祝愨智 王凱濛 孫大微 薛魯寧
摘 要:近年我國LNG行業的市場競爭逐步放開,行業軟科學和硬技術實現雙突破,我國LNG行業標準已從直接采標國外 LNG重點標準發展到自主制定適合國內LNG行業發展建設標準的階段。通過綜合標準化方法全面梳理我國LNG接收站全生命 周期及其業務對象與要素,基于對現有LNG接收站關鍵核心標準的解讀與適用性分析,通過LNG接收站全生命周期的業務需 求及現階段標準體系分析,梳理出LNG接收站標準體系中的薄弱環節,基于此,提出LNG接收站標準體系的規劃建議。
關鍵詞:LNG接收站,標準體系,標準化對象,適用性分析
DOI編碼:10.3969/j.issn.1002-5944.2024.03.007
0 引 言
近年隨著市場競爭逐步開放,我國LNG行業的 發展主要集中在LNG接收站調峰保供新態勢、LNG 罐箱轉運新業務、LNG工程國產化新突破、LNG儲 備罐建設新政策等方面,行業軟科學和硬技術實現 雙突破,因而,標準化體系的發展完善迫在眉睫[1]。 經過多年發展,我國已從直接采標國外LNG重點標 準自主發展到制定適合國內LNG行業發展建設標 準的階段。
當前國際上主要存在兩種標準化模式,一種是 以俄羅斯為代表的基于計劃管理的標準化模式,另一種是以歐美國家為代表的基于市場需求的標準 化模式。而“十四五”期間,我國將進一步強化以市 場需求為導向的特色標準化模式,深化標準領域供 給側結構性改革,增加國家標準有效供給,進一步 加強強制性國家標準、推薦性國家標準和國家標準 樣品的管理,著力構建推動高質量發展的國家標準 體系,以標準促進科技創新成果轉化,助推產業升 級、綠色發展、城鄉建設和社會建設,支撐國內大 循環、國內國際雙循環建設,充分發展標準化在推 進國家治理體系和治理能力現代化建設中的基礎 性、引領性作用[2]。
為此本文根據國內企業標準體系建設相關推 薦性國家標準和法規,對國內外LNG接收站標準體 系進行梳理,總結現有成果,挖潛我國現有標準體 系中待完善的方向,并針對智慧LNG接收站標準體 系建設提出可行建議。
1 LNG接收站標準化對象及要素
1.1 綜合標準化方法
綜合標準化方法是為了達到確定的目的,運用 系統分析方法,建立標準綜合體,并貫徹實施的標 準化活動。標準綜合體則是指綜合標準化對象及相 關要素按其內在聯系或功能要求,以整體效益最佳 為目標形成的相關指標協調優化、相互配合的成套 標準。目前,綜合標準化方法是西方國家市場化標 準編制普遍采用的方法,具有成熟操作流程和較多 的成功案例。
依據綜合標準化的工作流程,明確綜合標準化 對象為LNG接收站,將LNG接收站的主要業務作為標 準化對象范圍;采用自上而下法逐級分析,以LNG接 收站主要業務為頂層,向下逐級明確實現業務的功能 支撐,及實現功能的部件支持[3]。綜合標準化方法為 明確LNG接收站對象及其要素提供了思路指導。
1.2 LNG接收站的全生命周期
基于全生命周期的LNG接收站項目管理的重要 現實意義是把LNG接收站項目看作一個生命體,強 調對其全生命周期發展過程實施持續不斷、協調統 一的管理,系統識別各個階段的風險問題,保證各 項管理活動前后銜接、形成閉環鏈,通過預防和不 斷修正管理手段、方法等,達到成本最低、效率最 高、質量最可靠、環保最佳的效果。
具體做法是通過將LNG接收站生命階段大致 劃分為可研與設計、施工驗收、運營維護三個部分, 從而明確各領域在不同時間段的子領域。目前,由 于國內的接收站起步較晚,還未達到設計運行壽 命,因此廢棄封存階段尚未納入標準設計范圍。全 生命周期框架如圖1所示。
1.3 LNG接收站標準化對象
標準化對象分解提取過程主要包括三個部 分:本體庫構建、體例構建、標準化數據庫建立。 其中本體庫構建以LNG接收站專業知識為支撐, 并依據LNG接收站標準文獻的規范條款或技術指 標,建立起來的能夠涵蓋LNG接收站標準中出現的 所有有效概念(術語)的體系表??梢哉J為,LNG接 收站領域中本體即標準化對象,本體庫即標準化 對象集合。
通過上述本體庫構建流程,LNG接收站標準化 的對象即以LNG接收站專業知識為基礎,以LNG接 收站標準文獻的規范條款為依托,構建起來的術語 體系表。結合前期調研,參考GB 51156—2015《液 化天然氣接收站工程設計規范》[4],梳理出LNG接 收站的標準化對象及要素,見表1。
