壓縮天然氣儲運技術特點與應用探究

熊明云

摘要：近年來，人們的環保意識不斷增強，低碳環保的理念在社會諸多領域得到深化，給天然氣企業提供巨大的發展機遇。我國天然氣資源主要具有污染小、高熱值、蘊藏豐富的優點。通過大量的實踐，表明了天然氣的壓縮儲運技術對天然氣應用率的提升中發揮了不可或缺的作用。合理選擇儲運技術已成為相關工作者共同探討的重要課題。

天然氣是一個重要的清潔型能源，在改良城市環境污染、緩解社會能源壓力、提升人類生活水平方面均發揮重要的作用。隨著我國經濟的發展，社會各個行業對天然氣的需求量與日俱增。通常工業企業與燃氣的氣源相隔很遠的距離，在進行天然氣輸送期間，必須確保天燃氣的安全性、持續性、穩定性。基于此，本文闡述了油田天然氣的壓縮儲運關鍵技術，對天然氣應用中相關的問題展開了分析。

1 油田天然氣儲運技術

1.1 天然氣管道的儲運技術

在天然氣儲存與運輸過程中通常應用專門的燃氣管道，這在陸地運輸，以及經貿領域中發揮了重要的作用。通過管道進行輸送，能夠從某種程度上降低，甚至防止環境污染，進而提升了天然氣資源的輸送水平。當前，我國的交通體系主要包括公路、水路、管道、鐵路、航空等。選擇管道對天然氣進行輸送可以達到最為理想化的效果。從天然氣管道未來發展前景出發，管道的口徑不斷增大、運輸距離不斷延長、承重性能逐漸增強、信息化水平逐漸提高。管道輸送主要特征如下：其一，天然氣運輸管道可以進行一體化經營。從管道運輸系統的結構分析，主要有儲氣系統、支線及干線、加工設備等。而且，管道的運輸系統還會涉及到五個重要的環節，整個系統呈現統一化、密閉性特征。天然氣研發、儲藏、運輸、銷售等環節彼此相互聯系。因此，相關工作者在施工與調度管理系統的時候，必須系統地分析各個影響因素。其二，管道系統對于調峰是非常有利的。由于客戶對天然氣的需求量往往受到諸多因素的影響，例如：時間、節氣、用氣規劃等。所以會存在需求的高峰、低谷期。但是，天然氣的生產線通常不會存在較大的變化，導致從燃氣生產側到用氣側的管線運輸長時間處在波動的狀態。如果天然氣的需求量達到最低點，則剩余的氣體可以通過管道或相關設施儲存;如果天然氣的需求量達到最高點，則儲存的氣體可以利用相關的儲氣設施釋放出來。其三，管道運輸通常具有壓力大、距離長、流量大等特點。總體而言，天然氣的管道運輸長度一般受到客戶與氣源二者距離的影響。所以，天然氣的管線大多比較長。

1.2 天然氣液化的儲運技術

關于液化儲運，即 LNG 主要指的是把天然氣由原來的氣態向液態進行轉化，再通過低溫的儲罐有效地存放。在冬季用氣量達到高峰期的時候，為了減緩天然氣的供應壓力，可以把液態的天然氣變為氣態。天然氣的液化在調峰中發揮了至關重要的作用。對于長輸管道的末端、高壓管束、高壓球罐等調峰模式，天然氣的液化儲運方式有著明顯的優勢。例如：存儲量大、調節便捷。LNG 運輸的成本只達到管道運輸成本的 1/5 左右，極大地降低了由于氣源不夠敷設管道帶來的風險;另外，LNG 體積小，具有較大的運輸優點，可以通過海運、陸運等方式。通過海運形式無需消耗很大的油量，進而達到“降本增效”的目標。相關的工作人員應當綜合考慮壓力的調節給這項儲運技術帶來的影響，起始站主要負責壓縮天然氣，可能消耗較大的成本，而終點站負責天然氣的汽化，相對成本不多。而且，相應的天然氣的液化調峰站一般也包含較多的優勢，例如：占地面積小、便于維護、施工期短等。其液化運輸主要借助低溫的液體車、船舶、管道等工具。注意管道運輸期間，應用的材質一定要達到低溫、隔熱的相關標準，并選擇鎳鋼。把中間的冷卻站設置在管道上，有利于低溫液體的單向流動。

