【壓縮機網】2018年,中國天然氣市場蓬勃發展,消費量保持快速增長,天然氣產量穩定增加,天然氣進口量高速增長,對外依存度大幅上升。全國天然氣供需總體偏緊,季節性供需矛盾有所好轉。2019年,預計中國天然氣需求量將較快增長,增速將回落,天然氣產量將穩定增加,天然氣進口量將保持較快增速。
在天然氣工程建設中,天然氣壓縮機屬于核心裝備,應用分布于整個油氣開發、生產、加工、儲運等應用領域,應用范圍涵蓋天然氣的處理、增壓、遠程輸送、注氣儲存、氣舉采油、燃料氣增壓等工藝,特別是在天然氣工程建設集輸環節占據核心地位。隨著天然氣產銷量的不斷增大,天然氣壓縮機,尤其是隨著長輸管線壓縮機、儲氣庫用壓縮機等方面國產化技術水平提高和速度加快,未來的天然氣壓縮機市場將繼續保持穩定增長態勢。
一、回顧2018
(1)中國天然氣需求分析
天然氣消費保持強勁增長。2018年,中國宏觀經濟平穩運行,環保政策助力天然氣市場蓬勃發展。國家出臺多項環保政策,持續推進大氣污染防治工作,強化重點地區的民用、采暖、工業等行業煤改氣,全國天然氣消費量快速增長。估計全年天然氣消費量為2766億立方米,年增量超390億立方米,增速為16.6%,占一次能源總消費量的7.8%,天然氣消費淡季不淡特點突出。
發電、城市燃氣、工業用氣顯著增長,化工用氣下降。2018年,估計城市燃氣用氣量為990億立方米,增幅為16.2%;工業用氣量為911億立方米,增幅為20.0%;發電用氣量為615億立方米,增幅為23.4%;化工用氣由升轉降,用氣量為250億立方米,降幅為5.1%。
中東部地區消費量高速增長,西部地區增長較慢。2018年,河北、江蘇、廣東等省天然氣消費量呈階梯增長,年增量均超過30億立方米。分區域來看,環渤海地區消費量為590億立方米,遠高于其他地區,增速為22.9%;長三角地區消費量為480億立方米,同比增長20.0%;中南地區消費量為290億立方米,增速達19.3%;東南沿海、東北、西南和中西部地區天然氣消費量增速分別為16.7%、16.3%、12.1%和11.2%;西北地區天然氣消費增長較慢,增速為6.7%。
(2)中國天然氣供應分析
國內天然氣產量穩步增加。2018年,估計全年天然氣產量為1573億立方米(不含地方企業煤層氣),同比增長6.7%,遠低于消費增速。其中,煤制氣產量為23億立方米,同比增長4.5%;煤層氣產量為50億立方米,同比增長6.7%;頁巖氣產量超過110億立方米,同比增長22.2%。
天然氣進口量增長顯著,對外依存度大幅攀升。我國天然氣進口量持續高速增長,2018年超過日本成為全球第一大天然氣進口國。估計全年天然氣進口量為1254億立方米,同比增長31.7%,高于2017年的24.7%,對外依存度升至45.3%。
管道氣進口量快速增加。估計全年管道氣進口量為520億立方米,同比增長20.6%,增量主要來自哈薩克斯坦和烏茲別克斯坦,兩國進口氣在我國管道氣進口中占比25%,較上年提升15個百分點。
供應商簽署多項進口LNG購銷合同。2018年,中國石油與切尼爾、卡塔爾液化天然氣公司和埃克森美孚簽署LNG進口合同。中國海油與馬來西亞石油液化天然氣公司簽署LNG進口合同,加上中國海油早期與BP簽署的LNG合同將于2019年履約,新增LNG合同量將超過1000萬噸/年。
天然氣市場供需偏緊,季節性供需緊張緩解。2018年,中國天然氣供應量快速增長,但市場需求增長超出預期,全年資源供應總體偏緊。估計全年供應量為2827億立方米,同比增長16.4%。天然氣市場季節性供需緊張有所緩解。
(3)中國天然氣價格分析
