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天然气行业发展对压缩机行业的影响

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一、我国天然气生产及消费情况

近年来随着城市化进程的加快和环境保护要求的提高,天然气作为一种清洁高效的能源,被大量利用于城市燃气和替代燃油、人工煤气等工业燃料。

国家统计局数据显示,2005年至2015年期间,全国天然气生产量由493亿立方米增长至1350亿立方米,消费量由468亿立方米增长至1931亿立方米,十年复合年均增长率分别为10.6%和15.2%(见表1、2)。

天然气行业发展对压缩机行业的影响

天然气行业发展对压缩机行业的影响

尽管如此,天然气在中国的利用程度仍然比不过其它发达国家。

由于开发较早和地质特性,美国的天然气产量早在上世纪50年代就超过1400亿立方米/年。

更重要的是,美国天然气在能源生产和消费的占比一直远超中国:2015年美国36.6%的能源生产以及29.0%的能源消费都来自天然气,而中国对应的比例只有4.9%和5.9%。

最近几年,我国包括天然气在内的清洁能源占比逐渐提升,相关市场的发展空间依然可观。

二、我国天然气进口量情况

2007年以来我国天然气消费量逐渐赶超生产量,并且增长速度差距较大,由此产生的供给缺口主要由进口天然气弥补。

据海关总署数据显示,天然气进口量2015年达到4435万吨,五年复合增长率接近30%。

而管道天然气更是近年进口量增长的动力,2015年达到2468万吨,五年复合增长率57%。

预计未来我国进口天然气仍有增长空间,而管道天然气增速仍将超过其他天然气类型,例如液化天然气(见表3、4)。

天然气行业发展对压缩机行业的影响

天然气行业发展对压缩机行业的影响

我国天然气消费集中于沿海及中部人口密集、经济发达的地区,而天然气供应主要集中于中西部地区及领海。

自2004年以来,天然气管网建设一直处在高峰建设阶段,目前初步形成了"西气东输、海气登陆、就近供应"的供气格局。

2015年全国天然气城市管道共43.46万公里,十年复合增长率19.8%(见表5)。

天然气行业发展对压缩机行业的影响

三、天然气行业的供需情况

我国的天然气供应的主要来源为国内自产、管道天然气进口和LNG进口。

国内天然气产量并不能满足消费的需求,在进入天然气快速发展阶段后,供需矛盾日益突出,2015年全国天然气产量1,271亿立方米,进口天然气617亿立方米,对外依存度继续上升达到33%(见表6) 。

天然气行业发展对压缩机行业的影响

随着天然气骨干管网的逐步建成,我国管道天然气进口量已经超过液化天然气的进口量(见表7)。

天然气行业发展对压缩机行业的影响

我国进口管道气始于2009年12月中亚天然气管道A线与西气东输二线西段工程的正式建成投产,目前中亚—中国、中缅、中俄管道构成进口管道气三大渠道。

四、天然气行业需求情况

近年来我国天然气消费量持续上升,消费量与增速情况如表8。

天然气行业发展对压缩机行业的影响

在当前国际原油价格低迷的情景下,市场化改革可以及时对接价格较低的海外LNG资源,促进终端天然气价的下降,将更有利于发展终端用户,扩大天然气销售市场,增加天然气销售量。

