城市燃氣企業(yè)LNG儲配站建設(shè)要點分析

張志玲 太原天然氣有限公司

1 前言

隨著我國社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，人口數(shù)量的大幅增加以及生活水平的提升，促使天然氣的需求量逐年增加。根據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計預測，截至到2020年我國天然氣在一次能源消費中的占比達到了10%，消費量達到3000×108m3/a，2030年消費量達到6000×108m3/a。在剛剛過去的兩個冬季供暖季，北方城市出現(xiàn)了燃氣供暖不足的情況，還存在部分工商業(yè)用氣甚至居民用氣受限等情況，對生產(chǎn)、生活造成了較大影響。冬季用氣量增大，使得調(diào)峰儲氣需求量越來越大，增加LNG儲氣設(shè)施是有效解決冬季供氣緊張的措施之一。

2 LNG儲配站的建設(shè)過程

項目建設(shè)過程分為三個階段：前期決策階段、設(shè)計階段、施工階段。

其中LNG儲配站建設(shè)的前期決策階段，對整個項目的質(zhì)量具有較大的影響。因此需要相關(guān)人員重點把握這一環(huán)節(jié)，而結(jié)合以往實踐，LNG儲配站前期決策的主要工作內(nèi)容，包括有合理編制項目建議書、可行性研究報告等等，用于確定LNG儲配站建設(shè)地點、建設(shè)規(guī)模、主要工藝、技術(shù)經(jīng)濟指標等等，為后續(xù)建設(shè)工程的開展提供指導和依據(jù)。

設(shè)計階段的主要工作內(nèi)容是在前期工作的成果基礎(chǔ)上，科學對儲配站的格局、內(nèi)部構(gòu)造、功能等進行設(shè)計。具體實施過程有結(jié)合項目所在地的實際情況開展初步勘察，編制相應的勘查報告；開展初步設(shè)計工作，按照建設(shè)需求可設(shè)計多種方案，便于后期開展論證比選，保證設(shè)計方案的最優(yōu)化；確定設(shè)計方案后對施工圖紙進行規(guī)劃和會審，確保建設(shè)內(nèi)容符合預期效果及相關(guān)技術(shù)文件。

施工階段的主要工作內(nèi)容是依據(jù)設(shè)計成果，通過合理的施工方法實現(xiàn)設(shè)計功能，即是將儲配站從圖紙轉(zhuǎn)為實物。按照LNG儲配站的建設(shè)實際，一般情況下，在建設(shè)過程中，其主要包括土建工程施工及安裝工程施工兩大分項作業(yè)。

3 LNG儲配站的建設(shè)要點分析

3.1 前期決策階段

該階段的建設(shè)要點是確定建設(shè)地點和規(guī)模，也就是項目的站址選擇及規(guī)模的確定。

3.1.1 站址選擇

對于LNG儲配站的選址，應當遵循以下要點，保證建設(shè)過程的有序性，并具有良好的業(yè)務便利性，高效向城市輸送燃氣，提高儲配站建設(shè)實效。

（1）符合城市總體規(guī)劃及燃氣專項規(guī)劃，兼顧出站管道便于連接市政干管；

（2）根據(jù)前期勘察結(jié)果，盡量選擇平坦有利的地形，并保障工程地質(zhì)條件良好，避免不良地質(zhì)區(qū)域，以防出現(xiàn)地層構(gòu)造運動，導致天然氣儲配站運行受到影響，最大限度保障選址安全性；

（3）社會依托條件好，供電、給排水、生活及交通便利；

（4）不占用基本農(nóng)田，少占用農(nóng)田，節(jié)約用地；

（5）綜合考慮LNG儲配站的特殊性質(zhì)，對站內(nèi)儲氣設(shè)施等與站外建筑物、構(gòu)筑物等之間需保持一定的間距，嚴格按照我國消防安全規(guī)范留設(shè)出足夠的防火距離。

（6）盡量減小土石方工程量、降低建設(shè)和管理費用。

3.1.2 建設(shè)規(guī)模確定

（1）需求量預測：采用用戶用氣量指標法和用氣項目統(tǒng)計法相結(jié)合的方式預測用氣需求量，將用戶用氣量指標法對城鎮(zhèn)天然氣用戶預測的優(yōu)勢和用氣項目統(tǒng)計法對工商業(yè)燃料等用氣項目預測的優(yōu)勢相結(jié)合，揚長避短，以盡可能客觀的反映目標市場的天然氣需求；

