.com.cn/2007reportgg/2005146shiyoutianrangqi.htm.

[5]王丹,闫磊.天然气利用新技术[J].山西化工,2004(5):60-61.

[6]张立伟,杨宏涛.天然气汽车的开发前景[J].河南科技,2004(11):23-25.

[7]赖元楷.浅谈天然气高效利用[J].城市燃气,2005,359(1):18-23.

大港油田零散天然气的综合利用 篇7

天然气集输区所辖油田的油井产液集输到转油站后, 通过站内分离缓冲罐进行气液分离, 天然气通过气管网输送到天然气处理站;天然气非集输区主要分布在中南部油田, 油井伴生气随油井产液通过集油管道输送至接转站或联合站, 经过处理后主要为站内生产加热系统提供燃料或用于发电, 富余的天然气放空燃烧;对于部分伴生气量小或边远区块的油井, 伴生气利用率较低, 为了保证油井正常生产, 长期放空燃烧, 天然气损耗严重。

为了更好地节能减排, 减少能源浪费, 提高天然气的综合利用率, 大港油田研究应用零散天然气回收利用技术, 充分利用天然气资源, 减少电力购置, 达到了节能减排、减少环境污染和降低安全隐患的目的。

1 优选零散天然气综合利用技术

天然气是低碳烃的混台物, 以甲烷为主。天然气用途主要可分为三大类:一是用于发电机发电;二是作为燃料, 供民用或工业用;三是作为一种高效、优质、清洁的能源及重要的化工原料, 并在世界能源生产和能源利用中的比重不断提高。

天然气的用途很广, 可用于发电、燃料电池、汽车燃料、城市燃气、化工, 其中许多技术已经成熟, 显示了良好的社会和经济效益, 一些技术虽然还处于试验阶段, 也取得了较大的进展。

针对大港油田天然气系统存在的问题和应用试验情况, 进行了零散天然气综合利用技术应用分析及优选。

1.1 套管气回收利用技术

定压放气阀是安装在油田井口上, 用于回收采油伴生的天然气, 实现油气集输、调整电潜泵井套管压力、控制合理的电泵沉没度, 充分发挥泵效的一种阀门;定压排气元件可借助流量计, 对套管气、油气超压后进行精准排压。根据常规和加药井口的使用情况, 定压放气阀配套两种功能。

南部油田在原油开采中由于其原油物性和供液条件的特殊性等因素, 憋套压生产导致气锁、滑脱等现象比较普遍。为了保证油井产量, 避免关套生产影响油井液面和抽油泵的充满系数, 采油三厂油井套管气均采取外排的方式进行生产。在采油三厂选取了供液充足、供液不足、无液面显示等不同类型的抽油机和电泵井进行试验。经过实践验证, 采取调节控放套管气的油井, 定压放气阀压力控制在0.4MPa, 可以确保不影响油井产量。到目前为止, 试验油井液量产量没有明显变化, 功图载荷状况基本不变, 证明油井憋压生产, 对油井正常生产没有造成负面影响。

在先期试验取得成功的基础上, 加大推广应用力度, 继续在南部油田34口油井应用定压放气阀, 油井均生产正常。截止目前已经在141口油井安装定压放气阀, 成功回收了套管气。

通过单井安装定压放气阀回收套管气进系统等措施, 用于天然气发电和生产热力系统, 节能效果显著。增加天然气发电量与去年同期对比, 日增加天然气发电量2.5万度。截止09年底, 累计增加天然气发电量700万度, 节约电费开支392万元。

1.2 天然气发电技术

天然气发电机是以天然气为主燃料的动力机组, 具有节能、降耗、降低成本、环保等优点, 是未来最具发展潜力的一种动力机组, 特别是利用油田伴生气发电, 不仅利用了这部分资源, 还保护了环境;该装置可以将天然气的热能转换为电能, 主要由进气系统、润滑系统、测量系统、点火系统、调速系统及配套的发电机组组成。

大港中南部油田区块无天然气系统管网, 油井伴生气无法进系统, 天然气不能及时回收利用不仅造成资源浪费、污染环境、也影响了油田的整体开发效益。因此, 为了充分利用天然气资源, 减少网购电费支出, 最大限度地节能降耗, 大港油田引进了天然气发电技术, 在友谊油田进行试验, 取得成功。