天然氣價格市場化步伐提速。政府堅持“管住中間,放開兩頭”的原則,出臺多項政策加快天然氣價格市場化進程,加強省內管道運輸和配氣價格監管,廣東、廣西、寧夏、山西等多省下調城市管網配氣費。5月,國家發改委出臺《關于理順居民用氣門站價格的通知》,實施居民和非居民用氣門站價格并軌,制定上下游天然氣價格聯動機制,允許一年后居民用氣門站價格可上浮,上浮比例不超過20%。
多地調整終端用氣價格,實施上下游價格聯動機制。根據國家《關于理順居民用氣門站價格的通知》,各地政府加強價格傳導,按照居民承受能力、燃氣企業經營狀況等因素調整終端價格。目前,北京、天津、沈陽等地已上調居民終端用氣價格,并實施上下游價格聯動機制。
天然氣進口均價大幅上漲。2018年,我國進口天然氣價格大幅上漲。1~11月,進口LNG到岸均價為2.19元/立方米,同比上漲19.2%,完稅價為2.46元/立方米;進口管道氣到岸均價為1.49元/立方米,同比上漲9.7%,完稅價為1.65元/立方米。
滬渝交易中心快速發展,再創新交易方式。2018年,上海石油天然氣交易中心開展LNG接收站窗口期交易,助推我國天然氣市場化改革。截至12月底,管道氣單邊交易量為240億立方米,均價為2.06元/立方米;LNG交易量為228萬噸,均價為4752元/噸。
重慶石油天然氣交易中心5月正式開始交易。截至12月底,管道氣單邊交易量為63億立方米,均價為2.12元/立方米;LNG交易量為3.8萬噸,均價為3797元/噸。
(4)中國天然氣儲運發展現狀
管道建設穩步推進。2018年底,中國天然氣長輸管道總里程近7.6萬千米。鄂安滄輸氣管道一期、蒙西管道一期、中緬管道支干線楚雄至攀枝花天然氣管道投產,加上中俄東線、潛江—韶關天然氣管道已部分完工,估計全年建成跨省干線管道1540千米。此外,南川水江—涪陵白濤國家重點天然氣管道工程開工建設,計劃2019年10月投運,建成后將有利于涪陵頁巖氣外輸。區域管網建設持續推進,廣東天然氣管網粵東、粵西、粵北三地6個主干管網項目動工,計劃2020年底建成。
LNG接收站加快投產。截至2018年底,我國LNG接收站總接卸能力達6695萬噸/年。我國在建LNG接收站7座,一期接收能力為1620萬噸/年。另外,唐山、青島、如東等LNG接收站開啟擴建工程,投產后接收能力將顯著提升。
儲氣庫工作氣量顯著提升,多儲氣庫項目準備啟動。2018年,我國已建儲氣庫達容擴容穩步推進,國內第一座民營儲氣庫——港華燃氣金壇儲氣庫一期投產,中國石油顧辛莊儲氣庫投運,中國石化文23儲氣庫初步完工。截至2018年底,我國累計建成26座地下儲氣庫,調峰能力達130億立方米。
天然氣基礎設施互聯互通工程順利推進。2018年2月,國家發改委發布《關于加快推進2018年天然氣基礎設施互聯互通重點工程有關事項的通知》,部署了十大互聯互通重點工程。截至2018年底,中國海油蒙西管道一期與天津管網、中國石油大港油田濱海分輸站與中國石化天津LNG接收站、中緬管道與北海LNG接收站等互聯互通工程已經完工投運。川氣東送管道與西氣東輸一線聯絡線工程即將投產,新奧舟山LNG接收站外輸管道與浙江省管網預計2019年建成。
二、展望2019
(1)國內天然氣需求快速增長
需求持續較快增長,增速將回落。2019年,國內天然氣市場持續快速發展,預計全國天然氣消費量為3080億立方米,同比增長11.4%。
城市燃氣和工業用氣保持較快增速。2019年,預計城市燃氣將延續快速增長態勢,同比增長12.1%,至1110億立方米。在用氣結構中,城市燃氣占36.0%,工業燃料占33.8%,發電用氣占21.9%,化工用氣占8.3%。
(2)天然氣產量穩增,進口量呈較高增速