（2）高峰小時流量的確定：多數(shù)天然氣用戶的用氣量通常會隨著氣候的變化而出現(xiàn)一定變化，主要呈現(xiàn)年度周期性特點。在月份高峰流量的確定中，其會受工作日和節(jié)假日的影響，比如正常工作日的流量相對較小，節(jié)假日流量相對較大。而確定一天中的高峰小時流量，通常是受工作和生活作息時間的影響，會產(chǎn)生一定的規(guī)律性，呈現(xiàn)小時周期性變化特征。比如早晚用氣量較大、中午則相對較少。用氣不均勻性對管網(wǎng)管徑、儲氣調(diào)峰都有很大的影響。根據(jù)實測數(shù)據(jù)確定各類用戶的不均勻系數(shù)，根據(jù)計算月平均小時用氣量，結(jié)合各類用戶用氣的日、小時不均勻系數(shù)，計算出高峰小時流量；

（3）儲配站儲存規(guī)模的確定：按照我國對LNG儲配站的相關(guān)規(guī)定，對其儲存規(guī)模進行了嚴格的限定。比如城鎮(zhèn)地區(qū)的燃氣企業(yè)儲備燃氣，應當不低于年用氣量的5%。如果該儲備站僅作為臨時性過渡設(shè)施，相關(guān)企業(yè)應當針對儲氣規(guī)模和能力不足的區(qū)域，與用戶簽訂中斷供氣合同，向可中斷的用戶購買調(diào)峰能力，因此實現(xiàn)平穩(wěn)供氣，良好履行社會責任。從經(jīng)濟合理性方面考慮，建議按照保障不可中斷用戶考慮，可中斷供氣用戶簽訂可中斷供氣合同。其中不可中斷用戶的保障用氣天數(shù)建議按照3天左右考慮，不足部分由整個區(qū)域范圍內(nèi)的儲存設(shè)施統(tǒng)一解決；

（4）儲配站氣化規(guī)模的確定：根據(jù)中壓管網(wǎng)水力計算的結(jié)果，結(jié)合高峰小時用氣量、現(xiàn)有場站供氣能力、城市輸配管網(wǎng)配氣能力綜合確定儲配站的氣化能力，并考慮市場發(fā)展分期建設(shè)。

3.2 設(shè)計階段

該階段的建設(shè)要點主要是確定工藝流程及總圖布置。

3.2.1 工藝流程選擇

（1）LNG儲存方案的選擇：一般可選用真空粉末絕熱儲罐或子母罐儲存，真空罐方案投資略低，運行可靠性高，可以分期實施，便于企業(yè)控制經(jīng)營風險，提高投資收益率，方便項目業(yè)主生產(chǎn)管理，建議使用真空罐方案。

（2）氣化方案的選擇：可采用的氣化工藝有空溫式氣化器+復熱器氣化、水浴式氣化器氣化兩種。在設(shè)備投資方面，兩個方案主要設(shè)備投資相差不大；在用地面積方面，空溫式氣化器雖然比水浴式氣化用地面積大，但其可以沿儲罐區(qū)圍堰外側(cè)附近布置，相當于充分利用了儲罐的防火間距空間布置，沒有額外占用很多土地資源；在運行費用方面，水浴式氣化器方案較高。建議結(jié)合南方北方地域差異，充分利用自然溫度的基礎(chǔ)上，合理選擇氣化方案。南方高溫地區(qū)推薦選用空溫式氣化器方案，北方寒冷地區(qū)推薦選用水浴式氣化器方案。

（3）常規(guī)工藝流程：液化天然氣（LNG）由槽車運至站內(nèi)，然后采用先進的卸車增壓器設(shè)施，對槽車的壓力進行升高，保障燃氣能夠順利進入到儲罐內(nèi)。同時對于儲罐內(nèi)的燃氣則可通過自身壓力，或者運用自增壓氣化器等，將其壓力提升到符合規(guī)范的工作壓力。一般是保持在0.5～0.7MPa之間。經(jīng)過這一處理后，可借助壓力的作用，將燃氣有效輸送到空溫式氣化器中，并在其中進行合理氣化。最后將壓力調(diào)整到0.36MPa，經(jīng)過計量和加臭處理裝置后，進入到城市管網(wǎng)中，實現(xiàn)為用戶提供所需燃氣。儲備配站內(nèi)設(shè)置裝瓶工藝，LNG從儲罐出來后，經(jīng)過裝瓶工藝向LNG杜瓦瓶裝LNG。

