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?天然气运送方法的经济性比较,究竟哪个成本低呢?

发表时间:2018-05-08 10:41作者:?天津天然气

 天津天然气运送方法的经济性比较,究竟哪个成本低呢?

 天然气有多种保送方法,首要包含管道运送(PNG)、液化天然气运送(LNG)、紧缩天然气运送(CNG)、天然气组成油运送(GTL)、吸附储运(ANG)及天然气水合物储运(NGH)等。现在,我国天然气长输管道蓬勃开展,全国性管网逐步构成;同时,用LNG与CNG公路罐车运送天然气从前遍及全国管道供气没有掩盖的乡镇。3种首要天然气运送方法各有优缺点:PNG是天然气保送最稳定、有用的方法,但管道出资庞大,当输气规模小而运送距离长时,单位体积天然气输气本钱较高;CNG罐车运送是乡镇燃气供应的有用方法,特别适于小规模商场,但因为CNG罐车单车运气量小,受规模和运送距离的限制较大;与CNG罐车比较,LNG罐车运送单车运气量增大,但液化流程杂乱,LNG工厂树立出资大,液化费用高。

LNG

Sydney Thomas等对比分析几种输气方法得出:CNG本钱低、操作简略,比较LNG有必定的竞争力,特别是小规模商场,如油田伴生气和小储存量气田。Khalipour等分析了LNG、CNG及GTL以海运的方法从天然气开采到运送再到输配给用户的整个过程,核算了净现值,并分析了不同的气田储气规模下运送距离对净现值的影响。董丽分析了CNG及LNG供气工艺的经济性,别离比较运送本钱和储配站固定资产出资,但没有将二者中止归纳比较,且这种比较是在必定的运送规模与运送距离下中止的,适用规模小。陈显冬以供气规模为2×104户和5×104户为例,比较了不同距离时CNG及长输管道这两种供应方法的本钱,得出了CNG供气的发动规模及最大规模。刘健辉树立了PNG、LNG与CNG的经济模型,并中止比较分析,但在这些经济模型中,单位体积天然气的输气本钱仅仅运送距离的函数,忽略了输气规模的影响。

因此,为了研讨3种首要运送方法各自的适用规模,需求对其别离中止本钱分析并作比较。在本钱分析中以高压管道气或气田气为气源,只思索从气源地到用气地的工程费和工作费,不思索气源本钱。


1  3种首要运送方法本钱分析


1.1  PNG


因为长输管道分输站或气田气的天然气压力一般较高,天然气使用自身压力,降压保送到用气地门站,不需求加压站。根据以往阅历,一般保送距离在500~600 km时,可以不加压保送。因此,保送费用只包含管道及其从属设备的折旧费、管道保护与巡检费。


根据国内小管径(200~300mm)、短距离(500 km以下)输气管道树立阅历,管道工程均匀造价按200×104 元/km核算。选用等额分付的方法中止动态折旧,出资折旧公式为:


式中:职业底子出资收益率i=0.12,管道运用年限t=30年,由此核算得到年归纳折算系数I=0.124。


因为不需求加压,管道的工作本钱首要表现在保护和巡检上,每年工作本钱按1.5×104 元/km核算,得到PNG单位体积天然气的输气费用为:


式中:WPNG为PNG单位体积天然气运送本钱,元/m3;L为运送距离,km;q为日输量,104 m3/d。


1.2 LNG


LNG 公路运送需先将天然气液化,然后用LNG罐车运送至气化站。费用包含液化工厂、气化站及罐车的折旧费,罐车的工作费,LNG的液化及气化费。液化工厂与气化站运用寿命为20年,罐车为10年。


液化工厂出资较大,出资状况较杂乱,与很多要素有关,如厂址、质料气气质与产品标准、消费规模、材料本钱以及现场劳动力本钱等。为了便于树立阅历公式,做简化处置,液化工厂的出资按下式核算:


式中:CLNG,1为LNG液化工厂出资,104元。LNG气化站的树立出资中,工程直接费约占项目总造价的70%,设备费占工程直接费的48%~50%。设备费中储罐占较大份额,因此将设备费分为储罐费和其他设备费。根据相关设备价钱及材料分析,得到设备费与输气量的联系:


式中:Cs为LNG气化站设备出资,104元。


则气化站的总出资为:


式中:CLNG,2为LNG气化站总出资,104 元。LNG罐车(其水容积为53 m3)一次可充气3.286×104 m3(LNG体积约为标准情况下同质量天然气的1/620)。为满足用气量,每天需求的车次为q/3.286。罐车每次往复一次充装LNG和卸气的时刻为3.5h,行进速度为70km/h,一天按21h核算,需求罐车车数n为:


置办罐车费用为150×104元/辆,思索到罐车运用寿命只要10年,第11年要从头置办新罐车,为便利核算,将置办罐车的费用一次性算到树立初期,相当于一次性置办的罐车数量为2n,20年折旧。罐车总出资:


式中:CLNG,3 为LNG罐车出资,104元。工作费包含液化费、气化费及罐车工作费(表1)。液化费与气化费别离按0.5 元/m3和0.1元/m3核算。




式中:WLNG,yx 为LNG罐车运送单位体积天然气的工作费,元/m3。LNG罐车运送的总出资为:


式中:CLNG为LNG运送总出资,104 元。根据式(9),可得单位体积天然气初始树立出资折旧费为:由此可得单位体积天然气运送本钱阅历公式:式中:WLNG为LNG公路罐车运送单位体积天然气的运送本钱,元/m3。1.3  CNGCNG公路运送需求将天然气加压至25MPa,体积紧缩为标准状况下同质量天然气的1/300,然后用CNG罐车运送至CNG调压站。费用包含CNG加压站、调压站及罐车的折旧费,罐车的工作费和CNG的加压费。加压站及调压站的运用寿命为20年,CNG罐车为10年。


加压站的费用首要包含土建费用、设备费用、设备费用及其他费用。其间设备费首要是紧缩机费用。假定选用2000 m3/h 的紧缩机,其价钱为100×104元/台,至少一台备用。一台紧缩机的排气量为4.8×104 m3/d。则加压体系的出资为:式中:Cjy为CNG加压体系出资,104 元。基础费用(与供气量无关)按400×104元核算。总的设备费用以及设备土建费用约为加压体系出资的2倍。则加压站的总出资为:


式中:CCNG,1为CNG加压站总出资,104元。调压站的首要设备有调压换热体系、储罐、加热体系等,其间储罐一般选用球罐。调压换热体系价钱约为100×104元/套。一个2000 m3的球罐价钱约为300×104元,其压力为1.6 MPa,储气量32000 m3。储存3天的用气量,需储罐的数量为3q /3.2。其他设备费用共100×104元,土建设备等费用为100×104元。则调压站的总出资为:


式中:CCNG,2为CNG调压站出资,104元。


CNG罐车一次可充气4550m3。为满足用气量,每天需求的车次为q /0.455。罐车每往复一次充装CNG和卸气的时刻为3.5 h,行进速度为70 km/h,一天按21 h核算,则需求罐车数量为:


置办罐车费用为100×104元/辆,将置办罐车的费用一次性算到树立初期。那么,罐车总出资:


加压费按0.2元/m3核算。CNG 罐车的工作费用与LNG底子相同,仅仅因为CNG罐车较LNG罐车轻,油耗略低,为40L/100km。单位体积天然气工作费为:


式中:WCNG,yx为CNG罐车运送单位体积天然气的工作费,元/m3。


CNG 罐车运送总出资为:


式中:CCNG为CNG运送总出资,104 元。根据式(18),可得单位体积天然气初始树立出资折旧费:由此可得单位体积天然气运送本钱阅历公式:


式中:WCNG为CNG公路罐车运送单位体积天然气的运送本钱,元/m3。


2  经济性比较


根据式(2)、式(11)及式(20)中PNG、LNG公路罐车、CNG公路罐车3种运送方法对应的单位体积天然气输气本钱阅历公式,可以得出输气本钱与运送距离和运送规模的联系(图1)。当保送距离别离为50 km、100km、300 km及500 km时,对比分析输气本钱与输气量的联系。


令WPNG=WLNG,可以得到距离L与输气量q的联系曲线,在该曲线所表示的运送距离L和输气量q上,PNG与LNG的单位输气本钱持平,则该曲线为PNG与LNG的经济运送临界曲线。同理可得PNG与CNG、CNG与LNG的经济运送临界曲线。根据上述经济运送临界曲线,可以得到3种运送方法各自的经济运送规模(图2)。


中PNG的曲线下降趋向最快,规模效应最显着,当到达必定的运送规模时,PNG单位输气本钱最低(图2)。在黑色线与赤色线上方,其单位输气本钱最低;CNG因为初始出资小,可是罐车工作费用高, 故在小规模时比较有经济性,在黑色线与绿色线下方, CNG的单位输气本钱最低;运送规模太大时,LNG的经济性低于PNG,而运送规模太小时经济性却低于CNG,因此在赤色线与绿色线之间,LNG单位输气本钱最低。为了便于工程使用,别离令WPNG=WCNG、WPNG=WLNG、WCNG=WLNG,得到:PNG与CNG经济运送临界曲线为q=(0.0734 L -0.604)/(2.93×10-3 L+0.361),PNG与LNG经济运送临界曲线为q=(0.0734L - 0.888)/(4.52×10-4 L+0.927),CNG与LNG经济运送临界曲线为q=0.284/(2.48×10-3 L -0.566)。


经济运送临界曲线反映的是经济输气量与运送距离的联系。3条临界曲线的交点处为L=236km、q=16×104m3/d,在这一点3种运送方法的单位输气本钱持平。

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