國內天然氣產量穩定增長。供應商積極增加國內勘探開發投入,加大勘探開發力度。2019年,國內天然氣產量將穩定增加,頁巖氣產量保持較快增速。預計全年國內天然氣產量(含煤制氣)為1708億立方米,同比增長8.6%,在供應結構中占比53.5%。預計全年中國天然氣市場供需緊平衡,國家將繼續推進儲氣調峰體系建設,季節性供需矛盾將持續好轉。
進口量保持較快增長。2019年,中國海油天津LNG接收站、中國海油防城港LNG接收站、唐山和福建莆田LNG接收站三期將投產,中國LNG接收能力將達到7555萬噸/年。部分新簽LNG進口合同開始履約,LNG現貨進口量有所下降,LNG進口總量保持較高增速。中俄東線投產、哈薩克斯坦進口管道氣量增加將帶動管道氣進口量穩步增長。預計全年天然氣進口量為1430億立方米,同比增長14.0%,對外依存度為46.4%。進口氣價格方面,預計2019年進口管道氣和進口LNG價格將小幅下跌。
三、天然氣壓縮機應用范圍
目前,油氣田常用的壓縮機主要有往復式和離心式兩種,其廣泛應用于氣田開發中的排水采氣、集氣處理、增壓輸入天然氣管網、管道增壓輸送和地下儲氣庫等領域。
(1)排水采氣用壓縮機
在天然氣開采的過程中,氣藏會出現壓力衰竭現象,為保持氣藏壓力并持續生產,需要使用壓縮機進行增壓作業。氣舉工藝就是借助壓縮機將高壓氣源注入井內,降低注氣點至井口的壓力梯度,進而降低井底回壓,增加生產壓差,從而提高流體流速,增加天然氣攜液能力,進而排出井底積液,使被水淹的井恢復生產并最終實現連續或間歇性生產的排水采氣工藝。天然氣壓縮機在該過程中起到至關重要的作用。
目前,國產排水采氣用成橇天然氣壓縮機組在設計和現場參數方面均接近國外產品,基本可以滿足氣田氣舉等排水采氣生產工藝的要求。
(2)集氣處理用壓縮機
隨著氣井不斷開采,井口壓力也會隨之降低,當壓力下降到集氣系統壓力之下時,就需要采用增壓設備將采出的天然氣輸入到集氣管網中。高壓集氣過程適用的天然氣壓縮機類型主要是往復式壓縮機。在設計機組過程中,重要的技術參數主要有出口壓力、進口壓力和排氣量等。在集氣站增壓方案中,壓縮機出口壓力必須大于等于支線和干線的運行壓力,才能保證增壓后的天然氣順利進入支線和干線。進口壓力則由氣田增壓穩產期末的井底壓力來確定,壓縮機安裝在集氣站內或附近,要求進口壓力應與來自氣井的天然氣進站壓力基本保持一致。最后根據場站總處理規模和壓縮機臺數確定單機功率,一般每個集氣站的壓縮機臺數以3~5臺為宜。用于集氣處理的壓縮機對壓力要求不高,一般在8MPa以下,功率等級則根據集氣站天然氣處理量要求來確定,一般的單機功率在3500kW以內。
目前天然氣集氣處理過程應用中,國產成套壓縮機組在技術參數、最高排氣壓力和適用范圍等方面與國外同等產品的差距在縮小。
(3)管道輸送用壓縮機
天然氣長輸管道需要在沿途建立天然氣增壓站,通過壓縮機多次多級增壓,才能實現天然氣長距離運輸,壓縮機常被比喻為天然氣管道輸送的“心臟”。常用于管道輸送的天然氣壓縮機有往復式和離心式兩種類型,具體采用哪種類型需要根據管道增壓情況以及安裝天然氣壓縮機的環境條件來確定。一般來說,往復式適用于工況不穩定、壓力高或超高且流量較小的情況;而離心式適用于處理量大且處理量波動幅度不大(變化范圍在70%~120%之間)的情況。按照目前國內外新建的天然氣輸送管道發展趨勢(壓力高、口徑大且流量高),離心式使用范圍將越來越廣泛。
目前國內長距離天然氣管道使用的壓縮機組基本都來自國外進口,僅有少量站點采用沈鼓生產的國產機組或將其作為后備機組,因此建設成本高,而且維修、備件及相關服務都需要依賴國外公司。這些都不利于天然氣管道的安全穩定運行。國產的離心式機組使用時間尚短,在穩定性、可靠性、安全性和故障率等方面仍有待時間驗證。因此,繼續推進國內長距離天然氣管道中關鍵設備(例如壓縮機組)的國產化進程,對于降低管道建設成本、振興裝備制造業乃至保證國家能源供應安全都具有重要的意義。