友谊油田是采油二厂最偏远的油田, 由于没有外输管线, 天然气无法输送到联合站应用, 只能点火把放空燃烧, 宝贵的天然气资源白白浪费。在2004年在友谊油站安装1台天然气发电机, 目前每天发电量3120度。

1.3 天然气发电机烟气余热回收技术

该技术采用针形管强化传热元件扩散受热面积, 水管烟侧的受热面可以大大增加, 同时烟气气流经针形管表面时形成强烈的紊流, 起到提高传热效率和减少烟灰积聚的作用。在发电机的烟道上安装余热回收装置, 高温烟气通过余热回收装置与冷却水换热, 发电机烟道热量通过换热装置的针型管传递到循环水, 低温水变成了高温水, 再通过油水换热器对要加热介质升温, 用于原油外输掺水、采暖加热, 从而停用加热炉或者减少加热炉的负荷, 达到节能的目的。

天然气余热回收装置工作原理示意图如下:

该技术在南一联合站得到有效应用。该站天然气发电机余热回收系统, 给王徐庄来液加温完全可以达到生产的要求, 南一联合站4#来液加热炉停用, 每天可节约用气2500 m3/d。

1.4 并网发电技术

并网发电技术是指利用油田零散天然气进行发电, 发出的电经0.4/6k V升压变压器输送到油田6k V生产电网中, 由电网根据需要实现负荷平衡的技术。如采用专线并网, 则并网线路上不带任何负荷, 所发电升压后由6k V线路直接输送到35/6k V变电站, 由变电站实现负荷的统一平衡;如不采用专线并网, 则该线路上带有一定的生产负荷, 由部分生产负荷实现电能的就地平衡, 多余部分则由线路输送到变电站, 少的部分则由电网提供。

大港油田在南一站及庄大站发电机都是采用专线并网, 所发电升压后由6k V线路直接输送到35/6k V变电站, 由变电站实现负荷的统一平衡。大大提高了电网的稳定性, 降低了小发电的事故率。

1.5 真空炉热技术

真空加热炉技术是利用水在不同压力下沸点不同这一特性来工作的。它使炉壳内的中间介质水能够在低于炉壳外部大气压的状态下沸腾。产生的蒸汽遇到低温盘管, 会发生相变, 由气态变成液态, 结成水滴, 释放出大量的汽化潜热, 使盘管内的流动工质被加热, 管外凝结的水滴又滴回水面, 再次被加热, 从而完成整个换热循环过程。

结合工程改造项目, 在马西联和西二联输油系统应用高效真空加热炉, 替代原有炉效低、耗能高的方箱炉, 投产后运行情况良好, 平均炉效达85%以上。该种类型的加热炉具有安全、高效、节能、操作方便的特点。经测算, 较改造前节气约288×104Nm3/a。

2 零散天然气综合利用技术实施

通过零散天然气综合利用技术的分析和优选, 拟定在采油二厂天然气富余的场站:南一联、友谊站新增建5台天然气发电机, 并配套烟气余热回收装置;在采油三厂天然气富余的场站:段一联、家5站、官二联、枣二联新增建天然气发电机6台;在采油二厂庄一联新建输气管道进系统管网, 并更新2台加热炉。

在采油3厂可新建天然气发电机区域的299口油井井口安装定压放气阀, 套管气进系统进行回收, 增加发电量, 配套定压放气阀299套, 其中普通定压放气阀239套;带加药装置的定压放气阀60套。

3 零散天然气综合利用技术实施效益

根据现场运行的天然气发电机实际生产数据, 每台600k W天然气发电机日发电量12000度左右, 每台400k W天然气发电机日发电量7500度左右, 200k W天然气发电机日发电量3800度左右, 采油二厂新上4台600k W和1台200k W发电机组, 净增功率2600k W, 日新增发电量约51800度, 年增发电量将达到1890万度左右。采油三厂新建5台400k W和1台200k W天然气发电机, 日增发电量41300度, 年增发电量将达到1508万度左右。

