1、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
2、0.3MPa。近几年来我市对CNG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)0.10.110.120.13
3、0.140.150.160.170.180.190.20.210.220.230.240.250.260.270.280.290.32排量(m3)230260 290 300 310 330 390 430 450 460480500 510 520 550 560 570 580 600 610640表二：2006 年 1-10 月科华中路加气站进气压力统计表月度压力变化统计时间(h)序号进气压力 (MPa) 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1 0.05-0.15 78 10 48 150 32 318 4.9%2 0.1-0.
4、15 202 23 9 166 236 214 238 188 1277 19.8%3 0.15-0.2 346 344 182 125 216 238 246 169 239 264 2369 36.8%4 0.2-0.25 66 225 492 368 370 185 136 176 68 170 2255 35.0%5 0.25-0.3 40 169 111 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
5、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，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
6、得不停台保压（平均每天停 1-32 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(m 3) 备注1 6:00 8:00 2 3200 2 11:00 14:00 3 4800 3 16:00 20:00 4 6400 4、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，
7、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4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
8、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 1600-2400m3。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
9、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 DN108 0.3 2
10、000 2 计量表 DN100 G250 0.3 1600 3 脱硫塔 0.3 2000 4 缓冲罐 LHF-2/1.0 0.3 2000 5 高压管线 DN22 25 2000 6 脱水装置 zz-15 25 1500 7 顺序控制盘 S-18 25 2000 53、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 0.3MP
11、a 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 DN108 0.3 2000 1920 能满足要求2 计量表 DN100 G250 0.3 1600 1920 应换设备3 脱硫塔 0.3 2000 1920 能满足要求4 缓冲罐 LHF-2/1.0 0.3 2000 1920 能满足要求5 高压管线 DN22 25 2000 1920 能满足要求6 脱水装置 zz-15 25 1500 1920 应考虑换
12、设备7 顺序控制盘 S-18 25 2000 1920 能满足要求8 冷却水泵 KDB-80 单机 36 54 需双机运行9 冷却水塔 CDBNL3-50 50 54 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 1 50 50 62 天然气售气机 1 17 17 3 200KVA 箱式
13、变压器 1 20 20 4 水泵 1 0.6 0.6 5 冷却水塔 1 2.8 2.8 6 隔音罩 1 30 30 7 脱水装置 1 13 13 合计 133.4 2、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理论上最大产能(m3/h)序号 进气压力(MPa)改造前 改造后比较
14、备注1 0.3 1280 1920 +640 2 0.25 1100 1650 +550 3 0.2 960 1440 +4804 0.15 780 1170 +390 5 0.1 460 690 +230 6 0.08 400 600 +200 2、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
15、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7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)改造后最大通气能力（m3/h)备注1 低压管线 DN108 0.3 2000 2500 将产生压损2 计量表 DN100 G250 0.3 1600 2500 应换设备3 脱硫塔 0.3 2000 2500 应换设备4 缓冲罐 LHF-2/1.0 0.3 2000 2500 基本可行5 高压管线 DN108 25 2000 2500 基本可行6 脱水装置 zz-15 25 1500 2500 应换设备7 顺序控制盘 S-18 25
16、 2000 2500 应换设备8 冷却水泵 KDB-80 36 单机 36 62 需双机运行9 冷却水塔 CDBNL3-50 36 36 62 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 满足生产需求。改造前、后各压力下生产能力比较表最大产能 (m3/h)进气压力(MPa)改造前 改造后比较 备注0.3 1280 2500 +1220 0.25 1100 2240 +1140 0.2 960 2100 +1140 0.15 780 1810 +1030 0.1 460 1280 +820 0
17、.08 400 1140 +740 2、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 81 天然气压缩机 1 75 75 2 天然气售气机 1 17 17 3 315KVA 箱式变压器 1 26 26 4 顺序控制盘 1 2 2 4 水泵 1 0.6 0.6 5 冷却水塔 1 2.8 2.8 6 隔音罩 1 30 30 7 脱水装置 1 13 13 小计 166.4
18、2、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：生产能力比较改造后最大产能 (m4/h)序号 进气压力(MPa) 改造前方案一 方案二 比较1 3 1280 1920 2500 +580 2 2.5 1100 1650 2240 +5903 2 960 1440 2100 +6604 1.
19、5 780 1170 1810 +6405 1 460 690 1280 +5906 0.08 200 600 1140 +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%的时间将可能维持现状 1.5-2.5MPa 之间，因此方案二较方案一较佳，且还有发展空间。92、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费用( 万元)序号 名称 单位(台)方案一 方案二 备注一 设备 1 天然气压缩机 1 50 75 2 天然气售气机 1 0 0 暂不考虑3 315KVA 箱
20、式变压器 1 20 26 4 顺序控制盘 1 2 4 水泵 1 0.6 0.6 5 冷却水塔 1 2.8 2.8 6 隔音罩 1 30 30 7 脱水装置 1 13 13 小计 133.4 166.4 二 安装费及主要材料费 1 压缩机安装费 1 1 10 包括基础2 售气机安装费 1 0 0 3 箱式变压器安装费 1 16 22.5 包括电缆4 水泵安装费 1 0.1 0.1 5 冷却水塔安装费 1 0.1 0.1 6 脱水装置安装费 1 0.1 0.1 7 其它 1.1 3 小计 18.6 36 合计 142.8 185.2 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
21、期见下表:10增加产量(m 3/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)方案二回收期(月)5000 182.5 2.24 408.80 13% 53.14 142.8 32.2 185.2 41.8 6000 219 2.24 490.56 13% 63.77 142.8 26.9 185.2 34.8 7000 255.5 2.24 572.32 13% 74.40 142.8 23.0 185.2 29.9 8000 292 2.24 654.08 13% 85.03 142.8 20.2 185
22、.2 26.1 9000 328.5 2.24 735.84 13% 95.66 142.8 17.9 185.2 23.2 10000 365 2.24 817.60 13% 106.29 142.8 16.1 185.2 20.9 11000 401.5 2.24 899.36 13% 116.92 142.8 14.7 185.2 19.0 12000 438 2.24 981.12 13% 127.55 142.8 13.4 185.2 17.4 13000 474.5 2.24 1062.88 13% 138.17 142.8 12.4 185.2 16.1 14000 511 2.
23、24 1144.64 13% 148.80 142.8 11.5 185.2 14.9 15000 547.5 2.24 1226.40 13% 159.43 142.8 10.7 185.2 13.9 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 780m3/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。