(4)儲氣庫用壓縮機
天然氣儲氣庫的功能是調峰,在消費量低時向儲氣庫注氣儲存,在高峰期時向管道輸送天然氣。在注氣過程中,需要使用大型的天然氣壓縮機。儲氣庫使用的天然氣壓縮機主要有兩種類型:往復式和離心式壓縮機。由于離心式壓縮機的價格遠遠高于往復式壓縮機,而且具有很大的工作局限性,因此一般采用往復式壓縮機。
國內儲氣庫的注氣壓縮機主要存在以下兩方面問題:第一,對壓縮機出口壓力要求高,最低要達到35MPa,國內生產的壓縮機可以達到這一數值,但是在天然氣處理量方面仍有不足之處,根本原因是壓縮機的功率不足,需要開發更大功率的壓縮機主機才能適應儲氣庫工況;第二,儲氣庫的壓力變化較大,這就要求注氣壓縮機的壓力適應范圍要廣,而且工況變化范圍大,對使用的壓縮機的適應性、操作性、可靠性和安全性都提出了更高的要求,壓縮機一旦出現問題,對儲氣庫的運行影響很大。目前來看,國內生產的注氣壓縮機在可靠性和安全性方面與國外產品相比仍有較大差距。
不過,近些年來國內企業一直在儲氣庫用壓縮機國產化方面努力,加緊技術攻關。近日,石化機械提供的天然氣壓縮機在國家重點能源工程文23儲氣庫項目(一期工程)順利實現72小時試機作業無故障,在現場試機環節脫穎而出。該公司天然氣壓縮機在儲氣庫市場正顯現出本土優勢。
石化機械研制的4RDSA-2/1500天然氣壓縮機日前也在文96地下儲氣庫現場投產運行,機組主要技術指標達到或超過設計要求,振動、噪聲和運行能效等指標均優于進口機組。研制的高壓力大排量天然氣壓縮機組在文23儲氣庫先導實驗工程增注站內成功調試運行,最高壓力達到34.5兆帕,日排量達到150萬方。
(5)其它應用
壓縮機在天然氣行業除了以上幾種主要應用之外,還有一些其它方面的用途,如在CNG加氣站就需要用到大量的壓縮機。CNG加氣站根據所處站址及功用的不同,基本分為常規站、CNG母站、CNG子站3種類型,其選用的設備,特別是壓縮機的類型也有很大的不同。
常規站:加氣站從管網取氣,直接給車輛加氣。站內通常有地面高壓儲氣瓶組(200~250kg)、壓縮機橇塊,控制系統及加氣機。
CNG母站:除具有常規站的功能外,還通過設在站內的加氣柱向子站拖車加氣,子站拖車可以將CNG運到子站,向子站供氣。
CNG子站:在城市中心管網無法達到的地方建立,由子站拖車向其供氣,然后通過壓縮機、地面儲氣系統、地面儲氣瓶組、加氣機向車輛加氣。
CNG加氣站的主要設備包括:氣體干燥器、壓縮機組、儲氣裝置、充氣優先級控制盤、加氣柱、售氣機等。
四、天然氣壓縮機市場前景
隨著環保意識提升,煤改氣、天然氣分布式利用等應用不斷深入,我國天然氣消費正加速步入廣闊藍海。相應的,天然氣需求的增長將帶動天然氣壓縮機裝備市場快速發展。目前,在政府引導,企業推動,各方聯動的情況下,重大裝備國產化步伐加快,大型、高端天然氣壓縮機及其配件已基本實現國產化,僅有部分關鍵性技術和部件無法達到工藝需求。與國際裝備提供商相比,在技術指標差異不大的情況下,國產設備采購價格和服務成本有優勢明顯。可以預見,隨著天然氣在中國能源消費市場的比重增加,必將為天然氣壓縮機裝備制造服務商帶來巨大的市場機會和發展機遇。
不過,由于天然氣壓縮機屬于關系國民經濟命脈的重要行業和重大建設項目中的核心設備,其投資風險和采購成本巨大,盡管國產化程度普遍提高,但國產裝備的市場化程度仍然不高,部分產品及其性能與國外同行如卡麥隆、曼透平、羅羅、德萊賽蘭等企業相比,還存在有較大差距。因此,要想真正實現國產天然氣壓縮機市場化,需產業上下齊心協力,共同努力,才能把握住市場帶來的巨大機遇。
