壓縮天然氣（CNG）供氣是近年來發(fā)展起來的一項新的供氣方式，它采用了一些新的技術，并且已在中小城鎮(zhèn)的供氣中發(fā)揮作用。
一、天然氣的前景
近年來我國城市的天然氣供應發(fā)展迅速，整體形勢非常好。1996年陜甘寧天然氣田向北京供氣，東海氣田向上海浦東供應天然氣，并相繼在新疆的塔里木，吐哈和青海的柴達木盆地發(fā)現(xiàn)了新的氣田，為西氣東輸在氣源上做了充分的準備，最近在內蒙古的鄂爾多斯地區(qū)天然氣勘探又有了新的成果，儲量可達5000億立方米。僅目前已掌握的儲量可以至少供應30-50年。
與此同時，進口俄羅斯天然氣的工作也在緊張有序地進行，預計2007年可以供應每年100億立方米，從而有效地滿足我國東北、華北地區(qū)的天然氣需求。
要發(fā)展天然氣供氣，氣源是關鍵，有了足夠的天然氣，城市供氣才有保證。
二、中小城鎮(zhèn)的天然氣供氣
西氣東輸和引進俄羅斯天然氣的輸送管線將經(jīng)過那些經(jīng)濟發(fā)達，人口密集，環(huán)保要求高，工業(yè)集中的大型中心城市，并向它們供氣。這是我國十五計劃的重點，是國務院的重點工程，也是我國經(jīng)濟發(fā)展的重大項目。
但是，對于距長輸管線較遠的中小城市，怎么辦？如果從干線上接一條幾百公里的管道，建設費用高，需要地方自籌，干線開口又有一定的位置，距市近的地方不一定有預留采氣口，開口還需付開口費。這些，對于用氣規(guī)模較小的城市在經(jīng)濟上劃不來。那么，有沒有辦法讓中小城市也經(jīng)濟地用上清潔方便的天然氣呢？有。這就是壓縮天然氣（CNG）供氣。
三、CNG供氣的適用范圍
CNG供氣并不適用于所有地區(qū)、所有城鎮(zhèn)，它有一定的適用范圍。
1．用氣地區(qū)距天然氣管線不太遠，且有CNG采氣的地方（即“采氣站”）；CNG的運輸距離最好在300公里以內，最遠不應超過500公里，應根據(jù)具體情況認真核算。一般講，遠距離輸送超過500公里就不經(jīng)濟了。
2．運輸方面要有良好的道路條件，在較惡劣的氣候條件下仍能保證暢通的運輸，即使在大雨、洪水、大雪、大霧等情況下也不會造成長時間的交通斷絕。城市天然氣儲備量一般按2-3日考慮，不超過一周，否則需較大的設備投資。
3．CNG的供氣規(guī)模不宜太大，一般在5萬戶以內；對工業(yè)用戶的供氣量也不宜太大，以天然氣為原料或燃料的大型工業(yè)企業(yè)，用CNG的方式供氣也是不適宜的。
4．CNG可以作為城市/小區(qū)先期供氣的一種方式；例如在規(guī)模很大，長輸天然氣管道已有計劃，但一時來不了，卻又有迫切供氣要求的城市，可先采用CNG的方式部分供氣，待天然氣管道建成以后再進行轉換，這樣既解決了燃眉之急，又省去了燃氣置換的種種麻煩。因為對用戶供氣的各項參數(shù)，如燃氣的壓力、華白數(shù)以及管線的材質、管徑及表灶等來說，先期CNG供氣和以后的管路天然氣供氣是完全一致的，將來只需將管道連接好，拆除CNG供氣設備，即可進行轉換，非常簡單方便。
四、經(jīng)濟性比較
對于城市燃氣來說，天然氣的優(yōu)質、廉價是其他燃氣無法與之競爭的。當然，在用戶稀少且分散的偏遠地區(qū)，還需發(fā)揮瓶裝液化石油氣的優(yōu)勢。
1．與人工煤氣相比
人工煤氣具有污染嚴重，投資高，建設周期長，成本高，效益低等缺點，經(jīng)營人工煤氣的企業(yè)很少有不虧損的，即使不計較是否盈利，人工煤氣項目也越來越難通過環(huán)保部門的審核。只有煤礦附近的居住區(qū)，原料非常便宜，且礦區(qū)一般地處偏遠，對環(huán)境要求不高，才有可能建設人工煤氣項目。對于人口密集的大中城市，人工煤氣的新建項目往往由于不能通過環(huán)境評估而不能立項。所以，人工煤氣無論從經(jīng)濟效益還是從環(huán)境保護的角度，都無法與天然氣相比。
