淺談LNG氣化站的發展及安全運營

王剛

摘要：我國對環境的保護力度越來越大，習近平總書記提出“綠水青山就是金山銀山”，環境保護是中華民族可持續發展的重要途徑，要深刻認識到環境保護的重大意義。各地為響應國家號召都在大刀闊斧地進行煤改氣、煤改電工程。而部分地區燃氣管網尚未發展，氣源成了煤改氣發展的制約因素。LNG（液化天然氣）是當前發展最為迅速、應用最為廣泛的氣源，LNG氣化站如雨后春筍般快速發展，以LNG作為氣源經過氣化器氣化調壓計量后進入管道的場站稱為LNG氣化站。本文就LNG氣化站的發展及安全運營做了深入地闡述，文中闡述了氣源分析及選擇和安全運營要求。

關鍵詞：LNG氣化站;安全運營;煤改氣

中圖分類號：C931.2 文獻標識碼：A

目前我國煤改氣成果顯著，京昆高速以東、榮烏高速以北至河北廊坊、保定與北京接壤的市區之間的禁煤區已經完成煤改氣工程。完成約319萬戶農村用戶安裝，完成約5萬蒸噸的工業鍋爐煤改氣。由此可見，煤改氣力度很大。但隨之而來的問題是氣源保障和安全運營及監管。

1 氣源情況及流程

供氣原則應該是以管道輸送為主，同時考慮其他輔助氣源。燃氣管道沒有鋪設的地區要對周邊氣源情況進行充分了解，并調研下游各類用戶的用氣規模，綜合考慮各方因素來確定氣源種類。目前，全國可供選擇的氣源有LNG（液化天然氣）、CNG（壓縮天然氣）、LPG（液化石油氣）、生物質氣、輕烴燃氣5種。

1.1 CNG（壓縮天然氣）氣源的供氣形式

以容積18 m3的CNG槽車作為儲氣設施的供氣站，最大存氣量為3600 Nm3，母站與供氣站距離很近時，且具有多個供氣母站時可按照1天的儲量進行配置，如不具備上述條件應結合母站運距按照3～5天的儲量進行設計，如圖1所示。

容積小于等于4m3的CNG儲氣瓶組作為儲氣設施的供氣站，最大存儲量為800 Nm3，應按照儲氣量不低于1.5天進行設計，如圖2所示。

1.2 LPG供氣站供氣形式

固定的LPG儲罐作為儲氣設施，儲氣量按照3～5天設計，如圖3所示。

容積小于等于4 m3的LPG瓶組站，按照儲氣量不低于1.5天設計，如圖4所示。

1.3 生物質氣供氣方式

該氣源是利用秸稈、林木廢棄物、食用菌渣、禽畜糞便及一切可燃性物質作為原料通過發酵產生可燃性氣源，在經過濾后使用，如圖5所示。

1.4 LNG（液化天然氣）供氣形式

LNG固定儲罐作為儲氣設施，儲氣量按照3～5天設計，如圖6所示。

容積小于等于4 m3的LNG瓶組站，儲氣量按照不低于1.5天設計，如圖7所示。

1.5 輕烴燃氣供氣方式

以固定的儲罐作為儲氣設施、經氣化的供氣站，儲氣量按照3～5天設計，如圖8所示。

2 各種氣源優缺點

2.1 CNG

優點：①國內發展較早，工藝設備及工藝流程較為成熟。②CNG是由管道天然氣經過壓縮機增壓后，通過加氣柱充裝至CNG槽車，然后由CNG槽車運至用氣點，氣源較為穩定。③國內的CNG母站數量多，供氣相對穩定。

缺點：①工作壓力較高，最高可達25 MPa，泄漏容易造成高壓傷害。②儲存量較少，不能應用于大氣量客戶。③壓縮的成本高。

2.2 LPG

優點：①國內使用較早，工藝設備及工藝流程較為成熟。②熱值高于天然氣。③液態、壓力低，方便儲存和運輸。

缺點：①密度重于空氣，一旦泄漏不容易快速擴散，易積聚，危險系數高。②價格隨油價波動，不穩定。

2.3 生物質氣

優點：①原料廣泛。②燃燒產物清潔。③技術成熟。④價格低廉。

缺點：①原材料儲存占地大，不宜管理。②熱值低。③配套設備占用空間大，管道管徑大施工不變。④設備易腐蝕老化。

2.4 LNG

優點：①熱值較管道天然氣高。②氣質純凈。③氣化后密度輕于空氣，泄漏易擴散，危險系數低。④氣化比1 ： 600左右，可供用氣量較大的客戶使用。⑤液態、壓力低便于儲運。⑥目前有一定的價格優勢。

