成都魯能科華中路CNG加氣站增容技術(shù)改造方案(10頁).doc
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2024-03-26
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1、成都魯能科華中路CNG加氣站增容技術(shù)改造方案趙海邦 張義龍 陳賢忠一、科華中路加氣站技術(shù)改造的必要性科華中路加氣站安裝兩臺四川金星壓縮機(jī)廠生產(chǎn)的天然氣壓縮機(jī)(ZW-3.3/2.5-250A-JX),在工作壓力0.3MPa時(shí)單機(jī)排氣量為640m3/h。該加氣站于2004年4月建成后,在兩年多的運(yùn)行中,站內(nèi)設(shè)備接受了實(shí)踐的檢驗(yàn),運(yùn)行操作也更加日趨合理運(yùn)行良好、穩(wěn)定,日均產(chǎn)氣量維持在20000Nm3以上。但是近年受西氣東輸、社會(huì)需求大副增加等方面的影響,導(dǎo)致生產(chǎn)不能滿足銷售需求。1、西氣東輸對進(jìn)氣壓力的影響我市CNG加氣站多數(shù)由城市管網(wǎng)中壓管道供氣,設(shè)計(jì)供氣壓力一般為0.3MPa。近幾年來我市對CN2、G加氣站的供氣壓力在春、夏、秋三季基本能保證0.25MPa左右,只有到了冬季城市氣源的季峰調(diào)節(jié)能力就無法滿足用氣的需求,以至CNG加氣站的供氣壓力普遍下降。但是2006年5月以來受西氣東輸?shù)挠绊懀霈F(xiàn)壓力大幅下降(大部分加氣站供氣壓力低于0.2MPa以下或更低),壓縮機(jī)的產(chǎn)氣量將減少約20-30。據(jù)悉,城市管網(wǎng)壓力的大幅波動(dòng)將維持到2009年。以下是科華中路加氣站壓縮機(jī)的排量隨進(jìn)氣壓力變化表和2006年1-10月科華中路加氣站進(jìn)氣壓力統(tǒng)計(jì)表。表一:科華中路加氣站進(jìn)氣壓力、壓縮機(jī)排氣量統(tǒng)計(jì)表壓力(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月科華中路加氣站進(jìn)氣壓力統(tǒng)計(jì)表序號進(jìn)氣壓力 (MPa)月度壓力變化統(tǒng)計(jì)時(shí)間(h)1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 小計(jì)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小計(jì)653 592 674 671 697 618 668 633 553 678 6437 2、社會(huì)需求大幅增加對銷售造成的影響近年隨著油價(jià)的持續(xù)上漲,加劇了社會(huì)車輛改為CNG加氣車輛的步伐。據(jù)了解:到2006年10月份止,成都市社會(huì)上油改氣車輛已超過10000輛,城市CNG用氣已由原來的300000m3/日增加到現(xiàn)在的500000m3/日,且還不能滿足要求。尤其是在進(jìn)氣壓力不足的情況下,5、成都市建委為此專門下發(fā)書面通知要求各加氣站在高峰期只對出租汽車和公共汽車加氣,其它社會(huì)車輛原則上不加氣。3、壓縮機(jī)產(chǎn)能的不足對銷售造成的影響受需求大幅增加的影響,科華中路加氣站在進(jìn)氣壓力正常的情況下,每天壓縮機(jī)運(yùn)行24小時(shí)也不能滿足要求。在銷售高峰開始約40分鐘后,中、低壓儲(chǔ)氣井壓力就低至15MPa,大部份時(shí)間只有靠壓縮機(jī)直沖方式銷售,就是這樣加氣站也不得不停臺保壓(平均每天停1-2臺售氣機(jī)在10小時(shí)以上),這就增加了加氣車輛排隊(duì)等候的時(shí)間,造成大量的客戶流失,且采用直沖方式時(shí)充氣溫度較高,造成計(jì)量誤差大,嚴(yán)重威脅到車輛的安全和企業(yè)的信譽(yù)。同時(shí),在進(jìn)氣壓力低時(shí),壓縮機(jī)不能正常運(yùn)行,長時(shí)間運(yùn)行設(shè)6、備故障率高,維修費(fèi)用大,生產(chǎn)成本大幅增加。表三:科華中路加氣站銷售高峰時(shí)間表序號銷售高峰開始時(shí)間(h)銷售高峰結(jié)束時(shí)間(h)持續(xù)時(shí)間(h)銷售需求(m3)備注16:008:0023200211:0014:0034800316:0020:00464004、交通對銷售造成的影響該加氣站是通往城南副中心的交通要道,且離長壽路十字路口不足100m,車輛排隊(duì)等候加氣對交通造成一定的影響,交管局已多次找加氣站督促盡快解決。