近年来我国推出多项鼓励政策,促进天然气的消费,具体政策如表9。

天然气行业发展对压缩机行业的影响

据统计,天然气在我国2014年能源消费结构中占5.62%,远低于世界能源消费结构中24% 的平均水平(见表10、11)。

天然气行业发展对压缩机行业的影响
天然气行业发展对压缩机行业的影响

近年来,我国天然气消费在能源消费结构中的比重逐步上升(见表12)。

天然气行业发展对压缩机行业的影响

到2020年中国天然气消费量在初级能源消费中的比例将达到10%以上,利用量达到3600 亿立方米。

可见天然气消费需求未来还有较大的提升空间。

五、天然气行业发展压缩机(compressor)的需求与影响

近年来,天然气在能源消费市场中所占的比例日益增长。

据2015年《BP世界能源统计年鉴》统计,2014年天然气在世界能源一次消费中的比重已达23.7%;而在中国,这一比例仅为5.6%。

从国家能源战略等多个方面来看,大力推动天然气产业发展势在必行,而在其相关设备的制造工艺方面取得突破,是未来一段时期内我国工业生产的重要任务。

压缩机作为天然气生产工艺流程中的一种常见设备,其广泛应用于气田开发中的排水采气、集气处理、增压输入天然气管网、管道增压输送和地下储气库等领域。

目前在排水采气和集气处理领域,国产成套压缩机组可以满足国内油气田使用,基本可以替代进口机型。

但是这些天然气压缩机主要是在进口主机和阀门等零部件的基础上进行橇装的成套压缩机组,主要零部件依赖进口。

在技术参数方面,国产压缩机的最大功率和最高工作压力与国外机型相比,还有一定的差距。

在使用寿命和可靠性方面,国产机的易损件寿命、连续运转时间普遍低于进口机型。

在管道输送领域,特别是对于大型长输管道,国产机的应用远远不如进口机。

目前国产长输管道输送用离心式压缩机只有沈鼓和陕鼓可以制造。

然而其在设计和制造方面仍然处于起步阶段,维修、备件及相关服务都需要依赖国外公司。

在储气库领域,国产压缩机无法完全满足储气库的工况要求,因此主要采用进口机型。

(1)排水采气用压缩机

在天然气开采的过程中,气藏会出现压力衰竭现象,为保持气藏压力并持续生产,需要使用压缩机进行增压作业。

气举工艺就是借助压缩机将高压气源注入井内,降低注气点至井口的压力梯度,进而降低井底回压,增加生产压差,从而提高流体流速,增加天然气携液能力,进而排出井底积液,使被水淹的井恢复生产并最终实现连续或间歇性生产的排水采气工艺。

天然气压缩机在该过程中起到至关重要的作用。

(2)集气处理用压缩机

随着气井不断开采,井口压力也会随之降低,当压力下降到集气系统压力之下时,就需要采用增压设备将采出的天然气输入到集气管网中。

高压集气过程适用的天然气压缩机类型主要是往复式压缩机。

(3)管道输送用压缩机

天然气长输管道需要在沿途建立天然气增压站,通过压缩机多次多级增压,才能实现天然气长距离运输。

压缩机常被比喻为天然气管道输送的"心脏"。

进口离心式压缩机主要是通用电气(GE)和罗罗(RR)制造的产品,以西气东输管道为例,其干线上已建成并投入使用的天然气增压站都主要采用GE和RR离心式压缩机产品。

除设备以外,GE公司还提供包括压缩机组安装、调试、使用培训等服务,以及2012年的产品备件。

国产离心式压缩机的研发以沈阳鼓风机集团(以下简称沈鼓)为代表,但其在设计和制造方面仍处于起步阶段。

2011年,由沈鼓自主设计生产的三套压缩机组分别在西气东输管道二线西段的乌鲁木齐、永昌和瓜州(支线)天然气增压站投入使用;2012年,由沈鼓自主设计生产成橇建设的电驱天然气压缩站——西气东输二线高陵分输压缩站投入使用。

截至2014年年底,4台国产化机组全部运转正常,累计运转时间超过4000h。

(4)储气库用压缩机

天然气储气库的功能是调峰,在消费量低时向储气库注气储存,在高峰期时向管道输送天然气。

在注气过程中,需要使用大型的天然气压缩机。

储气库使用的天然气压缩机主要有两种类型:往复式和离心式压缩机。

由于离心式压缩机的价格远远高于往复式压缩机,而且具有很大的工作局限性,因此一般采用往复式压缩机。

国内外往复、离心压缩机(Centrifugal compressor)主要生产厂家,见表13.

天然气行业发展对压缩机行业的影响

目前,国产压缩机在技术参数等方面无法完全满足储气库的工况要求,因此,国内气田主要采用进口压缩机,小部分采用国外进口国内成橇的设备,仅有少量早期建成的储气库采用国内生产的压缩机作为备用机组。

2015年,国内首台自主生产的储气库压缩机组在中国石油华北油田公司兴9储气库投入使用。

这是2010年成压厂在引进储气库压缩机成橇技术后,经过消化吸收,形成自主的设计、制造和成橇技术而研制生产的产品。

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