1.3 天然氣的壓縮儲運技術

壓縮天然氣儲運技術，即 CNG 主要指的是天然氣資源經過壓縮以后（通常的壓力為 15～25 MPa），妥善地儲藏在高壓的氣瓶中，或者利用槽車的輸送技術。還可以應用管束的容器對天然氣進行儲存，再通過船舶的形式加以輸送 ;也可以選擇管束容器對天然氣進行儲存，再采取鐵路運輸的形式。一般狀況下，如果天然氣通過管道運輸到相應的地方性的輸配站時，需要經過降壓，再注入儲罐中，最終運輸到客戶終端。此外，可以在調壓以后，利用城市的管網對天然氣進行運輸。通過仔細地分析與對比，管束容器承載的重量稍大于氣瓶，

但是，氣瓶的加工成本偏低，且制作工藝簡單，具有較大的安全性、靈活性特點。總體而言，天然氣壓縮的儲運技術在我國得到了大量的應用，技術較為成熟，具有較大的可操作性，一般適用于零散的、車用燃氣的客戶。可是，值得注意的是，在天然氣儲運期間，壓縮的壓力往往要> 20 MPa，當達到 25 MPa 左右時，天然氣呈現良好的壓縮性能，可縮減為原體積的三百分之一，減緩了天然氣儲存的壓力。CNG 技術有著無污染、投入小、效益高、應用安全、便利等優點。但是，因儲氣的壓力較高，對存儲的容器也提出了很高的要求，能量的儲存密度小。應當配置性能良好、質量穩定的儲存設備，最大化地減少天然氣運輸的風險。現階段，相關工作者對 CNG 儲運技術加強了研究，例如：研發了瓶裝壓縮、輸配的工藝，這樣，把經過壓縮處理的天然氣靈活地用在我國城市的燃氣配送系統，一定程度上緩解了超高壓的天然氣系統和城市燃氣管網的銜接、高壓等問題。這種瓶裝的壓縮天然氣輸配的工藝主要適用在我國中小型的城市、鄉鎮，尤其偏遠的地區。總之，天然氣的壓縮儲運技術具有建設期限短、工藝簡易、見效快等特點。在具體應用的時候，需要系統地分析各個影響因素，例如：用氣性質、原料價格、位置、氣源量等，以實現高效供氣的目標。

2 天然氣吸附儲運的關鍵技術

天然氣吸附儲運技術主要包括天然氣開發吸附儲罐、專用吸附劑、吸附性能等。例如：天然氣的吸附劑具有吸附與脫附迅速、導熱性能好、體積小、成本低等特點。關于天然氣吸附儲運的技術，一般應用活性炭作為吸附劑。在具體操作過程中，一定要重視高密度與高比面積。所以，相關工作人員需要采用妥善的措施，盡量壓縮顆粒空隙的體積。從現階段發展狀況分析，減小顆粒之間的空隙體積主要通過壓制成型的碳。關于吸附的儲罐，需要把再生吸附劑的熱效應劃入重點分析的對象。在范德華力的作用影響下，天然氣能夠附在吸附劑的內側，在天然氣儲存密度增加過程中發揮重要作用。吸附主要分為甲烷分子間、甲烷分子與吸附劑間等吸附的功能。天然氣的吸附站一般只需要設置較為簡易的設備，這樣可以節約建設的成本，而且具有較強的可行性，進而為我國偏遠區域提供良好的供氣服務。此外，吸附劑需要定期進行更新，其中產生的車輛折損費用在天然氣整個儲運成本中的占比較大。所以，需要不斷地提升儲運技術的性能，有利于天然氣的吸附儲運技術獲得長期、健康地發展。

3 結語

當前，在節能降耗、低碳環保的思想不斷深入人心的時代，天然氣資源在社會得到廣泛的應用。由于工業、中心城市與天然氣的氣源距離很遠，在天然氣運輸期間離不開先進的儲運技術。如天然氣管道、天然氣液化、天然氣壓縮等技術，為了更好地滿足我國城市、鄉鎮的供氣需求，相關的工作人員應當加強探索與實踐，不斷改進天然氣的儲運技術，以增強企業供氣水平。

參考文獻

[1] 壓縮天然氣汽車火災危險性分析、預防及救援措施[J]. 馬建偉.??應用能源技術.?2017（12）