余热回收装置回收发电机热量可用于采暖、协调来液加热和罐区伴热, 每小时回收余热11337600k J, 每天折合7558m3天然气的发热量, 相当于3149 k W加热炉的热量;南一联可再停运1台2500k W的加热炉, 节约天然气量3600 m3/d, 友谊站停运2台200k W的加热炉, 节约天然气量768 m3/d;实际利用余热6696000k J, 可节省气量4368 m3/d, 这些气用于发电, 做到能源的循环利用。由于剩余天然气有效回收利用, 减少了燃烧造成的环境污染。

庄一联富余天然气集输进滩海油田输气系统中 (包括更新加热炉所节省的天然气量) , 最终输至压气站外销, 销售收入为93万元。

4 结论

(1) 回收油井套管气, 可以安装井口定压放气阀, 压力需控制在0.4MPa, 以防止发生气锁, 影响油井正常生产。回收的套管气可以进入集输管网, 也可以给井口加热炉提供燃料。

(2) 零散天然气发电是回收利用富余伴生气的有效途径, 其供电形式灵活, 可并网发电, 也可单独发电, 可根据负荷大小选择不同容量的机组, 保证油区用电需要, 而且发电机排烟管的余热也可以回收再利用。

(3) 零散天然气的回收利用, 不仅减少了零散气放空燃烧造成的资源浪费, 同时, 减少环境污染和安全隐患, 实现效益最大化, 对于实现节能减排具有非常重要的现实意义。

参考文献

[1].梁向程.压缩天然气输配技术作为燃气常输系统有效补充手段的可行性研究[J].中国新技术新产品, 2009, 14:54

浅议天然气资源利用的优化配置 篇8

关键词：天然气资源,可持续利用,优化配置

《天然气利用政策》明确指出利用天然气的基本原则是, 要坚持统筹兼顾, 整体考虑全国天然气利用的方向和领域, 优化配置国内外资源;要坚持区别对待, 明确天然气利用顺序, 保民生、保重点、保发展, 并考虑不同地区的差异化政策;要坚持量入为出, 根据资源落实情况, 有序发展天然气市场。如何执行该政策的目标实现, 就要按照科学发展观和构建社会主义和谐社会的要求, 优化能源结构、发展低碳经济、促进节能减排、提高人民生活质量, 统筹国内外两种资源、两个市场, 提高天然气在一次能源消费结构中的比重, 优化天然气消费结构, 提高利用效率, 促进节约天然气资源合理使用。

一、现阶段我国城市利用天然气现状及问题

(一) 与国外发展背景的不同

目前我国天然气市场发展所处的外部环境与当年美、英、日、韩等国发展期所处的外部环境相比有较大的差异。随着大多数国家都希望大量利用天然气资源、减少对进口石油的依赖, 国际市场对天然气的需求量将在较长时期内保持较快的增长率, 这势必造成对国际市场上天然气资源的激烈“争夺”, 给我国大规模利用境外天然气资源带来较大的挑战。未来我国能源发展长期面临的主要矛盾是能源消费结构过度依赖煤炭和环境承载压力较大。为此, 大力开发和利用天然气资源是我国优化能源消费结构和减少环境污染的现实措施之一。从美国培育天然气市场的经验看, 较低的天然气价格有利于市场的发展, 特别是工业用户对天然气价格比较敏感。从长远来看, 在工业和发电市场, 我国天然气资源主要的替代对象是煤炭, 但我国煤炭资源丰富、价格便宜, 这就势必造成了天然气与煤炭相比缺乏价格竞争力, 特别是大规模进口国外天然气资源, 将面临高气价的挑战。我国应在参照国际经验和充分考虑本国国情的基础上, 依靠积极的能源和环境政策、制定兼顾市场发展和天然气生产商利益、逐步健全法律法规及政府监管等手段, 加快培育和发展我国的天然气市场。