在天然氣工程建設中,天然氣壓縮機屬于核心裝備,應用分布于整個油氣開發、生產、加工、儲運等應用領域,應用范圍涵蓋天然氣的處理、增壓、遠程輸送、注氣儲存、氣舉采油、燃料氣增壓等工藝,特別是在天然氣工程建設集輸環節占據核心地位。隨著天然氣產銷量的不斷增大,天然氣壓縮機,尤其是隨著長輸管線壓縮機、儲氣庫用壓縮機等方面國產化技術水平提高和速度加快,未來的天然氣壓縮機市場將繼續保持穩定增長態勢。
一、回顧2018
(1)中國天然氣需求分析
天然氣消費保持強勁增長。2018年,中國宏觀經濟平穩運行,環保政策助力天然氣市場蓬勃發展。國家出臺多項環保政策,持續推進大氣污染防治工作,強化重點地區的民用、采暖、工業等行業煤改氣,全國天然氣消費量快速增長。估計全年天然氣消費量為2766億立方米,年增量超390億立方米,增速為16.6%,占一次能源總消費量的7.8%,天然氣消費淡季不淡特點突出。
發電、城市燃氣、工業用氣顯著增長,化工用氣下降。2018年,估計城市燃氣用氣量為990億立方米,增幅為16.2%;工業用氣量為911億立方米,增幅為20.0%;發電用氣量為615億立方米,增幅為23.4%;化工用氣由升轉降,用氣量為250億立方米,降幅為5.1%。
中東部地區消費量高速增長,西部地區增長較慢。2018年,河北、江蘇、廣東等省天然氣消費量呈階梯增長,年增量均超過30億立方米。分區域來看,環渤海地區消費量為590億立方米,遠高于其他地區,增速為22.9%;長三角地區消費量為480億立方米,同比增長20.0%;中南地區消費量為290億立方米,增速達19.3%;東南沿海、東北、西南和中西部地區天然氣消費量增速分別為16.7%、16.3%、12.1%和11.2%;西北地區天然氣消費增長較慢,增速為6.7%。
(2)中國天然氣供應分析
國內天然氣產量穩步增加。2018年,估計全年天然氣產量為1573億立方米(不含地方企業煤層氣),同比增長6.7%,遠低于消費增速。其中,煤制氣產量為23億立方米,同比增長4.5%;煤層氣產量為50億立方米,同比增長6.7%;頁巖氣產量超過110億立方米,同比增長22.2%。
天然氣進口量增長顯著,對外依存度大幅攀升。我國天然氣進口量持續高速增長,2018年超過日本成為全球第一大天然氣進口國。估計全年天然氣進口量為1254億立方米,同比增長31.7%,高于2017年的24.7%,對外依存度升至45.3%。
管道氣進口量快速增加。估計全年管道氣進口量為520億立方米,同比增長20.6%,增量主要來自哈薩克斯坦和烏茲別克斯坦,兩國進口氣在我國管道氣進口中占比25%,較上年提升15個百分點。
供應商簽署多項進口LNG購銷合同。2018年,中國石油與切尼爾、卡塔爾液化天然氣公司和埃克森美孚簽署LNG進口合同。中國海油與馬來西亞石油液化天然氣公司簽署LNG進口合同,加上中國海油早期與BP簽署的LNG合同將于2019年履約,新增LNG合同量將超過1000萬噸/年。
天然氣市場供需偏緊,季節性供需緊張緩解。2018年,中國天然氣供應量快速增長,但市場需求增長超出預期,全年資源供應總體偏緊。估計全年供應量為2827億立方米,同比增長16.4%。天然氣市場季節性供需緊張有所緩解。
(3)中國天然氣價格分析
天然氣價格市場化步伐提速。政府堅持“管住中間,放開兩頭”的原則,出臺多項政策加快天然氣價格市場化進程,加強省內管道運輸和配氣價格監管,廣東、廣西、寧夏、山西等多省下調城市管網配氣費。5月,國家發改委出臺《關于理順居民用氣門站價格的通知》,實施居民和非居民用氣門站價格并軌,制定上下游天然氣價格聯動機制,允許一年后居民用氣門站價格可上浮,上浮比例不超過20%。