2．與液化石油氣相比
液化石油氣的供氣方式有：瓶裝液化石油氣供氣方式；液化石油氣混空氣管道供氣方式；純液化石油氣汽化后管道供氣方式等。不論那種方式都以液化石油氣價格為基準價格。
這里按一般的價格情況進行對比，如：
液化石油氣3000元/噸
壓縮天然氣1.8元/立方米
那么換算成單位熱值的價格可見下表：
通過上表可知單位熱值的燃氣批發(fā)交割價CNG只相當于LPG的80%，而CNG廠站的基本建設費用和日常管理費用都明顯低于LPG供氣方式。
五、工藝
CNG的中小城鎮(zhèn)供氣系統(tǒng)主要由以下幾個部分組成：
1．采氣點加壓站
由天然氣田或輸氣管線引進天然氣后，經(jīng)過調壓，然后進入凈化裝置，脫水，脫硫，脫二氧化碳，凈化后的天然氣經(jīng)壓縮機加壓至15-25MPa。
2．CNG鋼瓶拖車
在加壓站向CNG鋼瓶拖車充氣，到達規(guī)定壓力后，拖車將CNG送往用氣城鎮(zhèn)。
3．卸氣站（儲配調壓站）
4．城鎮(zhèn)輸配管網(wǎng)
在卸氣站內，天然氣一般經(jīng)過加熱、調壓、計量、加臭后進入城鎮(zhèn)輸配管網(wǎng)。
減壓輸送工藝是壓縮天然氣（CNG）供氣技術的核心部分。根據(jù)應用場合的不同，典型的流程可有以下兩種：
工藝一：無儲氣裝置，天然氣經(jīng)兩級調壓后將壓力減至管網(wǎng)運行壓力（一般為0.3～0.4MPa）,再經(jīng)計量加臭后，輸入城鎮(zhèn)輸配管網(wǎng)。此工藝適用于小規(guī)模的城鎮(zhèn)或小區(qū)供氣，或應用于用氣量較小的專用戶，一般用氣量不超過4000Nm3/d，而CNG鋼瓶拖車的運載能力應能滿足2～3日的用氣量要求。
工藝二：應用于供氣量較大的場合，采用三級減壓，其中天然氣經(jīng)二級減壓至1.6MPa后一部分進入調峰儲氣設備，另一部分經(jīng)第三級減壓至管網(wǎng)運行壓力（一般為0.3～0.4MPa），再經(jīng)計量加臭后，輸入城鎮(zhèn)輸配管網(wǎng)。一般此工藝的供氣規(guī)模在5000Nm3/h以下。
上述兩種工藝，其核心減壓、加熱部分均可采用箱式或橇裝調壓站的方式，這種調壓站結構緊湊合理，占地面積小，總體造價低，其優(yōu)越性已逐漸為越來越多的用戶所認同，并得到廣泛應用，如北京周邊的密云、平谷、昌平，青島的黃島等。僅在京津地區(qū)，已有愈10座投入使用。其中，北京密云的CNG調壓站采用意大利飛奧公司進口設備，于2000年元月投用，作為國內第一套全進口設備，已成為CNG調壓站的典范。
六、CNG調壓站
由于CNG調壓站超高壓減壓的特點，比之常規(guī)的調壓系統(tǒng)，有以下一些特點和需要注意的地方：
1．CNG調壓站由調壓器、緊急切斷閥、放散閥、熱交換器及截斷閥（一般為球閥）等關鍵設備組成，并配以相應的管道、管件、儀表等。如配置有對熱交換器提供熱水的專用鍋爐，則調壓裝置中還應配置該專用鍋爐的燃氣（天然氣）供應系統(tǒng)。
2．進入調壓裝置的CNG應是清潔無油的，如不能保證這一點，則在調壓裝置前應設除油及過濾裝置。
3．調壓一般至少分兩級進行，這樣比較安全合理。在每級調壓器的燃氣出口處均應設緊急切斷閥和安全放散閥，在調壓器出口壓力過高時，緊急切斷閥立即動作切斷氣流以保障安全。緊急切斷閥宜選用人工復位型。
4．調壓裝置中宜設置備用調壓路，以保證不因發(fā)生故障而中斷供氣。
5．調壓裝置中應設置熱交換器，在每級減壓之前加熱天然氣以避免因減壓節(jié)流帶來的大幅度溫度降低而發(fā)生冷凝結冰等現(xiàn)象。加熱介質一般為80℃的熱水，取自現(xiàn)成的熱水源或專門設立的鍋爐，鍋爐可直接利用CNG調壓裝置中的經(jīng)減壓后的天然氣作能源。