(二) 我国天然气市场发展现状与特点

世界主要发达国家的天然气市场发展都经历了启动期、发展期和成熟期三个阶段。我国天然气市场的发展与上述国家同一发展期相同的特征:即天然气市场由启动期步入发展期均依靠国内天然气资源的推动;天然气管网设施是市场快速发展的基础;天然气发展得到了政府和石油公司的高度重视等。但我国天然气市场发展也存在和上述国家同一发展期所不同的地方:市场发展所处的外部环境与上述各国当年市场发展期所处的外部环境有较大差异;我国天然气市场发展面临高气价的压力;天然气在我国能源发展战略中的战略地位需进一步提升等。现阶段我国天然气市场的特点主要体现为:一是天然气需求进入快速发展期, 市场向东部沿海地区扩展;二是多气源供应格局正在形成, 全国天然气管网基础设施逐步完善;三是现阶段或未来很长一段时间内, 要着力推进中国低碳经济的进程应加快发展可再生能源;四是扩大天然气利用规模, 最大限度地增加这种清洁能源在我国一次能源消耗结构中的比例, 这些都是目前最切实可行的策略。

(三) 城市化推进消费量增长水平较低

我国城市化的迅速发展, 对天然气的需求越来越大。天然气在城市日常生活中扮演着重要角色, 已经成为社会稳定、经济发展的基础条件。目前天然气公司发展迅速, 管网覆盖面与日俱增, 用户数量突飞猛进, 用户种类日益繁多城市居民对天然气的依赖越来越强。虽然天然气产业进入了大发展时期, 但同世界平均水平相比, 我国还有较大差距。以2012年为例, 世界天然气消费量为3.314万亿立方米, 我国消费量仅占世界消费量的4.33%。人均天然气消费量我国同世界平均水平相比也有较大差距, 2012年, 我国人均天然气消费量为66.6立方米, 而世界人均消费量为434立方米, 我国人均消费量仅占世界人均消费量的13%, 这些表现就意味着我国的人均天然气消费还处在非常低的水平。

(四) 城市及农村天然气消费市场尚待发展

我国许多城市天然气工业目前尚处于开发阶段, 特别是广大的农村天然气消费市场也正在培育之中。虽然天然气消费较发达的地区而言, 城市燃气的消费量已经达到了26%左右的世界平均水平, 但其他地区情况不容乐观。由于天然气入户投资多、线路长, 工程量很大, 进展较缓慢, 用上天然气的居民在城市中比例还很低。经济的高速发展、能源结构改善的要求、油价的高涨以及环保要求的压力, 使得我国目前天然气消费量呈持续上升趋势, 这就造成了我国多个城市天然气供需矛盾突出, 暴露出天然气管理体制的种种弊端。因此, 制定天然气城市燃气管网科学的管理机制, 能够优化资源配置, 保证城市天然气管网稳定运行, 从而缓解城市“气荒”现象, 促进燃气产业健康发展。同时, 随着我国大力推进天然气的开发利用, 天然气管网等基础设施仍不能满足市场需要, 成为制约发展的瓶颈。因此, 加快并鼓励天然气管网、地下储气库等基础设施是保障天然气市场快速发展的重要手段, 还有地下储气库等调峰设施一直是我国天然气发展的瓶颈, 随着天气消费量的大幅增加, 调峰压力会越来越大, 地下储气库等调峰设施将成为未来建设的重点, 应全面优化推进。

(五) 天然气基础设施与使用技术较为落后

目前, 我国天然气基础设施与使用技术都比较落后, 不能将天然气燃烧产生的热量充分利用。由于天然气化工业也受到了设备和技术落后的双重困扰, 利用效率跟发达国家相比有很大的差距, 现有的天然气利用项目都不同程度的存在利用效率低下的问题。天然气是清洁、高效的能源, 煤气燃烧值一般只有3000多大卡, 而天然气的燃烧值约为9000大卡, 约是煤气燃烧值的3倍, 但如此高热量的能源在我们的天然气消费项目中往往只能实现它所有热量的一部分。城市燃气项目利用天然气, 主要是以天然气燃烧产生的热量来满足居民生活的需要, 但天然气作为工业燃料直接烧锅炉, 会将燃烧产生的大量热能浪费在烟气中。燃气中央空调与直接作工业燃料相比, 适当的提高了利用效率, 但就天然气在直燃式燃气空调的利用来看, 其热力效率依然较低。目前, 国际上利用天然气效率最高的技术就是分布式能源的热电冷三联供:这种方式是先利用天然气发电, 将发电后的余热用于供热制冷, 再将更低温度的废水供应生活热水, 该方式的热效率可达80%以上。天然气产业应引用先进的科学技术和管理充分提高天然气燃烧产生的热量, 提高天然气的利用效率。

