洪銘聲
〔中國石化遼寧石油分公司 遼寧沈陽 110000〕
樹立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念,堅持節(jié)約資源和保護環(huán)境的要求已成為環(huán)保工作的行動綱領(lǐng)。受近幾年極端惡劣空氣環(huán)境的影響,國家環(huán)保部門要求取締燃煤鍋爐的噸位不斷上升,煤改氣、煤改電等工作已經(jīng)如火如荼的開展,但受到天然氣管線敷設(shè)范圍、用煤用電用氣價格、不同燃料對加熱工藝要求等方面的影響,還有相當(dāng)一部分燃氣客戶無法通過管道進行天然氣配送,因此近幾年作為燃氣管道鋪設(shè)的補充,LNG氣化站及CNG減壓站的點供項目逐步增多。本文根據(jù)點供項目客戶開發(fā)和建設(shè)運營管理經(jīng)驗,對點供項目開發(fā)原則和建設(shè)運營中的注意事項進行了匯總分析,并提出了相應(yīng)的建議。
按照天然氣工藝類型分類,點供項目分為LNG氣化站及CNG減壓站。
LNG氣化站主要設(shè)備為LNG低溫儲罐、卸車增壓器、汽化器、調(diào)壓器、加熱設(shè)備、計量設(shè)備、安全放散裝置和自動聯(lián)鎖系統(tǒng),主要工藝為通過接卸LNG槽車內(nèi)的液化天然氣,以風(fēng)冷或水冷等方式,使LNG吸熱氣化為氣態(tài)天然氣,而后通過調(diào)壓、加臭、計量,最終達到用戶燃氣設(shè)備,完成天然氣的供應(yīng)。
CNG減壓站主要設(shè)備為CNG減壓撬、卸車裝置、計量裝置、安全放散和自動聯(lián)鎖裝置,主要工藝為將CNG管束車內(nèi)的高壓壓縮天然氣,通過CNG減壓撬進行二級或三級減壓,使高壓的壓縮天然氣壓力降低至用戶所需壓力,而后通過加臭、計量最終到達用戶燃氣設(shè)備。
以上工藝類型的設(shè)備如遇燃氣客戶自有場地較小,不滿足安全距離等情況,均可以將主要設(shè)備制成撬裝式集成設(shè)備,以滿足實際要求。
點供項目工藝的選取受天然氣氣源、客戶與CNG母站或LNG碼頭(工廠)距離、用戶場地規(guī)模、客戶用氣量、設(shè)備投資等多方面因素影響,需要綜合考慮。總體而言,需要把握以下五個原則。
天然氣氣源。若客戶對天然氣質(zhì)量要求較高,如低硫、低水等,可優(yōu)先選擇LNG氣化方式。由于-162℃以下的LNG液化氣體中,水、硫等雜質(zhì)因凝點不同已析出,為“最清潔燃料”。若客戶對甲烷、熱值等指標(biāo)還有其他要求,可對照質(zhì)檢報告在LNG氣源中擇優(yōu)選取。
客戶距離CNG母站或LNG碼頭(工廠)距離。在客戶對天然氣氣源無強制性指標(biāo)要求的前提下,若客戶距離CNG母站或LNG碼頭、工廠較近,可建設(shè)對應(yīng)的點供氣化站。但特別需要注意的是,CNG減壓氣化站從經(jīng)濟性考慮,只適合客戶在母站周邊100 km以內(nèi)的地點進行建設(shè),如超過100 km經(jīng)濟性急劇下降,但適宜建設(shè)LNG氣化站。
用戶場地。CNG減壓撬用地面積較小,約100 m2,但需要考慮CNG管束車的進出和停放位置。LNG氣化站用地面積較大,約500 m2。選擇工藝類型時需參考客戶實際可提供場地的面積。
客戶用量。CNG管束車一般情況下運量為單車4 000~4 500 m3,目前最大型號單車可裝載8 000m3,如多車不間斷運輸,可以保證正常供應(yīng)。LNG單車裝載量為55 m3,約22 t,折算為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體為3萬m3,但綜合考慮LNG的運距,裝卸時間等因素,建議單車供應(yīng)3萬m3以下客戶,否則可能產(chǎn)生LNG供應(yīng)不及時或LNG儲罐無容積卸氣的情況。
設(shè)備投資。如用氣客戶自行投資,則可根據(jù)上述幾種情形自行選擇供氣方式和設(shè)備類型。如供氣方進行設(shè)備投資,需要考慮投資回報,由于點供項目是管道鋪設(shè)的補償辦法,不具備長期性,投資回報宜在1~3年內(nèi)完成。如以客戶單日用量5 000 m3為例,CNG減壓站投資一般在30萬元左右,LNG投資在120萬元左右,用氣單位可根據(jù)合同簽訂的價格條款控制或降低初始投資的方式進行控制。