6．調壓裝置中在每級調壓器的進出口均應設置壓力表和溫度計，每級熱交換器后應有溫度計并宜設置溫控開關。
7．CNG調壓裝置內各器件及管道的布置應便于操作和維護檢修；CNG調壓站裝置可設置在地上單獨的箱內或地上單獨的建筑物內；設置于空曠地帶的CNG調壓站應單獨設置避雷裝置。
CNG供氣由于具有工藝簡單、建設周期短、投資省、運營成本低等特點，對于距離氣源較近或長輸管線所到達的大城市的周邊地區(qū)，對用氣量不大的城鎮(zhèn)的居民用氣或中小型工業(yè)用戶，不失為一種很好的供氣方式。在天然氣管網(wǎng)已經(jīng)十分密集的歐洲各國，由于CNG供氣方式獨特的優(yōu)越性，近年來，在管網(wǎng)鋪設不到的偏遠地區(qū)或地形復雜的山區(qū)，這種方式也越來越多地被采納。隨著CNG供氣站在國內的逐步推廣應用，有關的規(guī)范、標準也將逐步完善，這種供氣技術的應用日趨成熟。實踐證明，CNG供氣在中小城鎮(zhèn)有頗高的推廣價值。
一、天然氣的前景
近年來我國城市的天然氣供應發(fā)展迅速，整體形勢非常好。1996年陜甘寧天然氣田向北京供氣，東海氣田向上海浦東供應天然氣，并相繼在新疆的塔里木，吐哈和青海的柴達木盆地發(fā)現(xiàn)了新的氣田，為西氣東輸在氣源上做了充分的準備，最近在內蒙古的鄂爾多斯地區(qū)天然氣勘探又有了新的成果，儲量可達5000億立方米。僅目前已掌握的儲量可以至少供應30-50年。
與此同時，進口俄羅斯天然氣的工作也在緊張有序地進行，預計2007年可以供應每年100億立方米，從而有效地滿足我國東北、華北地區(qū)的天然氣需求。
要發(fā)展天然氣供氣，氣源是關鍵，有了足夠的天然氣，城市供氣才有保證。
二、中小城鎮(zhèn)的天然氣供氣
西氣東輸和引進俄羅斯天然氣的輸送管線將經(jīng)過那些經(jīng)濟發(fā)達，人口密集，環(huán)保要求高，工業(yè)集中的大型中心城市，并向它們供氣。這是我國十五計劃的重點，是國務院的重點工程，也是我國經(jīng)濟發(fā)展的重大項目。
但是，對于距長輸管線較遠的中小城市，怎么辦？如果從干線上接一條幾百公里的管道，建設費用高，需要地方自籌，干線開口又有一定的位置，距市近的地方不一定有預留采氣口，開口還需付開口費。這些，對于用氣規(guī)模較小的城市在經(jīng)濟上劃不來。那么，有沒有辦法讓中小城市也經(jīng)濟地用上清潔方便的天然氣呢？有。這就是壓縮天然氣（CNG）供氣。
三、CNG供氣的適用范圍
CNG供氣并不適用于所有地區(qū)、所有城鎮(zhèn)，它有一定的適用范圍。
1．用氣地區(qū)距天然氣管線不太遠，且有CNG采氣的地方（即“采氣站”）；CNG的運輸距離最好在300公里以內，最遠不應超過500公里，應根據(jù)具體情況認真核算。一般講，遠距離輸送超過500公里就不經(jīng)濟了。
2．運輸方面要有良好的道路條件，在較惡劣的氣候條件下仍能保證暢通的運輸，即使在大雨、洪水、大雪、大霧等情況下也不會造成長時間的交通斷絕。城市天然氣儲備量一般按2-3日考慮，不超過一周，否則需較大的設備投資。
3．CNG的供氣規(guī)模不宜太大，一般在5萬戶以內；對工業(yè)用戶的供氣量也不宜太大，以天然氣為原料或燃料的大型工業(yè)企業(yè)，用CNG的方式供氣也是不適宜的。
4．CNG可以作為城市/小區(qū)先期供氣的一種方式；例如在規(guī)模很大，長輸天然氣管道已有計劃，但一時來不了，卻又有迫切供氣要求的城市，可先采用CNG的方式部分供氣，待天然氣管道建成以后再進行轉換，這樣既解決了燃眉之急，又省去了燃氣置換的種種麻煩。因為對用戶供氣的各項參數(shù)，如燃氣的壓力、華白數(shù)以及管線的材質、管徑及表灶等來說，先期CNG供氣和以后的管路天然氣供氣是完全一致的，將來只需將管道連接好，拆除CNG供氣設備，即可進行轉換，非常簡單方便。