圖1 LNG儲氣站流程簡圖

4 流量計數(shù)據(jù)遠程采集終端及主要功能簡介

4.1 流量計數(shù)據(jù)遠程采集終端

工作溫度：-20℃-60℃；

工作電壓：DC7.4V；

接口方式：RS485接口；

無線數(shù)據(jù)傳輸方式：NB-IoT或GPRS或CDMA2000-1x；

防爆形式：[Ex ia]ⅡB T4;

4.2 總圖布置

對于LNG儲配站建設(shè)過程中的總圖布置，應當充分掌握以下要點，從而保證其具有科學性和合理性，實現(xiàn)儲配站的功能得以良好實現(xiàn)。具體要點如下：

（1）對儲配站的平面規(guī)劃應當符合其運轉(zhuǎn)的工藝流程需求，并適應生產(chǎn)操作開展以及使用功能的實現(xiàn)。同時對其總體布置及平面規(guī)劃，要嚴格按照我國消防安全中的防火防爆規(guī)范、安全衛(wèi)生標準、環(huán)境保護準則等，有效落實各項法律規(guī)范。

（2）按照功能進行總圖布置，合理劃分工藝區(qū)域，保障生產(chǎn)和輸送環(huán)節(jié)具有較好的銜接性。對于儲配站各個工藝裝置的布設(shè)，應當參考同類建筑物，實施合并布置設(shè)計，確保其具有一定的緊湊性，節(jié)約建設(shè)用地，提高空間利用效率。

（3）綜合考慮LNG儲配站在運行過程中的值班管理因素，為提高相關(guān)人員操作的安全性和便捷性，應當合理布置值班室位置，并設(shè)置相應的安全疏散通道，以更好的應對突發(fā)事故，保證值班人員的人身財產(chǎn)安全。同時還需在儲配站內(nèi)布置適當面積的綠地，目的是緩解其生產(chǎn)運行過程中產(chǎn)生的排放和噪聲污染，最大限度的保護周邊生態(tài)環(huán)境。

（4）根據(jù)LNG儲配站的廠址選擇，深入考察當?shù)貧夂驓庀髼l件、地形地勢條件、地質(zhì)構(gòu)造和水文等，保障儲配站內(nèi)各項設(shè)施以及建筑物、構(gòu)筑物等布置在合理的方位，并按照相關(guān)工程標準，優(yōu)化其朝向、采光以及自然通風等條件，為各項生產(chǎn)設(shè)施的運轉(zhuǎn)提供良好基礎(chǔ)。

（5）全面了解項目所在地的歷史降水數(shù)據(jù)和當前演變趨勢，并在儲備站內(nèi)做好防洪設(shè)計及雨水排放系統(tǒng)設(shè)置。

4.3 施工階段

該階段的主要任務是實現(xiàn)設(shè)計功能，建設(shè)要點是質(zhì)量控制、進度控制、成本控制。

（1）結(jié)合工程業(yè)績、管理能力、經(jīng)濟狀況、行業(yè)信譽等因素綜合考慮，擇優(yōu)選擇施工單位；

（2）在簽訂合同之初就對質(zhì)量、進度和成本進行約定，并具有明確的可操作的違約處理措施，從的源頭上對質(zhì)量、進度和成本等要素進行控制；

（3）建立設(shè)備材料供應商庫，通過集中采購實現(xiàn)成本最低化；

（4）在施工過程中委派專人對質(zhì)量、進度和成本進行定期對照，及時發(fā)現(xiàn)實際值與目標值之間的偏差，并采取有效的糾偏措施。

5 思考及建議

根據(jù)多年工作經(jīng)驗，結(jié)合對天然氣行業(yè)的分析和研究，未來的城市燃氣企業(yè)應該更加注重天然氣儲存業(yè)務的開展。如何合理建設(shè)、利用儲氣設(shè)施，解決城市用氣不均勻問題，實現(xiàn)調(diào)峰功能，并在此過程中充分利用補貼政策、LNG價格波動達到預期目標，創(chuàng)造最大化的社會效益和經(jīng)濟效益，是值得每個城市燃氣企業(yè)慎重思考的問題。

6 結(jié)束語

在LNG儲配站項目的建設(shè)中，應充分體現(xiàn)儲存和輸配的兩大功能，以最優(yōu)的方案從建設(shè)的各個階段對建設(shè)要點進行控制，最終實現(xiàn)產(chǎn)品為價值服務的目標。在建設(shè)模式上推薦采用EPC總承包的方式，進一步節(jié)約成本并節(jié)省工期，降低風險，助力燃氣企業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。