北京天然气加气站发展状况及天然气加气母站建设和运营管理

时间：2007-3-1 11:19:50

　 北京市天然气汽车的发展是从1998年9月建设了第一座加气站起步的。随着时间的推移，目前已经建设了25座天然气汽车加气站，其中母站5座，子站20座，转运车48台。2001年引进母站3座，子站12座，转运车32台。2002年初又引进母站3座，常规站2座，转运车10台。至2002年底北京市天然气汽车加气站总数可达到45座，其中母站11座，子站32座，常规站2座，转运车总数达到90台。

一、北京市天然气汽车发展的特点

　　北京市天然气汽车发展起步较全国来说略晚，市内土地紧张，价格较高，通常不符合国标规定的安全距离的要求，所以从建设形式上普遍采用了加气子母站的方式。母站建设在城市外围的高压管网上，子站一般建设在较为宽阔的公交车场内。母站的发展商为天然气公司，子站的发展商为最终用户公交总公司，使用公交车型大多为单一燃料，单车CNG容积为200立方米。在2001年，1800辆公交车使用压缩天然气约4200万立方米。平均单车日耗气60～65立方米。

　　在北京无论母站和子站，均采用进口设备。

　　母站通常采用双机布置，能力满足在40分钟至60分钟内加满1辆4000～4500立方米的转运车。一般母站的加气能力为3500立方米川、时(双机)，最大的达到6000立方米川、时(双机)。

　　子站的加气能力在800至1700立方米/小时之间，满足在6～8分钟内加100～150立方米天然气给公交车。

母站的进气压力一般在0.8～1.2Mpa之间，子站的进气压力一般在4～7Mpa之间

二、加气母站的发展及运营管理

　　自1998年9月，北京天然气集输公司在北京陕京天然气末站旁衙门口建设了北京市第一座加气站。1999年9月下旬，北京市公交总公司使用了300台世界上最先进的康明斯天然气单燃料发动机为动力公交车，为此，北京天然气集输公司在1999年9月在原加气站同址增加了1台大排量压缩机，使衙门口加气站的每小时能力达到2500立方米/小时。随着北京市压缩天然气公交车的发展，到2001年底，北京市的天然气单燃料汽车的总数达到了1800多辆，成为世界上天然气汽车最多的城市。衙门口母站已经不能满足日益发展的天然气汽车的需要。为此，2001年又在同址增加1台同型号更大排量的压缩机，使加气母站总的小时排量达到6000立方米以上(2台)。

　　除了发展自己的加气站外，北京天然气集输公司还与北京市政府合作成立了绿源达公司，建设了3座天然气母站，并协助北京销售公司建设了北京市第一座南湖天然气/油品混合子站，与公交总公司合作建设和运营了2座子站。

　　在4年的加气站实践过程中，北京天然气集输公司形成了一整套加气站管理制度和加气子母站市场运营和管理经验，针对不同型号的进口压缩机的特点，总结出了不同的使用经验。

　　目前1台2500～3800立方米/小时排量的母站压缩机橇约为420万元人民币，这其中包含：压缩机、防爆电机、降压启动、低压进气脱水和2套大质量流量计售气机(进口免税)。另配国产或进口储气瓶组后即可组成一整套加气母站系统。

　　1台小时排量1500立方米左右的全进口子站系统约为150万元左右，这其中包括：带隔音外橇的橇装压缩机系统、3ASME 1200立方米储气系统、2台售气机(免税)。

　　单台转运车的价格约为90万元人民币(免税)，如子、母站相距不远，那么每个子站需投入3台转运车，2个子站需要5台转运车。子站越多，总体转运车操作成本越低。

　　美国Gemini公司和Ariel公司压缩机均代表了世界较先进的技术水平，与其他品牌的压缩机相比，在使用过程中又具有其各自特点。

　　"中国石油"是使用Gemini压缩机时间较长的公司，自1995年中原油田就开始使用。北京天然气集输公司自1999年9月开始使用小型MPSS-4型压缩机，由于车辆较少，运行时间较短。

　　自1999年10月起，使用美国Gemini公司A354型大机组，进气压力1Mpa，排气量达到2500立方米/小时，从单机运行近1万多小时的经验来看，该机组的可靠性是比较好的，与Ariel压缩机相比，操作费用相对较低。

　　总体来看，从电耗来讲，2家公司的压缩机相差不大，但Ariel公司的压缩机对润滑油的要求较高，只能用"美孚1号"机油，造成运行成本较高，加之Ariel压缩机的润滑形式使其润滑油成本为Gemini的10多倍，此外，Ariel压缩机的设备费用也较Gemini的费用高出1/3～1/4。