以上五方面,應(yīng)綜合統(tǒng)一考慮,在客戶需求、用量、場地確定的情況下,選擇適合的母站及設(shè)備投資,綜合保證供應(yīng)方和用氣單位各自利益,項目才能持久穩(wěn)定運行。
天然氣用氣客戶主要分為工業(yè)用和民用兩類,其中工業(yè)用戶用氣量較大,需求較為穩(wěn)定,對氣質(zhì)、氣價較為敏感,主要行業(yè)為玻璃、金屬、化肥、陶瓷、耐火材料等。民用戶用氣量較小、且用氣不穩(wěn)定、存在用氣高峰和低谷,需要對氣量和氣壓進行周期性調(diào)節(jié),由于居民用氣存在政府定價,居民用氣價格基本不與市場價格進行聯(lián)動。
從一般點供項目市場開發(fā)的情況看,點供項目主要目標(biāo)客戶為工業(yè)用戶,此類用戶具備四個原則可以進行開發(fā)。一是地方環(huán)保要求該企業(yè)限期進行燃煤或燃油鍋爐改造,由于每年使用燃煤或燃油繳納的排污費已經(jīng)對生產(chǎn)成本有所影響,導(dǎo)致內(nèi)外部環(huán)境均使企業(yè)具備主動改造燃氣的意愿;二是用氣客戶不在城鎮(zhèn)燃氣管線覆蓋范圍內(nèi),或?qū)iT為其敷設(shè)燃氣管線并網(wǎng)費及管道敷設(shè)成本較高,導(dǎo)致燃氣公司與用氣客戶無法達成一致;三是企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營情況良好,具備穩(wěn)定的天然氣用氣需求,能夠簽訂穩(wěn)定的天然氣購銷合同,具備氣款的支付能力;四是用氣單位具備足夠的有相關(guān)證照的自有土地,可供擺放天然氣儲運設(shè)備。
民用燃氣,一般為郊區(qū)燃氣管線未覆蓋的新建小區(qū)或鄉(xiāng)村集體進行煤改氣項目,民用燃氣項目存在四方面較為明顯的弱勢。一是用氣量較小。以單個家庭為例,每日做飯用氣量約為0.2 m3,按單個樓盤項目2萬戶計算,每日用氣量僅為4 000 m3。二是用氣量波動較大,需要人為調(diào)峰。由于居民用戶做飯時間較為固定,每日早6~7時,中午及晚間5~6時,天然氣用氣量急劇增加,需要氣化站通過增量或增壓等方式進行調(diào)流,增加設(shè)備和人員操作,同時還存在一定的斷氣或保供風(fēng)險。三是安全責(zé)任較大。按照地方住建委規(guī)定,燃氣供應(yīng)單位負責(zé)對居民燃氣設(shè)備進行定期檢查,居民用氣出現(xiàn)事故將追究燃氣公司相應(yīng)責(zé)任,氣化站人員配置不足,逐戶進行設(shè)備檢查不易實現(xiàn)。四是項目不穩(wěn)定。由于新樓盤建設(shè)地理位置由政府部門規(guī)劃,且城市規(guī)劃與燃氣管線規(guī)劃一同進行,因此居民樓盤項目最終會并入城鎮(zhèn)燃氣。鄉(xiāng)村集中改氣項目受運輸距離較遠等因素影響也不宜發(fā)展。
由于目前全國多數(shù)省市對天然氣點供項目政策不明,因此,天然氣點供項目建設(shè)必須取得地方政府部門的審批,避免新法律規(guī)定出臺后造成歷史遺留問題。點供項目建設(shè)需要注意四個方面。一是點供項目建設(shè)及申報主體為用氣單位,用氣單位必須取得合法的土地證,經(jīng)具備資質(zhì)的單位設(shè)計后,報消防、安監(jiān)、質(zhì)檢等部門進行項目審批或備案。由于客戶為自有場地,政府審批過程中將按照客戶自建的形式進行審批,避免了需要走建設(shè)規(guī)劃等流程,可提高項目報批效率。二是項目建設(shè)在滿足客戶需求的前提下,要盡可能降低初始投資,這樣才能最大程度地降低天然氣供貨價格,以增強對可能敷設(shè)的城市燃氣管線的抵御能力。三是有條件的點供項目,宜配置LNG及CNG兩種類型的點供設(shè)備以應(yīng)對價格波動的天然氣市場。以2017年四季度為例,遼寧地區(qū)LNG價格由3 000元/t上漲至約5 000元/t,CNG價格由2.2元/m3上漲至2.7元/m2,如LNG價格持續(xù)上漲,可考慮使用CNG系統(tǒng)短期替代供氣,以降低成本。