多地調整終端用氣價格,實施上下游價格聯動機制。根據國家《關于理順居民用氣門站價格的通知》,各地政府加強價格傳導,按照居民承受能力、燃氣企業經營狀況等因素調整終端價格。目前,北京、天津、沈陽等地已上調居民終端用氣價格,并實施上下游價格聯動機制。
天然氣進口均價大幅上漲。2018年,我國進口天然氣價格大幅上漲。1~11月,進口LNG到岸均價為2.19元/立方米,同比上漲19.2%,完稅價為2.46元/立方米;進口管道氣到岸均價為1.49元/立方米,同比上漲9.7%,完稅價為1.65元/立方米。
滬渝交易中心快速發展,再創新交易方式。2018年,上海石油天然氣交易中心開展LNG接收站窗口期交易,助推我國天然氣市場化改革。截至12月底,管道氣單邊交易量為240億立方米,均價為2.06元/立方米;LNG交易量為228萬噸,均價為4752元/噸。
重慶石油天然氣交易中心5月正式開始交易。截至12月底,管道氣單邊交易量為63億立方米,均價為2.12元/立方米;LNG交易量為3.8萬噸,均價為3797元/噸。
(4)中國天然氣儲運發展現狀
管道建設穩步推進。2018年底,中國天然氣長輸管道總里程近7.6萬千米。鄂安滄輸氣管道一期、蒙西管道一期、中緬管道支干線楚雄至攀枝花天然氣管道投產,加上中俄東線、潛江—韶關天然氣管道已部分完工,估計全年建成跨省干線管道1540千米。此外,南川水江—涪陵白濤國家重點天然氣管道工程開工建設,計劃2019年10月投運,建成后將有利于涪陵頁巖氣外輸。區域管網建設持續推進,廣東天然氣管網粵東、粵西、粵北三地6個主干管網項目動工,計劃2020年底建成。
LNG接收站加快投產。截至2018年底,我國LNG接收站總接卸能力達6695萬噸/年。我國在建LNG接收站7座,一期接收能力為1620萬噸/年。另外,唐山、青島、如東等LNG接收站開啟擴建工程,投產后接收能力將顯著提升。
儲氣庫工作氣量顯著提升,多儲氣庫項目準備啟動。2018年,我國已建儲氣庫達容擴容穩步推進,國內第一座民營儲氣庫——港華燃氣金壇儲氣庫一期投產,中國石油顧辛莊儲氣庫投運,中國石化文23儲氣庫初步完工。截至2018年底,我國累計建成26座地下儲氣庫,調峰能力達130億立方米。
天然氣基礎設施互聯互通工程順利推進。2018年2月,國家發改委發布《關于加快推進2018年天然氣基礎設施互聯互通重點工程有關事項的通知》,部署了十大互聯互通重點工程。截至2018年底,中國海油蒙西管道一期與天津管網、中國石油大港油田濱海分輸站與中國石化天津LNG接收站、中緬管道與北海LNG接收站等互聯互通工程已經完工投運。川氣東送管道與西氣東輸一線聯絡線工程即將投產,新奧舟山LNG接收站外輸管道與浙江省管網預計2019年建成。
二、展望2019
(1)國內天然氣需求快速增長
需求持續較快增長,增速將回落。2019年,國內天然氣市場持續快速發展,預計全國天然氣消費量為3080億立方米,同比增長11.4%。
城市燃氣和工業用氣保持較快增速。2019年,預計城市燃氣將延續快速增長態勢,同比增長12.1%,至1110億立方米。在用氣結構中,城市燃氣占36.0%,工業燃料占33.8%,發電用氣占21.9%,化工用氣占8.3%。
(2)天然氣產量穩增,進口量呈較高增速
國內天然氣產量穩定增長。供應商積極增加國內勘探開發投入,加大勘探開發力度。2019年,國內天然氣產量將穩定增加,頁巖氣產量保持較快增速。預計全年國內天然氣產量(含煤制氣)為1708億立方米,同比增長8.6%,在供應結構中占比53.5%。預計全年中國天然氣市場供需緊平衡,國家將繼續推進儲氣調峰體系建設,季節性供需矛盾將持續好轉。
