燃气输配设备行业概念及构成情况
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燃气输配设备是指具有调压、气化、计量、加臭、加热等功能的输配装置,如门站、调压站、气化站、接收站、加气加注站等,,其主要任务是将供气处(长输管道、储气设施或制气厂)的燃气进行气化、调压、掺混等处理后连续、稳定的向用户供应,并使用户能在稳定的燃气压力和物理形态下,安全的使用燃气。由于燃气输配设备行业提供的输配装置种类和功能众多,行业内的企业逐步细分出两类企业:一类是从事标准化程度高的燃气输配通用设备制造商;一类是从事非标准化高、集成化高的燃气输配应用系统解决方案提供商。
燃气行业产业链由生产、储运、输配和应用四部分组成,燃气输配设备行业位于产业链的输配环节,燃气产业链及其产业链上的设备根据气源和产品实现功能可分为天然气输配设备、液化石油气等其他燃气输配设备,具体包括CNG燃气输配设备(CNG母站、CNG标准站、CNG子站和CNG减压站)、LNG燃气输配设备(LNG气化设备、LNG加注设备)、PNG调压设备(门站和调压站)、以及LPG燃气输配设备(LPG气化设备)四类。燃气产业链及其产业链上的设备如下图所示:

①CNG加气站和CNG减压站
根据天然气气源种类和站区规模,CNG加气站可分为CNG标准站、CNG母站和CNG子站。CNG标准站建在天然气管线附近,直接从天然气管线取气,经过脱硫、脱水等工艺,进入压缩机进行压缩,然后进入售气机给车辆加气;CNG母站建在天然气管线或油气田附近,从天然气线管线直接取气,经过脱硫、脱水等工艺,进入压缩机压缩后由CNG槽车运送至CNG子站及CNG减压站;CNG子站建在没有天然气管线的地方,其接受压缩天然气后,经过卸气柱后用压缩机或者液压泵进行增压,主要用于向CNG汽车加气;CNG减压站连接天然气管道,主要用于天然气调峰,压缩天然气通过减压装置逐级降压,并进行安全控制和计量、加臭等工序使气体压力达到符合规范要求的压力向管道输送;另外,对于天然气资源短缺且长输管线暂不能通过的地区,可通过运输压缩天然气的方式来发展城镇燃气事业,用于未通管道天然气地区居民用户和工业生产。
②LNG气化设备和LNG加注设备
来自LNG接收站码头或LNG液化工厂的液化天然气,作为气源经低温专门的运输车或船运到LNG气化站或者和LNG加注站。
LNG气化设备由LNG运输供应、卸车柱、增压、LNG储存、气化、复热、调压、计量、加臭及安全控制设备组成,包括了LNG输送与再气化、天然气输送与分配等环节组成,将满足城镇燃气标准的天然气输送到下游燃气管道,满足城镇居民、工矿企业以及调峰和备用的需求。经气化和调压等处理后的天然气供需要使用燃气的工业企业、输气管线不易到达的中小城镇及有长输管道经过的城镇调峰使用。
LNG加注站设备由卸车、增压、储存、低温泵输、低温计量、精确控制及安全防护等环节组成。将LNG定量定价加注到汽车或船舶。是LNG汽车、LNG船舶加气的专用加注设备,LNG加注站分为可固定式加注站和撬装式加注站两种,主要设备包括LNG储罐、自增压器、低温潜液泵、真空管道、LNG加气机和控制系统等。LNG储罐是双层壁真空绝热容器,内容器由奥氏体不锈钢材料制成,外容器为碳钢,中间绝热层为膨胀珍珠岩并抽真空。这种储罐绝热性能好,蒸发损失低,有不同型号及规格的定型产品。加注站可以方便地增加储罐的数量以适应生产和需求的增长。自增压器是加注站内输送LNG的关键设备,主要作用是保证LNG储罐内有足够的压力来给LNG加气机供应LNG。LNG加气机是专门为LNG汽车加注天然气的加气计量装置,可以直接计量、显示充入车辆中的LNG的数量,加气速度快,一般可在3—5分钟内加气完毕。