四是宜加裝自動聯(lián)鎖系統(tǒng)及自動控制系統(tǒng),工業(yè)天然氣使用具備不間斷性和長期性,操作人員無法長時間即時觀測設(shè)備狀況,使用PCL控制系統(tǒng)及視頻監(jiān)控系統(tǒng)可有效提高風(fēng)險防控能力。五是相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),目前點供項目無具體的法律法規(guī)或標(biāo)準(zhǔn)可以遵照執(zhí)行,實際建設(shè)過程中可參考GB50028—2006《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》及T/BSTAUM001—2017《小型液化天然氣氣化站技術(shù)規(guī)程》、GB50016—2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》。
項目運營管理主要包含計劃、計量、結(jié)算及安全等方面。
計劃方面。由于工業(yè)燃氣用戶主要用于生產(chǎn),一旦停止供氣將造成重大影響,因此供氣及用氣雙方必須建立良好的天然氣用氣計劃溝通協(xié)調(diào)機制。特別是以CNG減壓形式供應(yīng),由于單車數(shù)量少,裝車時間較長,需要準(zhǔn)備一輛機動管束車或建設(shè)CNG儲氣瓶組用于應(yīng)急供氣,同時按日、周、月,夏季、冬季制定合理的用氣計劃,明確用氣高峰時段,保證雙方的順利合作。
計量方面。在明確雙方安全責(zé)任的同時,供氣方及用氣方需同時進行天然氣接卸,CNG可以卸氣柱或雙方規(guī)定的計量儀表確定接卸量。LNG宜通過過磅方式確定卸車前后重量,但由于質(zhì)量和體積轉(zhuǎn)換存在誤差,按體積結(jié)算的項目,需要雙方合理確定折換系數(shù)或損耗責(zé)任承擔(dān),目前天然氣市場上LNG折算系數(shù)為1 400~1 420之間,確定的損耗由雙方簽字確認。
結(jié)算方面。結(jié)算宜以固定周期進行,以3~5天為宜,結(jié)算前,雙方需要共同對指定的計量裝置數(shù)據(jù)進行確認,并按照當(dāng)期結(jié)算價格以噸或體積進行結(jié)算。當(dāng)單方對計量數(shù)據(jù)產(chǎn)生異議時,可申請由質(zhì)檢部門對計量儀器進行檢定。按照目前通用的天然氣計量標(biāo)準(zhǔn),天然氣計量裝置允差率在±1%。
安全方面。雙方應(yīng)在合同內(nèi)明確各自的安全責(zé)任,同時約定好點供設(shè)備的定期巡檢、檢查、記錄、檢定、維護、維修等方面的職責(zé),做好相應(yīng)的記錄留存。特別需要注意的是點供項目大多數(shù)屬于特種設(shè)備,維修或更換時,必須提前告知質(zhì)檢部門,維修或更換作業(yè)必須在卸壓后方可進行。如大規(guī)模的更換,再次進氣前需使用惰性氣體(氮氣)進行置換。
檢定方面。點供項目的各類儲罐、管徑大于DN50 mm以上的管路均需要辦理壓力容器使用登記證,壓力表、安全閥、流量計等設(shè)備要按照要求進行周期檢定并在有效期內(nèi)使用。
職業(yè)衛(wèi)生方面。LNG氣化站屬于低溫設(shè)備,需要操作人員著防靜電、防凍傷工作服,帶防凍手套及護目鏡,同時還要做好防止窒息等方面的工作。
天然氣點供項目作為城鎮(zhèn)燃氣管道的補充具有機動靈活性,在客戶開發(fā)過程中應(yīng)充分從用氣單位的實際需求出發(fā),綜合考量投資、成本、CNG和LNG氣源、用戶需求規(guī)模等因素,合理進行工藝選擇和項目投資,使項目順利建成且能夠在較長一段時間內(nèi)有效運行。
項目運行及管理過程中,要及時溝通用氣需求,提前做好用氣計劃上報和需求分析,嚴格按照特種設(shè)備和危險化學(xué)品的相關(guān)管理規(guī)定,明確雙方的權(quán)責(zé),做好相應(yīng)的設(shè)備維護及保養(yǎng)工作,保證項目安全平穩(wěn)運行。