二、推进天然气资源可持续利用的规划和策略

(一) 充分发挥天然气环保能源优势

天然气作为一种优质的洁净能源, 兼具了经济和环保的优点, 素有“绿色能源”之称, 是清洁高效的优质燃料。据测算, 天然气燃烧所造成的污染仅为石油气的1/40、煤炭的1/800。目前, 天然气已被全球普遍看好为21世纪前期满足能源需求、改善能源结构、保护大气环境的主要清洁能源。如何加快推进能源结构低碳化, 促进含碳较低的天然气取代原油、煤炭等高碳能源, 正成为发展潮流和趋势, 这就要求上至政府制定宏观规划、产业政策, 下至上中下游各公司运营管理、建设、设计、提高效益, 都要为合理推进天然气资源利用的优化配置和加强非常规天然气的管理提供政策依据。建议考虑“十二五”能源的综合供求状况, 建立天然气供需联动机制, 发挥天然气环保能源优势, 保障清洁能源供给的可持续, 还要充分发挥市场机制的作用, 建立形成反映真实供求合理比价关系的价格机制, 积极推进清洁能源的合理使用, 形成合理的供应体系。要加快燃气管理的信息化步伐, 通过多种方式倡导节能的生活方式, 推广节能建筑, 引入更多的节能环保新材料来加强节能, 包括设立节能项目示范社区, 设立节能市民奖等方式, 充分发挥天然气环保能源优势, 推进天然气资源可持续利用。

(二) 推进天然气资源可持续利用的基本原则

一是注重天然气资源国内开发与稳步引进相结合, 对国内资源要加大勘查开发投入, 不断夯实资源基础, 实现国内天然气产量快速增长。要根据国内天然气生产能力、气价承受能力、市场需求情况及国际天然气市场变化趋势, 稳步引进境外天然气资源, 形成多元化供应格局, 确保供气安全。二是注重常规与非常规天然气开发相结合, 整体布局与区域协调相结合。要统筹国内外多种气源及各地区经济发展需求, 整体规划、适度超前、分阶段分步骤有序推进天然气基础设施建设, 鼓励各种投资主体投资建设天然气基础设施。应根据各地区调峰需求、地质条件等情况, 有针对性地布局调峰及应急储备设施建设。三是注重保障供应和节约使用相结合, 提高天然气安全保供水平, 以人为本, 优先满足居民生活用气需求。要加强天然气需求侧管理, 按照“量入为出”的原则有序开发市场, 坚持节约优先, 抑制低效率的用气需求, 鼓励应用先进工艺、技术和设备, 加快淘汰天然气利用落后产能, 提高天然气商品率和利用效率, 推进天然气消费结构优化调整。四是注重引进技术与自主创新相结合, 积极引进先进的天然气勘查开发技术, 加强企业科技创新体系建设。要在引进、消化和吸收的基础上, 提高自主创新能力, 依托重大项目实施重大技术和装备自主化。五是注重体制改革与加强管理相结合, 要加强天然气基础设施等薄弱环节的制度建设, 不断创新体制机制, 进一步加强行业监管, 保障天然气产业有序健康持续发展。

(三) 积极推动天然气基础设施建设

随着城市天然气供应的飞速发展, 供气规模不断扩大, 对天然气基础设施建设, 即上游的生产能力、中游管网输送能力、下游城市管网配气能力, 储气设施储气能力, 城市燃气调峰、调度等要求都在不断提高。一要积极推动核准目录修订工作, 经国务院批准后下放部分天然气管道核准权限, 并建立地方省市管网等基础设施规划备案制度。二要抓紧开展非油气藏型地下储气库库址普查筛选和评价工作, 加快地下储气库及其他储气设施核准工作, 确保储气设施与管网联通。三要对从事国家鼓励发展的液化天然气进口项目, 所需而国内不能生产的进口设备, 在规定范围内免征进口关税。四要鼓励省际管网互连互通, 积极研究天然气战略储备问题。依据内地与沿海天然气接收站布局, 加强内地与港口规划的衔接, 配套建设港口接卸中转储运设施, 做好通航安全影响评估和岸线使用审批工作。五要加强重大项目社会风险评估工作力度, 继续按照《国务院关于鼓励和引导民间投资健康发展的若干意见》要求, 积极支持民间资本参股建设天然气储运设施和城市供气管网。