对于大型汽车和船舶,要求燃料存储量大,续航里程远,这是CNG不能满足的,只有通过LNG的液态储存才可以满足这一市场需求。因此,LNG加注站的目标市场清晰,未来前景广阔。由于LNG加注站相比CNG和L—CNG加气站具有工艺流程简单,动力设备少且几乎没有高压管道,从而使其具有管理和维护成本低的优势,未来将得到快速发展。
③门站和调压站设备
门站是通过长距离输气管线的天然气进入城市管网供用户使用的门户调压站,来自长输管线的天然气,先经过滤、换热、调压、放散、计量、流量调节、加臭和站控等环节然后进入城市天然气输配系统。门站通常配备中央控制室,对天然气进站或出站压力、流量、温度等参数进行实时采集、安全联锁控制和信号参数实时远传,使得门站更加智能化。
燃气调压(箱)站是城市燃气输配系统的重要中间设备,设于城市燃气输配系统不同压力级制的管道之间,主要作用是调节和稳定系统压力,并且控制计量输气系统燃气流量,保护系统以免出口压力过高或过低提供输气过程的安全保障。通常设有过滤、切断、调压、计量、放散等环节。除了承担调压和稳压的功能外,往往同时承担过滤、计量、加臭、气体分配等一项或多项功能。调压器如果失灵,轻则破坏燃气表、管道、阀门和燃气器具等设施,重则酿成火灾、爆炸等恶性事故。因此,燃气调压站运行的安全正常与否,直接关系到整个城市的安全和社会生活的稳定。
目前天津华迈的门站和调压站设备,均达到或超过国标或行业通行技术标准。配备安全装置来保护下游的承压设备使其能在规定的压力范围内正常运行。安全装置主要有安全切断装置(SAV)和安全排气装置(SBV)。另外,监控器也可以作为调压站内的安全装置(监控器是一台备用调压器,它可以与工作调压器型号相同,也可以不同)。监控器安装在工作调压器的上游,受工作调压器出口压力控制。监控器与SAV、SBV共同作用,可避免由于放散阀和切断阀的启动给系统带来的不利的情形发生。
④LPG气化设备
LPG目前主要来源于炼油厂石油气和油田伴生气,其由汽车槽车分输至LPG气化站。LPG在输送到用户使用前为保证安全通常必须要转化为气态,即气化过程。LPG气化设备通过切断、过滤、换热器、热源控制、温度控制、液位控制、过热控制、压力控制、防冷凝控制、排污控制、安全放散等环节将LPG安全、稳定、低消耗的转化为设定压力气态燃料,供应下游的城镇居民、工业用户使用。运来的LPG利用液化气压缩机经汽车槽车装卸台卸入卧罐。卧罐内的LPG利用自身压力送入电热水浴式气化器中,通过气化器换热管后吸收管外热水的热量而气化后经降低压力,通过管道输至用户用作家庭餐饮、取暖、商业烹饪、工业生产、供热和制冷等领域。为防止液化石油气在管道中再液化,必须正确地确定调压器出口压力。气化后的液化石油气还可利用专用装置使之与空气或低发热量燃气掺混并通过管道供应用户。
由于LPG获取方便、热值高、燃烧清洁、储运设备设施成熟,目前仍是天然气管网没有辐射到地区的主力气源。同时,它的化学成分决定了LPG也是一种用途广泛的化工原材料,广泛用于生产各类化工产品。因此,对于LPG气化设备、掺混设备的需求还将长期存在。尽管未来天然气消费发展迅速,在一定程度上会抑制LPG的消费,但其相对天然气具有运输方便及可以不用管网输送的优势,对于没有铺设管道的地区对其需求还将长期存在。
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