為此應(yīng)增加生產(chǎn)能力,加快加氣速度,避免車輛因交通而造成的車輛流失。綜上所述,該加氣站的生產(chǎn)能力已不適應(yīng)用氣負(fù)荷和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,應(yīng)該進(jìn)行改造,增加加氣站的生產(chǎn)能力,滿足社會(huì)需求,降低生產(chǎn)7、成本,提高經(jīng)濟(jì)效益。二、技術(shù)改造原則1、技術(shù)改造原則遵循國家有關(guān)規(guī)范、規(guī)定和規(guī)程,在確保安全的前提下進(jìn)行改造,合理利用資源,積極采用新工藝、新技術(shù),降低工程造價(jià),并確保加氣站的安全運(yùn)行。2、技術(shù)改造效果銷售高峰時(shí)每小時(shí)充裝汽車160-200輛(可根據(jù)改造成后的實(shí)際情況增加1臺售氣機(jī)),進(jìn)氣壓力在0.15MPa時(shí),生產(chǎn)能力在1600 m3/h以上,銷售壓縮天然氣不低于30000 m3/日。三、改造前需注意的設(shè)備安全運(yùn)行參數(shù)改造時(shí),確定壓縮機(jī)的排量應(yīng)考慮以下參數(shù):1、銷售高峰時(shí)用氣需求分析據(jù)實(shí)際測試售氣機(jī)充裝10Nm3壓縮天然氣需時(shí)約2-3分鐘,按此計(jì)算4臺售氣機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí),需壓縮天然氣1600-8、2400m3。2、加氣站進(jìn)氣管線安全運(yùn)行參數(shù)科華中路加氣站進(jìn)氣管徑為108的鋼管,從紅線處經(jīng)計(jì)量柜、脫硫塔、緩沖罐、過濾器至壓縮機(jī)進(jìn)口處,管線全長約70m。在0.3MPa時(shí),設(shè)計(jì)通氣能力為2000m3/h時(shí),超過此能力將可能產(chǎn)生0.025MPa左右的壓損。計(jì)量柜中規(guī)格為DN100 G250的計(jì)量表最大流量為1600m3/h(據(jù)查,我公司其它四個(gè)加氣站的計(jì)量表為DN100 G400的計(jì)量表最大流量為2600m3/h,可以更換),脫硫塔設(shè)計(jì)能力為2000m3/h,緩沖罐最大通氣能力為2000 m3/h。壓縮機(jī)出口高壓管線及設(shè)備安全運(yùn)行參數(shù):高壓管線設(shè)計(jì)最大通氣能力為2000 m3/h,脫水裝置設(shè)計(jì)9、處理能力為1500 m3/h,順序控制盤處理能力為2000 m3/h。相關(guān)設(shè)備參數(shù)見下表:表四:相關(guān)設(shè)備安全運(yùn)行參數(shù)序號設(shè)備名稱規(guī)格、型號設(shè)計(jì)壓力(Mpa)設(shè)計(jì)最大通氣能力(Mpa)備注1低壓管線DN1080.320002計(jì)量表DN100 G2500.316003脫硫塔0.320004緩沖罐LHF-2/1.00.320005高壓管線DN222520006脫水裝置zz-152515007順序控制盤S-182520003、壓縮機(jī)的安全距離該加氣站原安裝了2臺ZW-3.3/2.5-250A-JX天然氣壓縮機(jī),并在兩臺壓縮機(jī)間預(yù)留了一臺基礎(chǔ)空間,目前兩臺壓縮機(jī)隔音罩的間距為5100mm。四、技術(shù)改造方10、案(一)、方案一:增加一臺排氣量為640m3/h 的ZW-3.3/2.5-250A-JX天然氣壓縮機(jī)。三臺壓縮機(jī)在進(jìn)氣壓力0.3MPa時(shí),最大生產(chǎn)能力為1920m3,投產(chǎn)后其生產(chǎn)能力與其它設(shè)備運(yùn)行參數(shù)比較如下表:表五:生產(chǎn)能力與相關(guān)設(shè)備安全運(yùn)行參數(shù)比較表序號設(shè)備名稱規(guī)格、型號壓力(Mpa)設(shè)計(jì)最大流量(m3/h)改造后最大流量(m3/h)比較結(jié)果1低壓管線DN1080.320001920能滿足要求2計(jì)量表DN100 G2500.316001920應(yīng)換設(shè)備3脫硫塔0.320001920能滿足要求4緩沖罐LHF-2/1.00.320001920能滿足要求5高壓管線DN222520001920能滿足11、要求6脫水裝置zz-152515001920應(yīng)考慮換設(shè)備7順序控制盤S-182520001920能滿足要求8冷卻水泵KDB-80單機(jī)3654需雙機(jī)運(yùn)行9冷卻水塔CDBNL3-505054應(yīng)換設(shè)備該方案優(yōu)點(diǎn):1、設(shè)備投資少。