進口量保持較快增長。2019年,中國海油天津LNG接收站、中國海油防城港LNG接收站、唐山和福建莆田LNG接收站三期將投產,中國LNG接收能力將達到7555萬噸/年。部分新簽LNG進口合同開始履約,LNG現貨進口量有所下降,LNG進口總量保持較高增速。中俄東線投產、哈薩克斯坦進口管道氣量增加將帶動管道氣進口量穩步增長。預計全年天然氣進口量為1430億立方米,同比增長14.0%,對外依存度為46.4%。進口氣價格方面,預計2019年進口管道氣和進口LNG價格將小幅下跌。
三、天然氣壓縮機應用范圍
目前,油氣田常用的壓縮機主要有往復式和離心式兩種,其廣泛應用于氣田開發中的排水采氣、集氣處理、增壓輸入天然氣管網、管道增壓輸送和地下儲氣庫等領域。
(1)排水采氣用壓縮機
在天然氣開采的過程中,氣藏會出現壓力衰竭現象,為保持氣藏壓力并持續生產,需要使用壓縮機進行增壓作業。氣舉工藝就是借助壓縮機將高壓氣源注入井內,降低注氣點至井口的壓力梯度,進而降低井底回壓,增加生產壓差,從而提高流體流速,增加天然氣攜液能力,進而排出井底積液,使被水淹的井恢復生產并最終實現連續或間歇性生產的排水采氣工藝。天然氣壓縮機在該過程中起到至關重要的作用。
目前,國產排水采氣用成橇天然氣壓縮機組在設計和現場參數方面均接近國外產品,基本可以滿足氣田氣舉等排水采氣生產工藝的要求。
(2)集氣處理用壓縮機
隨著氣井不斷開采,井口壓力也會隨之降低,當壓力下降到集氣系統壓力之下時,就需要采用增壓設備將采出的天然氣輸入到集氣管網中。高壓集氣過程適用的天然氣壓縮機類型主要是往復式壓縮機。在設計機組過程中,重要的技術參數主要有出口壓力、進口壓力和排氣量等。在集氣站增壓方案中,壓縮機出口壓力必須大于等于支線和干線的運行壓力,才能保證增壓后的天然氣順利進入支線和干線。進口壓力則由氣田增壓穩產期末的井底壓力來確定,壓縮機安裝在集氣站內或附近,要求進口壓力應與來自氣井的天然氣進站壓力基本保持一致。最后根據場站總處理規模和壓縮機臺數確定單機功率,一般每個集氣站的壓縮機臺數以3~5臺為宜。用于集氣處理的壓縮機對壓力要求不高,一般在8MPa以下,功率等級則根據集氣站天然氣處理量要求來確定,一般的單機功率在3500kW以內。
目前天然氣集氣處理過程應用中,國產成套壓縮機組在技術參數、最高排氣壓力和適用范圍等方面與國外同等產品的差距在縮小。
(3)管道輸送用壓縮機
天然氣長輸管道需要在沿途建立天然氣增壓站,通過壓縮機多次多級增壓,才能實現天然氣長距離運輸,壓縮機常被比喻為天然氣管道輸送的“心臟”。常用于管道輸送的天然氣壓縮機有往復式和離心式兩種類型,具體采用哪種類型需要根據管道增壓情況以及安裝天然氣壓縮機的環境條件來確定。一般來說,往復式適用于工況不穩定、壓力高或超高且流量較小的情況;而離心式適用于處理量大且處理量波動幅度不大(變化范圍在70%~120%之間)的情況。按照目前國內外新建的天然氣輸送管道發展趨勢(壓力高、口徑大且流量高),離心式使用范圍將越來越廣泛。
目前國內長距離天然氣管道使用的壓縮機組基本都來自國外進口,僅有少量站點采用沈鼓生產的國產機組或將其作為后備機組,因此建設成本高,而且維修、備件及相關服務都需要依賴國外公司。這些都不利于天然氣管道的安全穩定運行。國產的離心式機組使用時間尚短,在穩定性、可靠性、安全性和故障率等方面仍有待時間驗證。因此,繼續推進國內長距離天然氣管道中關鍵設備(例如壓縮機組)的國產化進程,對于降低管道建設成本、振興裝備制造業乃至保證國家能源供應安全都具有重要的意義。
(4)儲氣庫用壓縮機
