基于中国海油气代煤攻坚项目小型液化石油气瓶组点供供气系统

许猛 贾溯源 解正源

摘要：清洁取暖已成为北方地区大气污染物减排的重要手段。2021年中央一号文件提出推广农村微管网供气，点供成为农村清洁能源首选方案。根据国外发达国家雾霾治理成功路径，中国海油经过研判认为北方农村地区消除散煤燃烧、普及燃气将是大势所趋，也是国内燃气行业发展、产业变革难得的一次机遇。其中小型液化石油气瓶组点供供气系统（以下简称点供）作为有一定气价承受能力、能承担气体通过车辆运输成本的地区，可以作为管道气到达之前的过渡气源，与管网供气形成互补。基于此，本文就基于中国海油气代煤攻坚项目的小型液化石油气瓶组点供供气系统系统功能及其效益情况进行了详细介绍。

关键词：清洁取暖；小型液化石油气瓶组点供供气系统；中国海油

1发展现状

燃气下乡面对的农村地区，多是天然气管网无法覆盖的区域。点供具备单次运量大、经济运输半径长、无需大量资金铺设管道等优势。在冬季，受市场需求陡升等不可控因素影响，尤其是对一些没有落实供气合同的农村，居民用气气源保障问题更为突出。

“中央一号文件”提出 “支持建设安全可靠的乡村储气罐站和微管网供气系统”，而小型液化石油气瓶组点供供气系统（以下简称点供）作为有一定气价承受能力、能承担气体通过车辆运输成本的地区。作为管道气到达之前的过渡气源，与管网供气形成互补。

点供供气系统作为燃气产业重要一环，具有建设周期短、布局灵活等特点，中海油能源发展股份有限公司销售服务分公司前期已经在点供设备研发制造开展了相关工作，并针对已经投产的LNG终端点供企业，在气荒时可以考虑为双燃料动力(LPG/LNG双燃料)为客户提供调峰和应急保供服务，避免由于LNG短缺，造成全国气荒的局面；从盘活资源的角度考虑，通过点供实现增值服务。

点供项目开展可以有效提高销售公司的资源深度利用能力和清洁能源综合系统优化能力。为践行《打赢蓝天保卫战三年行动计划》，展现央企的担当。项目现已拥有自主知识产权。

2点供系统功能介绍

2.1系统构成

液化石油气瓶组点供供气系统主要由瓶组撬和气化混气撬组成，瓶组撬中瓶组分为二组，并配置气/液相自动切换系统与安全放散系统。气化混气撬由防爆气化器与文丘里混气机组成，同时系统配置防爆自动控制系统，实现，对整个系统的就地及远程控制。

2.2工作原理

LPG液化石油气钢瓶通过货车运送到用气点后，与供气系统瓶组撬软管接头对接，瓶组撬内钢瓶自增压，使LPG进入气化混气撬，经气化混气撬进行过滤、气化（混气）、调压、计量后，给下游用气点供气。

2.3工艺流程

（1）系统工艺流程（图1）

图1 点供系统工艺流程图

2. 主要设备明细表（表1）

表1 主要设备明细表

2.4技术参数

• 气化能力：50～1000Kg/h

• 设计压力：1.8Mpa

• 安全阀放散压力：1.76 Mpa

• 中压出口压力范围：0.1~0.2Mpa（可调）

• 低压出口压力范围：3~20Kpa（可调）

• 安全连锁点： 燃气泄漏声光报警；压力超限报警；温度超限报警

• 电源: 380V/50Hz

• 控制方式：全自动

• 连续无故障工作时间：≥5000 小时

• 工作寿命：≥20年

• 大修周期： 2年

• 布置方式：露天平台上布置

• 整套系统满足国家在安全、环保、消防、卫生和节能等方面的要求。

2.5系统技术说明

整个供气系统采用整体撬装结构，撬体采用防火材料制造，同时采用防爆泄压结构，撬装结构具有如下功能及特点。

（1）撬装结构具备占地面积小，方便放置，移动方便等特点；适合紧急供气，临时供气以及场地面积小等用气场合。

（2）箱体采用不锈钢箱体或防火材料箱体，防火材料主要选用防火岩棉板，有效地降低了有机材料引发的火灾概率，同时可起到有效的绝热、保温及吸引降噪能力。

（3）箱体顶部为防爆泄压结构，箱体中燃气遇到明火时，能够对爆炸进行缓冲阻隔，避免进一步扩大经济损失，防止对操作人员造成人员损伤。

系统控制系统采用PLC+触摸屏+云操作模式，实现对设备自动控制。

3节能环保收益

为验证天然气替代煤的优劣势更直观，现将煤炭、天然气作为燃料进行下列综合比较。便于计算，在使用量及价格方面，采用国际统一标准的能量单位（标准煤与天然气）进行比较。 但由于标煤是一个能量单位， 没有各类成分含量的具体数据。故通常以与标煤能量接近的焦炭计算其各类大气污染物的排放量。

现取标煤热值为29.308MJ/kg ，天然气热值为35.3MJ/Nm³，并假定标煤价格为900 元/吨。则在两者燃烧效率相等的条件下，燃烧一吨标煤相当于燃烧 830 Nm

³ 的天然气，此时相对应的天然气价格为 1.08 元/ Nm ³。若以煤的燃烧效率为 40%，天然气的燃烧效率为 90%计算，则燃烧一吨标煤相当于燃烧 369 Nm ³ 的天然气，此时相对应的天然气价格为 2.44 元/ Nm 3。

经过使用量及价格方面的比较后，现再从环境污染角度将两种燃料进行对比。天然气作为绿色能源，其在上游就已经过净化，几乎不含硫。其完全燃烧后的产物可近似认为仅含二氧化碳和水。经计算，1 标米立方的天然气 (甲烷含量按 96%计算，其余4%按杂质考虑；天然气密度为 0.6980kg/Nm ³)，完全燃烧将产生 1.843kg 二氧化碳。煤主要由碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素组成。故其燃烧后会产生 SO₂、NOx等大气污染物。又由于煤作为固体燃料，若其燃烧时与空气接触不充分会导致燃烧不完全，会造成CO气体产生。现参考《煤气规划设计手册》中相关计算方法，并按每标米立方天然气完全燃烧产生 1.843kg 二氧化碳，计算出替代 1 吨标煤所减少的大气污染物排放量。

通过比较不难看出， 仅从经济角度比较， 煤炭较天然气更具优势。 但综合环境保护方面考虑，若以煤炭为燃料，则用户需在环境保护方面投入不少资金及人力资源。 故综合比较下，以LNG作为燃料点供装置较煤炭更经济、更环保。

4结束语

通过基于点供的燃气下乡项目实施北方地区清洁取暖工作，取得了明显的社会和经济效益。一是人民群众蓝天获得感显著提升。北方地区冬季雾霾天数下降， 空气质量达标天数逐年增加。广大农村人民群众家里告别了过去的煤烟味，生活品质显著提升。二是大气污染物减排效果突出。北方地区15 个省份散烧煤消费大幅下降，减排二氧化硫78万吨、氮氧化物38万吨、挥发性有机物14 万吨、颗粒物153万吨。