(四) 积极有序引导天然气的高效利用

要加快天然气产业发展, 提高资源综合开发利用效率, 是当前和今后一个时期世界各国城市解决能源短缺问题的有效途径。一是修订《天然气利用政策》并组织实施, 鼓励和支持天然气分布式能源、LNG汽车和船舶燃料等高效天然气利用项目, 制定船用LNG燃料相关技术标准规范, 鼓励地方政府出台相关政策支持天然气分布式能源项目, 加大市场开发力度。二是各地和电网企业应加强配电网建设, 电网公司将天然气分布式能源纳入区域电网规划范畴, 解决分布式能源并网运行问题。三是对城镇居民用气等优先类用气项目, 地方各级政府可在规划、用地、融资、收费等方面出台扶持政策, 积极推进低碳城市试点。四是统筹考虑天然气产地的合理用气需求。符合条件的边疆、少数民族地区气化项目, 可按税法规定享受相关税收优惠政策。五是将LNG接收站冷能利用纳入LNG项目核准评估内容, 实现节能减排和提高能效。

(五) 强化天然气的统筹规划和环境保护措施

实现天然气开发利用与安全健康、节能环保协调发展, 就要坚持科学发展观, 统筹规划, 合理布局, 保护环境, 认真执行环境影响评价制度, 加强项目环保评估和审查。一是加强国家重要生态功能区或生态脆弱区等生态保护重点地区环境监管力度, 加强集约化开发力度, 尽量减少耕地占用, 施工结束后应及时组织土地复垦, 降低对土地、水资源、生态环境等造成的不良影响。完善高酸性气田安全开发技术, 加强环境监测和风险防范措施, 制定应急预案。加强对页岩气开发用水及其处理的管理及环境监测。大力推广油田伴生气和气田试采气回收技术、天然气开采节能技术等, 提高环保能力。二是在天然气选线、选站场过程中要尽量避免穿越自然保护区、风景名胜区、世界文化和自然遗产地、饮用水水源保护区、基本农田保护区、森林公园、地质公园、重要湿地、天然林、珍惜濒危野生动植物天然集中分布区、军事区和文物保护单位等环境敏感区, 对确实无法避绕的, 在相关法律法规允许的范围内, 选择对环境敏感区影响最小的路由和施工方案通过, 并采取严格的环境保护措施降低对环境敏感区的影响, 减少耕地占用, 采取水土保持措施。三是优化天然气储运工艺, 加强天然气泄漏检测, 配备先进的监控和应急设备, 制定应急预案, 严格监控突发风险事故, 降低事故影响。管道站场和储气库应选用低噪音设备。必要时进行降噪隔声处理, 加强噪音监测。加大LNG冷能利用力度, 冷能利用项目须与接收站同步建设, 减少对土地和海水生态环境的影响, 提高能源综合利用效率。

(六) 实现天然气资源型城市的可持续发展

天然气输送过程压力能回收利用技术 篇9

1 高压管输天然气压力能回收利用理论基础

当系统由一任意状态可逆地变化到与给定环境相平衡的状态时, 理论上可以无限转换为任何其他能量形式的那部分能量, 称之为火用。目前火用分析的方法来评价天然气管网可利用压力能是比较科学的。

从热力学的角度出发, 可将天然气管网看作一种开口系统。单位质量的稳定物流的焓火用为:

式中:为环境温度, 和分别为物流在环境状态下对应的比焓和比熵, h和s是物流所在状态下的比焓和比熵。根据热力学中熵的关系式:

及开口系统温度流动时焓火用的表达式可得:

即单位质量温度物流的焓火用可以表达为温度火用ex, T和压力火ex, p用之和。即天然气节流或作等熵膨胀过程中可表示为某压力条件下热不平衡引起的温度与某温度条件下力不平衡引起的压力之和。