天然氣儲氣庫的功能是調峰,在消費量低時向儲氣庫注氣儲存,在高峰期時向管道輸送天然氣。在注氣過程中,需要使用大型的天然氣壓縮機。儲氣庫使用的天然氣壓縮機主要有兩種類型:往復式和離心式壓縮機。由于離心式壓縮機的價格遠遠高于往復式壓縮機,而且具有很大的工作局限性,因此一般采用往復式壓縮機。
國內儲氣庫的注氣壓縮機主要存在以下兩方面問題:第一,對壓縮機出口壓力要求高,最低要達到35MPa,國內生產的壓縮機可以達到這一數值,但是在天然氣處理量方面仍有不足之處,根本原因是壓縮機的功率不足,需要開發更大功率的壓縮機主機才能適應儲氣庫工況;第二,儲氣庫的壓力變化較大,這就要求注氣壓縮機的壓力適應范圍要廣,而且工況變化范圍大,對使用的壓縮機的適應性、操作性、可靠性和安全性都提出了更高的要求,壓縮機一旦出現問題,對儲氣庫的運行影響很大。目前來看,國內生產的注氣壓縮機在可靠性和安全性方面與國外產品相比仍有較大差距。
不過,近些年來國內企業一直在儲氣庫用壓縮機國產化方面努力,加緊技術攻關。近日,石化機械提供的天然氣壓縮機在國家重點能源工程文23儲氣庫項目(一期工程)順利實現72小時試機作業無故障,在現場試機環節脫穎而出。該公司天然氣壓縮機在儲氣庫市場正顯現出本土優勢。
石化機械研制的4RDSA-2/1500天然氣壓縮機日前也在文96地下儲氣庫現場投產運行,機組主要技術指標達到或超過設計要求,振動、噪聲和運行能效等指標均優于進口機組。研制的高壓力大排量天然氣壓縮機組在文23儲氣庫先導實驗工程增注站內成功調試運行,最高壓力達到34.5兆帕,日排量達到150萬方。
(5)其它應用
壓縮機在天然氣行業除了以上幾種主要應用之外,還有一些其它方面的用途,如在CNG加氣站就需要用到大量的壓縮機。CNG加氣站根據所處站址及功用的不同,基本分為常規站、CNG母站、CNG子站3種類型,其選用的設備,特別是壓縮機的類型也有很大的不同。
常規站:加氣站從管網取氣,直接給車輛加氣。站內通常有地面高壓儲氣瓶組(200~250kg)、壓縮機橇塊,控制系統及加氣機。
CNG母站:除具有常規站的功能外,還通過設在站內的加氣柱向子站拖車加氣,子站拖車可以將CNG運到子站,向子站供氣。
CNG子站:在城市中心管網無法達到的地方建立,由子站拖車向其供氣,然后通過壓縮機、地面儲氣系統、地面儲氣瓶組、加氣機向車輛加氣。
CNG加氣站的主要設備包括:氣體干燥器、壓縮機組、儲氣裝置、充氣優先級控制盤、加氣柱、售氣機等。
四、天然氣壓縮機市場前景
隨著環保意識提升,煤改氣、天然氣分布式利用等應用不斷深入,我國天然氣消費正加速步入廣闊藍海。相應的,天然氣需求的增長將帶動天然氣壓縮機裝備市場快速發展。目前,在政府引導,企業推動,各方聯動的情況下,重大裝備國產化步伐加快,大型、高端天然氣壓縮機及其配件已基本實現國產化,僅有部分關鍵性技術和部件無法達到工藝需求。與國際裝備提供商相比,在技術指標差異不大的情況下,國產設備采購價格和服務成本有優勢明顯。可以預見,隨著天然氣在中國能源消費市場的比重增加,必將為天然氣壓縮機裝備制造服務商帶來巨大的市場機會和發展機遇。
不過,由于天然氣壓縮機屬于關系國民經濟命脈的重要行業和重大建設項目中的核心設備,其投資風險和采購成本巨大,盡管國產化程度普遍提高,但國產裝備的市場化程度仍然不高,部分產品及其性能與國外同行如卡麥隆、曼透平、羅羅、德萊賽蘭等企業相比,還存在有較大差距。因此,要想真正實現國產天然氣壓縮機市場化,需產業上下齊心協力,共同努力,才能把握住市場帶來的巨大機遇。
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