四、經(jīng)濟性比較
對于城市燃氣來說，天然氣的優(yōu)質、廉價是其他燃氣無法與之競爭的。當然，在用戶稀少且分散的偏遠地區(qū)，還需發(fā)揮瓶裝液化石油氣的優(yōu)勢。
1．與人工煤氣相比
人工煤氣具有污染嚴重，投資高，建設周期長，成本高，效益低等缺點，經(jīng)營人工煤氣的企業(yè)很少有不虧損的，即使不計較是否盈利，人工煤氣項目也越來越難通過環(huán)保部門的審核。只有煤礦附近的居住區(qū)，原料非常便宜，且礦區(qū)一般地處偏遠，對環(huán)境要求不高，才有可能建設人工煤氣項目。對于人口密集的大中城市，人工煤氣的新建項目往往由于不能通過環(huán)境評估而不能立項。所以，人工煤氣無論從經(jīng)濟效益還是從環(huán)境保護的角度，都無法與天然氣相比。
2．與液化石油氣相比
液化石油氣的供氣方式有：瓶裝液化石油氣供氣方式；液化石油氣混空氣管道供氣方式；純液化石油氣汽化后管道供氣方式等。不論那種方式都以液化石油氣價格為基準價格。
這里按一般的價格情況進行對比，如：
液化石油氣3000元/噸
壓縮天然氣1.8元/立方米
那么換算成單位熱值的價格可見下表：
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燃氣
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熱值
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批發(fā)價格
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單位熱值價格
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LPG
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93MJ/M3
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3000元/噸
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0.27元/4.18MJ
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CNG
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35MJ/M3
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1.8元/立方米
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0.215元/4.18MJ
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通過上表可知單位熱值的燃氣批發(fā)交割價CNG只相當于LPG的80%，而CNG廠站的基本建設費用和日常管理費用都明顯低于LPG供氣方式。
五、工藝
CNG的中小城鎮(zhèn)供氣系統(tǒng)主要由以下幾個部分組成：
1．采氣點加壓站
由天然氣田或輸氣管線引進天然氣后，經(jīng)過調壓，然后進入凈化裝置，脫水，脫硫，脫二氧化碳，凈化后的天然氣經(jīng)壓縮機加壓至15-25MPa。
2．CNG鋼瓶拖車
在加壓站向CNG鋼瓶拖車充氣，到達規(guī)定壓力后，拖車將CNG送往用氣城鎮(zhèn)。