　　对于CNG加气母站来讲，使用进口大排量压缩机组，从设备资金投入、运行可靠性、维护成本和设备安装及土建成本等综合成本考虑，在市场因素确定后，使用1台进口压缩机组的运营等项费用较使用多台国产机组的费用更为低廉。

　　由于在2001年下半年北京市公交车辆的增多，在配套机组投产前，北京天然气集输公司衙门口加气母站使用进口Gemini配套机组单机每天运行23～24小时，曾连续运转了3个多月。可见进口设备的可靠性。

　　对于加气子站。以南湖油气混合站的运营2年多的经验来看，在确保用户的前提下，日加气5000立方米即可略有赢余，其成本除设备折旧、电、油、人员、维护保养、维修等操作费用外，其最大的成本是转运车的操作费用。

　　按照北京目前的使用经验来看，对于转运车，考虑折旧、油耗、人员和维修等方面的因素，运营成本在0.15元垃方米左右。降低成本的主要途径是提高转运车的使用效率。

　　目前，南湖油气混合站的日加气达到8000立方米左右，日工作时间约为8小时，如日工作16小时，加气量达到12000～15000立方米左右。经济效益将更加明显。

三、设备选型问题

本文主要讨论进口设备的选型问题。

　　1.压缩机高端设备可选择美国Norwalk压缩机；中等设备可选择Ariel、Gemini等压缩机成橇厂家，其他根据使用需要还可选择Safe、IMW、英格索兰、德莱赛兰等压缩机厂家；正常情况下，只要能满足使用条件，压缩机差别不大，关键在于成橇厂家的经验、技术水平和设备控制能力。对于母站设备，如只考虑给拖车加气，正常的加气速度应满足在40分钟以上的时间加3000～3500立方米(4500立方米的拖车)，压缩机能力应在4500～5250立方米小时左右。如加气速度太快，则会损害车用储气瓶组，使气瓶组温度太高。根据我公司在子母站的使用及运营经验，母站加气时间(北京的夏季气候条件)最好在40～45分钟，这时的加气效率和子母站整体运营效率最高。对单一功能的转运车加气母站，为提高加气效率，可使用1～2只站用ASME储气瓶组即可，这样可节约购置费用，同时减少压缩机低效运转时间；对于即加转运车又加公交车的母站，可使用下文所述的DOT站用瓶组，并在顺序控制和优先控制上进行调整，以满足使用需要；

　　2.脱水按照国家有关法规规定，必须选择通过国家认证的压力容器许可的厂家。正常情况下，只需选择带露点控制和报警的人工切换流程的双塔脱水装置即可，这样可节约1/31/2的购置费用，而且维护费用较低；

　　3.储存设备按照国家有关法规规定，必须选择通过国家认证的ASME压力容器许可的厂家。进口压力容器应按照相关规定在使用前在当地进行相关检测。此外，根据使用经验，为提高效益，减少能耗，在母站应尽量减少站用储气瓶组的数量，如确实需要，亦可考虑用DOT/ISO SKID瓶来代替ASME瓶。同样10万美圆，购ASME瓶仅可储存2000～2400立方米天然气，而同样的花费购DOT ISO SKID则可储存4500立方米天然气。在使用同样的场地的情况下，节约了购置费用；

　　4.售气机按照国家有关法规规定，必须选择通过国家认证的厂家。此外，为解决加气速度等方面的问题，母站售气机质量流量计的内通径应为"1"，子站的质量流量计内通径也应在"1/2"左右。

四、工程和建设问题

　　母站的建设成本主要包括：设备成本、电力增容和电力安装成本、土建成本、土地费用和设备安装成本。

　　1.设备成本。

　　2.电力增容及电力安装成本。因地域和法规的不同，价格有所差异。目前在北京，建设1座500KVA～630KVA的调压站全部费用在80100万人民币；

　　3.土建成本。对于进口压缩机成橇设备，其重点是压缩机橇及其二次灌浆成本，根据场地不同，费用应在30～50万元人民币；

　　4.设备安装成本。由用户根据实际需要提出详细要求，而设计院按照相关法规进行设计，使高压气体管路和信号、动力电缆最优化布置，减低设备和电力安装成本。在北京建设一座3500立方米能力的母站的设备(进口管阀件、压缩机橇、脱水橇、储气橇、售气机及站内电力部分)安装成本应在60万元人民币左右。应尽量让设计按照实际使用要求进行设备，避免浪费。

五、结束语

　　北京天然气集输公司在设备选型、站场总体布置、设备安装与调试、设备试运转、加气站管理和调试、技术培训及设备维修和技术服务方面有着多年的发展及运营经验，并愿意为中国天然气汽车的发展做出贡献。

北京天然气加气站发展状况及天然气加气母站建设和运营管理