城市燃氣企業LNG儲配站建設要點分析

張志玲 太原天然氣有限公司

1 前言

隨著我國社會經濟的高速發展，人口數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。根據相關部門統計預測，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，北方城市出現了燃氣供暖不足的情況，還存在部分工商業用氣甚至居民用氣受限等情況，對生產、生活造成了較大影響。冬季用氣量增大，使得調峰儲氣需求量越來越大，增加LNG儲氣設施是有效解決冬季供氣緊張的措施之一。

2 LNG儲配站的建設過程

項目建設過程分為三個階段：前期決策階段、設計階段、施工階段。

其中LNG儲配站建設的前期決策階段，對整個項目的質量具有較大的影響。因此需要相關人員重點把握這一環節，而結合以往實踐，LNG儲配站前期決策的主要工作內容，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儲配站建設地點、建設規模、主要工藝、技術經濟指標等等，為后續建設工程的開展提供指導和依據。

設計階段的主要工作內容是在前期工作的成果基礎上，科學對儲配站的格局、內部構造、功能等進行設計。具體實施過程有結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；開展初步設計工作，按照建設需求可設計多種方案，便于后期開展論證比選，保證設計方案的最優化；確定設計方案后對施工圖紙進行規劃和會審，確保建設內容符合預期效果及相關技術文件。

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

3 LNG儲配站的建設要點分析

3.1 前期決策階段

該階段的建設要點是確定建設地點和規模，也就是項目的站址選擇及規模的確定。

3.1.1 站址選擇

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

（1）符合城市總體規劃及燃氣專項規劃，兼顧出站管道便于連接市政干管；

（2）根據前期勘察結果，盡量選擇平坦有利的地形，并保障工程地質條件良好，避免不良地質區域，以防出現地層構造運動，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）不占用基本農田，少占用農田，節約用地；

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

（6）盡量減小土石方工程量、降低建設和管理費用。

3.1.2 建設規模確定

（1）需求量預測：采用用戶用氣量指標法和用氣項目統計法相結合的方式預測用氣需求量，將用戶用氣量指標法對城鎮天然氣用戶預測的優勢和用氣項目統計法對工商業燃料等用氣項目預測的優勢相結合，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：多數天然氣用戶的用氣量通常會隨著氣候的變化而出現一定變化，主要呈現年度周期性特點。在月份高峰流量的確定中，其會受工作日和節假日的影響，比如正常工作日的流量相對較小，節假日流量相對較大。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，會產生一定的規律性，呈現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管徑、儲氣調峰都有很大的影響。根據實測數據確定各類用戶的不均勻系數，根據計算月平均小時用氣量，結合各類用戶用氣的日、小時不均勻系數，計算出高峰小時流量；

（3）儲配站儲存規模的確定：按照我國對LNG儲配站的相關規定，對其儲存規模進行了嚴格的限定。比如城鎮地區的燃氣企業儲備燃氣，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施，相關企業應當針對儲氣規模和能力不足的區域，與用戶簽訂中斷供氣合同，向可中斷的用戶購買調峰能力，因此實現平穩供氣，良好履行社會責任。從經濟合理性方面考慮，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建議按照3天左右考慮，不足部分由整個區域范圍內的儲存設施統一解決；

（4）儲配站氣化規模的確定：根據中壓管網水力計算的結果，結合高峰小時用氣量、現有場站供氣能力、城市輸配管網配氣能力綜合確定儲配站的氣化能力，并考慮市場發展分期建設。

3.2 設計階段

該階段的建設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，便于企業控制經營風險，提高投資收益率，方便項目業主生產管理，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。在設備投資方面，兩個方案主要設備投資相差不大；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，但其可以沿儲罐區圍堰外側附近布置，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。建議結合南方北方地域差異，充分利用自然溫度的基礎上，合理選擇氣化方案。南方高溫地區推薦選用空溫式氣化器方案，北方寒冷地區推薦選用水浴式氣化器方案。

（3）常規工藝流程：液化天然氣（LNG）由槽車運至站內，然后采用先進的卸車增壓器設施，對槽車的壓力進行升高，保障燃氣能夠順利進入到儲罐內。同時對于儲罐內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范的工作壓力。一般是保持在0.5～0.7MPa之間。經過這一處理后，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。最后將壓力調整到0.36MPa，經過計量和加臭處理裝置后，進入到城市管網中，實現為用戶提供所需燃氣。儲備配站內設置裝瓶工藝，LNG從儲罐出來后，經過裝瓶工藝向LNG杜瓦瓶裝LNG。

圖1 LNG儲氣站流程簡圖

4 流量計數據遠程采集終端及主要功能簡介

4.1 流量計數據遠程采集終端

工作溫度：-20℃-60℃；

工作電壓：DC7.4V；

接口方式：RS485接口；

無線數據傳輸方式：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，實現儲配站的功能得以良好實現。具體要點如下：

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

（2）按照功能進行總圖布置，合理劃分工藝區域，保障生產和輸送環節具有較好的銜接性。對于儲配站各個工藝裝置的布設，應當參考同類建筑物，實施合并布置設計，確保其具有一定的緊湊性，節約建設用地，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，并設置相應的安全疏散通道，以更好的應對突發事故，保證值班人員的人身財產安全。同時還需在儲配站內布置適當面積的綠地，目的是緩解其生產運行過程中產生的排放和噪聲污染，最大限度的保護周邊生態環境。

（4）根據LNG儲配站的廠址選擇，深入考察當地氣候氣象條件、地形地勢條件、地質構造和水文等，保障儲配站內各項設施以及建筑物、構筑物等布置在合理的方位，并按照相關工程標準，優化其朝向、采光以及自然通風等條件，為各項生產設施的運轉提供良好基礎。

（5）全面了解項目所在地的歷史降水數據和當前演變趨勢，并在儲備站內做好防洪設計及雨水排放系統設置。

4.3 施工階段

該階段的主要任務是實現設計功能，建設要點是質量控制、進度控制、成本控制。

（1）結合工程業績、管理能力、經濟狀況、行業信譽等因素綜合考慮，擇優選擇施工單位；

（2）在簽訂合同之初就對質量、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，從的源頭上對質量、進度和成本等要素進行控制；

（3）建立設備材料供應商庫，通過集中采購實現成本最低化；

（4）在施工過程中委派專人對質量、進度和成本進行定期對照，及時發現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

根據多年工作經驗，結合對天然氣行業的分析和研究，未來的城市燃氣企業應該更加注重天然氣儲存業務的開展。如何合理建設、利用儲氣設施，解決城市用氣不均勻問題，實現調峰功能，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，創造最大化的社會效益和經濟效益，是值得每個城市燃氣企業慎重思考的問題。

6 結束語

在LNG儲配站項目的建設中，應充分體現儲存和輸配的兩大功能，以最優的方案從建設的各個階段對建設要點進行控制，最終實現產品為價值服務的目標。在建設模式上推薦采用EPC總承包的方式，進一步節約成本并節省工期，降低風險，助力燃氣企業持續穩定發展。