只需增加一臺ZW-3.3/2.5-250A-JX天然氣壓縮機(jī)、處理量為500-1000m3/h的脫水裝置和一臺冷卻水塔。煤氣計(jì)量表(DN100 G250)可與公司其它加氣站的計(jì)量表(DN100 G400)互換。表六:技術(shù)改造設(shè)備概算費(fèi)序號設(shè)備名稱單位(臺)概算單價(jià)(元)小計(jì)(元)備注1天然氣壓縮機(jī)150502天然氣售氣機(jī)117173200KVA箱式變壓器120204水泵10.12、60.65冷卻水塔12.82.86隔音罩130307脫水裝置11313合計(jì)133.42、技改時(shí)間短,基本不影響生產(chǎn)。方案缺點(diǎn):1、設(shè)備生產(chǎn)能力隨進(jìn)氣壓力下降而時(shí)大幅下降,電耗增加,且在今后1-2年中生產(chǎn)能力可能在690-1440m3/h之間變化,生產(chǎn)銷售平均可維持在25000m3/日。進(jìn)氣壓力低于0.25 MPa時(shí),三臺壓縮機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)可產(chǎn)生0.025 MPa的壓損,其生產(chǎn)能力將相應(yīng)的下降。表七:改造前、后各壓力下生產(chǎn)能力比較表序號進(jìn)氣壓力(MPa)理論上最大產(chǎn)能(m3/h)比較備注改造前改造后10.312801920+64020.2511001650+55030.29601440+4804013、.157801170+39050.1460690+23060.08400600+2002、新增一臺220KVA的變壓器,但不能享受大工業(yè)用電價(jià)格。3、三臺壓縮機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí),必須開兩臺水泵,造成水泵無備用。同時(shí)該機(jī)型發(fā)熱量較其它加氣站偏大,應(yīng)加大冷卻水塔和循環(huán)水量。4、裝上隔音罩后安全間隔小,不利于檢修和巡檢,應(yīng)將整個(gè)機(jī)房做隔音處理。(二)、方案二增加一臺進(jìn)氣壓力在0.2MPa時(shí)排氣量為1200m3天然氣壓縮機(jī),投產(chǎn)后最大生產(chǎn)能力為2500 m3/h,其性能參數(shù)比較如下:表八:生產(chǎn)能力與相關(guān)設(shè)備安全運(yùn)行參數(shù)比較表序號設(shè)備名稱規(guī)格、型號設(shè)計(jì)壓力(Mpa)設(shè)計(jì)最大通氣能力(m3/h)改造后最大通氣能14、力(m3/h)備注1低壓管線DN1080.320002500將產(chǎn)生壓損2計(jì)量表DN100 G2500.316002500應(yīng)換設(shè)備3脫硫塔0.320002500應(yīng)換設(shè)備4緩沖罐LHF-2/1.00.320002500基本可行5高壓管線DN1082520002500基本可行6脫水裝置zz-152515002500應(yīng)換設(shè)備7順序控制盤S-182520002500應(yīng)換設(shè)備8冷卻水泵KDB-8036單機(jī)3662需雙機(jī)運(yùn)行9冷卻水塔CDBNL3-50363662應(yīng)換設(shè)備方案優(yōu)點(diǎn):1、生產(chǎn)能力增加較大。在進(jìn)氣壓力在0.1-0.25MPa之間變化時(shí),生產(chǎn)銷售能維持在25000-40000m3/日,基本能滿足生15、產(chǎn)需求。改造前、后各壓力下生產(chǎn)能力比較表進(jìn)氣壓力(MPa)最大產(chǎn)能(m3/h)比較備注改造前改造后0.312802500+12200.2511002240+11400.29602100+11400.157801810+10300.14601280+8200.084001140+7402、新增壓縮機(jī)將作為主力機(jī),其它兩臺機(jī)為后補(bǔ),基本上能實(shí)現(xiàn)開二備一。且新增變壓器為315KVA,可享受大工業(yè)用電價(jià)格,降低成本。