缺點：①超低溫，一旦泄漏易對人體造成凍傷。②國內氣源相對較少。③受氣候影響較大，遇到惡劣天氣時容易斷供。④LNG場站占地較大，投資成本高。

2.5 輕烴燃氣

優點：①工程建設規模靈活。②清潔環保、投資規模小、占地少。③建設的工期短、可靠性強。④運行過程安全。⑤成本低于天然氣20%左右。

缺點：①價格會隨石油價格有所波動。②氣源量不足無法實現快速大規模發展。

結合上述優缺點分析，LNG氣源是作為點供氣源的最佳選擇。其儲存量大，熱值高，清潔無污染。其他氣源可以作為補充氣源，用于應急調峰。

3 LNG氣化站的發展現狀

LNG氣化站目前在國內的發展遇到了瓶頸，天然氣屬于國家鼓勵發展對象，但是國內相關規范的發展卻跟不上氣化站發展的需求。目前，國內氣化站設計的規范依據主要有《城鎮燃氣設計規范》 GB50028—2006、《建筑設計防火規范》GB50016—2014及《石油天然氣工程設計防火規范》GB50183—2004。上述相關規范中對儲罐、集中放散管與氣化站內、外建構筑物的安全間距要求極高。以一個標準的LNG氣化站為例，設置一臺60m3的儲罐，所需要的凈地需要5.5畝左右。工業煤改氣用戶很多都受用占地的限制而不能正常進行設計，有一部分用氣企業為了響應環保要求，在沒有經過正規設計院設計情況下也建設了非法的LNG氣化站，眾多非法站的運行對生態環境來說雖有益處，但卻新增了諸多不安全因素。

2017年9月20日實施的《小型液化天然氣氣化站技術規程》T/BSTAUM 001—2017標準給LNG點供事業發展帶來一線希望，該標準主要起草人為國內行業權威：中國市政工程華北設計研究總院有限公司的資深專家陳云玉、陜西省燃氣設計院資深專家郭宗華、山東省建筑大學教授田貫三等國內知名專家。該標準編制依據為《汽車加油加氣站設計與施工規范》GB50156—2012（2014版）中相關安全間距要求，源于國標要求。LNG氣化站的運營安全系數要比加油加氣站更高，因為氣化站多數針對企業內部自用，人員不復雜，安全可控性高，能夠接觸到工藝設備區的只有氣化站的安全運營管理人員，安全系數較高，而反觀加油加氣站，敞開式管理，人員情況復雜，氣化站與之相比安全系數要高很多。該團體標準采用同等安全技術要求是更為合理的，該標準的應用也大幅降低了對土地的需求，符合國家土地發展的要求，但遺憾的是該標準實施近兩年，仍未得到廣泛使用，在此呼吁各地區應該盡快推進《小型液化天然氣氣化站技術規程》T/BSTAUM 001—2017的實施。同時，為了使氣化站能夠安全健康的有序發展，希望國家權威部門能夠盡快出臺適用于我國工業企業自用小型氣化站的審批程序，為LNG氣化站的審批提供政策保障。

在環保政策和補貼政策的扶持下，小型LNG氣化站在全國各地迅速發展[1]，是這一時代的新產物，想要快速發展LNG應該得到各方面的支持。

安全設計不僅僅體現在對現有規范的執行上，還應該考慮到規范未提及的地方如何加強安全措施設計，而不是規范未提的為了避免責任而放棄設計，應該提出設計方案及安全措施并進行論證，這樣才能更好地促進設計行業的發展，從而推動規范的更新及修編，與時俱進適應新時代的發展要求，不能固守舊規，全國燃氣設計行業專家很多，應該充分發揮專家優勢，盡快推進適應LNG氣化站發展的規范更新及落地實施。

4 LNG氣化站的安全運營

再安全的設計也要由可靠的安全運營來保障，設計、設備、施工及監理都做到安全了，最后的運營階段要是沒有可靠的保障同樣會出現事故隱患，甚至發生事故。如何安全運營也是每個氣化站運營單位要重點關注的。目前，一些工業企業用戶的氣化站運營是由企業員工自己負責的，這也是隱患的源頭，運營人員有很多只是簡單的接受了廠家培訓后就開始操作了，沒有強化訓練，沒有持續地安全教育培訓，沒有標準化的操作流程指導，這種運營很多都存在安全隱患，企業自用氣化站應委派專職運營人員，要接受專業燃氣運營企業的培訓，并經過考核后持證上崗，運營企業應該制定標準化的操作流程，每天操作前都要進行學習，安全無小事，謹小慎微才能確保氣化站的絕對安全。同時，配備氣化站安全員，監督氣化站安全運營。

LNG氣化站應該加強自控系統的設計，配備視頻監控系統、工藝參數遠程監控系統、可燃氣體檢測報警系統、低溫泄漏報警系統、緊急切斷系統。其中，視頻監控系統、可燃氣體檢測報警系統及低溫泄漏報警系統，應該遠傳至燃氣運營企業的控制中心集中監控，有條件的地區應該遠傳至消防控制中心。氣化站應該配備不間斷電源[2]。

LNG以其清潔、高效、安全的特性在國內的應用越來越廣泛[3]，因此，大力發展LNG的同時應該保證安全設計、安全施工、安全運營。

煤改氣工程是一項利國利民的工程，但前提是能保證項目安全穩定運行。要發展煤改氣的地區應該重視氣源保供問題，同時應該考慮是否能夠提供足夠的建設用地，燃氣運營單位的能力與經驗是否能夠保證安全穩定運營，提高燃氣運營企業的準入門檻，加強對運營單位的資質審查，防患于未然。

參考文獻

[1] 郭宗華，小型LNG氣化站的過程安全和事故過程安全[J].煤氣與熱力，2018，1（1）：B28.

[2] 王書淼，LNG點供站的自控系統[J].煤氣與熱力，2018，38（10）：B23.

[3] 程旭東，LNG儲罐外墻溫度應力分析及預應力筋設計[J].石油學報，2012，33（3）：294-296.