3．卸氣站（儲配調壓站）
4．城鎮(zhèn)輸配管網(wǎng)
在卸氣站內，天然氣一般經(jīng)過加熱、調壓、計量、加臭后進入城鎮(zhèn)輸配管網(wǎng)。
減壓輸送工藝是壓縮天然氣（CNG）供氣技術的核心部分。根據(jù)應用場合的不同，典型的流程可有以下兩種：
工藝一：無儲氣裝置，天然氣經(jīng)兩級調壓后將壓力減至管網(wǎng)運行壓力（一般為0.3～0.4MPa）,再經(jīng)計量加臭后，輸入城鎮(zhèn)輸配管網(wǎng)。此工藝適用于小規(guī)模的城鎮(zhèn)或小區(qū)供氣，或應用于用氣量較小的專用戶，一般用氣量不超過4000Nm3/d，而CNG鋼瓶拖車的運載能力應能滿足2～3日的用氣量要求。
工藝二：應用于供氣量較大的場合，采用三級減壓，其中天然氣經(jīng)二級減壓至1.6MPa后一部分進入調峰儲氣設備，另一部分經(jīng)第三級減壓至管網(wǎng)運行壓力（一般為0.3～0.4MPa），再經(jīng)計量加臭后，輸入城鎮(zhèn)輸配管網(wǎng)。一般此工藝的供氣規(guī)模在5000Nm3/h以下。
上述兩種工藝，其核心減壓、加熱部分均可采用箱式或橇裝調壓站的方式，這種調壓站結構緊湊合理，占地面積小，總體造價低，其優(yōu)越性已逐漸為越來越多的用戶所認同，并得到廣泛應用，如北京周邊的密云、平谷、昌平，青島的黃島等。僅在京津地區(qū)，已有愈10座投入使用。其中，北京密云的CNG調壓站采用意大利飛奧公司進口設備，于2000年元月投用，作為國內第一套全進口設備，已成為CNG調壓站的典范。
六、CNG調壓站
由于CNG調壓站超高壓減壓的特點，比之常規(guī)的調壓系統(tǒng)，有以下一些特點和需要注意的地方：
1．CNG調壓站由調壓器、緊急切斷閥、放散閥、熱交換器及截斷閥（一般為球閥）等關鍵設備組成，并配以相應的管道、管件、儀表等。如配置有對熱交換器提供熱水的專用鍋爐，則調壓裝置中還應配置該專用鍋爐的燃氣（天然氣）供應系統(tǒng)。
2．進入調壓裝置的CNG應是清潔無油的，如不能保證這一點，則在調壓裝置前應設除油及過濾裝置。
3．調壓一般至少分兩級進行，這樣比較安全合理。在每級調壓器的燃氣出口處均應設緊急切斷閥和安全放散閥，在調壓器出口壓力過高時，緊急切斷閥立即動作切斷氣流以保障安全。緊急切斷閥宜選用人工復位型。
4．調壓裝置中宜設置備用調壓路，以保證不因發(fā)生故障而中斷供氣。
5．調壓裝置中應設置熱交換器，在每級減壓之前加熱天然氣以避免因減壓節(jié)流帶來的大幅度溫度降低而發(fā)生冷凝結冰等現(xiàn)象。加熱介質一般為80℃的熱水，取自現(xiàn)成的熱水源或專門設立的鍋爐，鍋爐可直接利用CNG調壓裝置中的經(jīng)減壓后的天然氣作能源。
6．調壓裝置中在每級調壓器的進出口均應設置壓力表和溫度計，每級熱交換器后應有溫度計并宜設置溫控開關。
7．CNG調壓裝置內各器件及管道的布置應便于操作和維護檢修；CNG調壓站裝置可設置在地上單獨的箱內或地上單獨的建筑物內；設置于空曠地帶的CNG調壓站應單獨設置避雷裝置。
CNG供氣由于具有工藝簡單、建設周期短、投資省、運營成本低等特點，對于距離氣源較近或長輸管線所到達的大城市的周邊地區(qū)，對用氣量不大的城鎮(zhèn)的居民用氣或中小型工業(yè)用戶，不失為一種很好的供氣方式。在天然氣管網(wǎng)已經(jīng)十分密集的歐洲各國，由于CNG供氣方式獨特的優(yōu)越性，近年來，在管網(wǎng)鋪設不到的偏遠地區(qū)或地形復雜的山區(qū)，這種方式也越來越多地被采納。隨著CNG供氣站在國內的逐步推廣應用，有關的規(guī)范、標準也將逐步完善，這種供氣技術的應用日趨成熟。實踐證明，CNG供氣在中小城鎮(zhèn)有頗高的推廣價值。