方案缺點(diǎn):1、 設(shè)備投資較大。設(shè)備投資見下表:表九:科華中路加氣站技術(shù)改造設(shè)備費(fèi)概算費(fèi)序號名稱單位(臺)概算單價(jià)(元)小計(jì)(元)備注一設(shè)備1天然氣壓縮機(jī)175752天然氣售氣機(jī)11717316、315KVA箱式變壓器126264順序控制盤1224水泵10.60.65冷卻水塔12.82.86隔音罩130307脫水裝置11313小計(jì)166.42、三臺壓縮機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)可產(chǎn)生0.025 MPa的壓損,其生產(chǎn)能力將相應(yīng)的下降,生產(chǎn)成本略有增加。3、建筑費(fèi)用較大,需新做一臺設(shè)備基礎(chǔ)。4、新設(shè)備的長、寬都較原設(shè)備大。如再裝上一個(gè)隔音罩后,壓縮機(jī)之間的安全間距小,應(yīng)將整個(gè)機(jī)房做隔音處理,設(shè)備間安全間隔較大,檢修方便。(三)、方案確定1、生產(chǎn)能力比較改造前與方案一、二實(shí)施后生產(chǎn)能力比較。見下表:表十:生產(chǎn)能力比較序號進(jìn)氣壓力(MPa)改造前改造后最大產(chǎn)能(m4/h)比較方案一方案二131280192017、2500+58022.5110016502240+5903296014402100+66041.578011701810+640514606901280+59060.082006001140+540方案二的生產(chǎn)能力較方案一明顯大。在實(shí)際生產(chǎn)中,儲(chǔ)氣井容量偏小,銷售高峰時(shí)只能通過高壓井后對外銷售,而今后1-2年內(nèi)的進(jìn)氣壓力70%的時(shí)間之間,因此方案二較方案一較佳,且還有發(fā)展空間。2、 設(shè)備投資比較詳見兩種方案技術(shù)改造概算比較表:表十一:科華中路加氣站技術(shù)改造概算費(fèi)序號名稱單位(臺)費(fèi)用(萬元)備注方案一方案二一設(shè)備1天然氣壓縮機(jī)150752天然氣售氣機(jī)100暫不考慮3315KVA箱式變壓器12018、264順序控制盤124水泵10.60.65冷卻水塔12.82.86隔音罩130307脫水裝置11313小計(jì)133.4166.4二安裝費(fèi)及主要材料費(fèi)1壓縮機(jī)安裝費(fèi)1110包括基礎(chǔ)2售氣機(jī)安裝費(fèi)1003箱式變壓器安裝費(fèi)11622.5包括電纜4水泵安裝費(fèi)10.10.15冷卻水塔安裝費(fèi)10.10.16脫水裝置安裝費(fèi)10.10.17其它1.13小計(jì)18.636合計(jì)142.8185.2方案二比方案一概算投資多42.4元。3、綜合分析技改投資回收期見下表:增加產(chǎn)量(m3/日)年增加量(萬m3)單價(jià) (元/m3)年增銷售額(萬元)凈利率凈利方案一概算投資(萬元)方案一回收期(月)方案二概算投資(萬元)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 方案綜合比較分析:在進(jìn)氣壓力0.15-0.25MPa時(shí),方案二的生產(chǎn)能力較方案一理論上平均多780m321、/h。1、按方案一實(shí)施后,年平均日生產(chǎn)銷售將超25000m3/日,年生產(chǎn)銷售天然氣約910萬m3,比改造前增加產(chǎn)量約197萬m3/年,可增加凈利約57萬元/年,約需30個(gè)月收回投資。2、按方案二實(shí)施后,年平均日生產(chǎn)銷售將超30000m3/日,年生產(chǎn)銷售天然氣約1095萬m3,比改造前增加產(chǎn)量約385萬m3/年,可增加凈利約112萬元,約需20個(gè)月收回投資。綜合考慮,采納方案二。五、技術(shù)改造實(shí)施結(jié)果最終采用方案二于2007年8月8日技術(shù)改造完成投入試生產(chǎn),其生產(chǎn)能力由改造前的日均23010 m3/日,增加至35890 m3/日,日增加生產(chǎn)銷售12880 m3/日,日增加銷售收入34780元,年增加生產(chǎn)銷售470萬m3,增加銷售收入1269萬元,利潤率達(dá)到2025%,增加凈利254317萬元。
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