2 高压天然气压力能回收的应用

压力能回收利用主要从两方面入手, 温度火用和压力火用。

压力火用的利用可以阐述为高压流体通过压力转化装置转化为可利用的机械能, 利用机械能进行发电, 但是城市天然气调压站往往远离市区且布局分散, 不利于建设大型电力回收系统;另外, 发电时要求天然气压力和流量相对稳定, 但是天然气的使用存在着严重的不均匀性。所以工程应用中考虑到操作难度, 较难实现。

温度火用产生的能量可以阐述为高压流体通过膨胀机产生冷量加以利用从而达到制冷的目的。即用透平膨胀机、气波制冷机等设备实现高压天然气的降压, 以冷媒回收降压后低温天然气的冷量, 并将冷量供给多种冷量用户, 这类工艺大都没有对透平膨胀机的输出功进行回收。

2.1 高压管网天然气压力能制冷用于燃气调峰

城市燃气用量随时段、昼夜、季节等波动非常大, 因此, 天然气调峰是比不可少的手段。利用膨胀后低温天然气的冷量用于液化天然气 (LNG) 或者生产天然气水合物 (NGH) 进行调峰的研究发展迅速, 其中液化天然气气液比达到600/1, 具有较大的储存和运输优势。目前较为共识的一种方式为基于管网压力能回收的液化调峰方案, 即在高压天然气进行调压过程中同时利用高压天然气的压力能进行天然气的液化, 这样不仅可以达到高压天然气调压的目的, 亦可以通过液化天然气来达到天然气调峰的作用。

2.2 高压管网天然气压力能制冷用于直接空冷技术

目前我国大多数火力发电厂都采用湿冷技术, 面对日益紧缺的水资源问题, 火力发电行业面临前所未有的挑战, 而空冷冷却与普通湿冷技术相比可节水2/3。我国内蒙古、山西等北方地区是我国的能源基地, 蕴藏着丰富的煤炭资源, 可为大型火力发电厂提供充足的燃料, 同时又是水资源最为缺乏的地区。在这种状况下, 直接空冷技术的应用在很大程度上解决了这些地区“富煤缺水”的难题。

2.3 高压管网天然气压力能制冷用于冷库和工业水冷

传统冷库制冷采用压缩氨膨胀制冷, 需消耗大量的电力, 将天然气压力能用于冷库可大大降低冷库的运行成本。工业水冷多以工厂为单位, 自建冷却池、冷却塔等设备, 这使得企业投入增加, 而且冷却塔耗电量巨大。为了节约能源并节省企业投入资金, 本文提出集约化管理方法, 将整个工业园区的水冷系统在规划之初集中建设, 并可以通过高压天然气压力能制冷提供足够的冷量给冷库和水循环冷却。如图1所示, 高压天然气在通过气波制冷机后经过换热器1和换热器2将大部分冷能储存于不同冷级的冷库, 另外一部分冷能通过换热器3用于工业园区水冷系统, 从而可以节约大量电能和其他资金投入。

3 结论

高压天然气压力能回收利用在发电和制冷项目可以实现在增加较少的设备和运行费用下获得较大的经济效益, 实现更高的经济效益。

本文在分析高压管输天然气压力能回收利用原理的基础上, 从热力学的角度出发, 得到了计算单位质量温度气流的焓火用的表达式, 从而可以实现高压天然气压力能的量化计算。另外, 本文总结了管输天然气压力能回收利用的方式方法, 并详细分析了利用高压管网天然气压力能发电, 高压管网天然气压力能制冷用于燃气调峰, 用于电厂的直接空冷技术, 以及利用高压管网天然气压力能制冷用于冷库和工业水冷系统等一系列预期应用。

摘要：高压天然气输配管网蕴含了大量的压力能可供回收利用。本文阐述了高压管输天然气压力能回收利用理论基础及回收方式, 总结了高压天然气压力能回收利用的应用, 包括利用高压管网天然气压力能发电, 高压管网天然气压力能制冷用于燃气调峰, 高压管网天然气压力能制冷用于直接空冷技术, 以及利用高压管网天然气压力能制冷用于冷库和工业水冷。

关键词：天然气,压力能,发电,制冷

参考文献

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[3]温高.发电厂空冷技术[M], 北京:中国电力出版社, 2008[3]温高.发电厂空冷技术[M], 北京:中国电力出版社, 2008