2 我國LNG接收站標準體系現狀及適 用性分析
2.1 我國LNG接收站標準體系現狀
從2001年國內第一座LNG工廠在中原油田建 設,我國LNG接收站產業鏈技術經歷了依賴國外提 供到學習轉化,再到逐漸形成獨立特色技術三個階 段。在技術探索過程中,我國LNG接收站標準建設 也經歷了翻譯、引進、消化、吸收國際標準到自主編 制的過程。
21世紀初,我國LNG產業才剛剛起步,標準化 工作也是從零開始。1998年,我國石油工業標準化 技術委員會成立了天然氣標準化委員會;1999年, 我國成立了全國天然氣標準化技術委員會;2000年 成立了液化天然氣標準技術工作組;2008年,成立 了全國石油天然氣標準化技術委員會;2009年成立 液化天然氣分技術委員會,秘書處掛靠于中海石油 氣電集團有限責任公司,目前是第三屆,共有來自中 海油、中石油、中石化、國家管網,以及民營企業、科 研院所、高校等51位委員組成。該機構由國家標準 委和國家能源局分管,歸口管理國內LNG領域的國 家和行業標準,并與國際標準化組織液化天然氣分 委員(ISO/TC 67/SC 9)對接。
LNG接收站屬于交叉學科,涉及工藝運行、電 氣、機械設備、自動化通信等多個專業。LNG接收 站相關標準主要包括國家標準、行業標準和企業標 準。在國家標準和行業標準層面,目前我國LNG接 收站相關國家標準、行業標準約39項,包括19項國 家標準、20項石油行業標準,以及其他行業標準。
2.2 LNG接收站現行標準適用性分析
(1)可研與設計階段
可研與設計階段,因為需要考慮整體功能需 求,也是LNG接收站的基礎構建階段,因此幾乎所有 的標準化對象及要素都有相關的標準規范覆蓋,其 中選址、總圖與運輸、工藝系統、LNG儲罐、設備、儀 表及自動控制等都是必不可少的要素構成[5]。
主要可參考的站場綜合規范有:GB 51156— 2015《液化天然氣接收站工程設計規范》、GB/T 20368—2006《液化天然氣(LNG)生產、儲存和 裝運》、GB/T 22724—2022《液化天然氣設備與 安裝 陸上裝置設計》[6]和SY/T 6711—2008《液化 天然氣接收站技術規范》。GB 51156—2015《液化天然氣接收站工程設計規范》在站場技術方面 適用范圍最廣,原則性技術規定較為全面。GB/T 20368—2006《液化天然氣(LNG)生產、儲存和裝 運》雖然在站場技術的原則性技術規定方面不如 GB 51156—2015全面,但二者無本質沖突,且內容 較GB 51156—2015更細致。不僅包含了站場技術規 范,還有站場調試運行方面的內容,較為全面。GB/ T 22724—2022《液化天然氣設備與安裝 陸上裝置 設計》和SY/T 6711—2008《液化天然氣接收站技術 規范》中有關站場設計的相關的條款與GB 51156— 2015、GB/T 20368—2006內容上有較多的交叉,比 選分析后發現僅工藝安全與環保一般規定、火炬處 理能力規定、加臭劑規定、氮氣系統描述、儲罐工 藝一般規定等少數幾個方面的規定更為完善。
低溫儲罐的設計主要參考GB/T 26978—2021 《現場組裝立式圓筒平底鋼質低溫液化氣儲罐的 設計與建造》和GB 51156《液化天然氣接收站工程 設計規范》相關內容[7]。管道的設計主要參考:SY/T 51257—2018[7]《液化天然氣低溫管道設計規范》[8]。
此外在項目前期階段,SY/T 6807—2010《液化 天然氣項目申請報告編制指南》、SY/T 6935—2013 《液化天然氣接收站工程初步設計內容規范》、SY/ T 7302—2016《液化天然氣接收站陸域形成和土建 工程技術指南》、SY/T 7434—2018《液化天然氣接 收站能力核定方法》等規范分別應用于接收站前期 申請、土建工程指南和規模核定[9]。
(2)施工與驗收階段
在項目施工與驗收階段,主要對象包括儲罐的 建造施工與接收站管廊及設備、廠房的基礎建設。
儲罐的施工建造主要參考GB/T 26978—2021 《現場組裝立式圓筒平底鋼質低溫液化氣儲罐的 設計與建造》。土建項目施工主要參考一些建筑行 業施工規范,對焊接、偏差等都有具體要求,驗收 階段主要參考一些設計標準條款,尚無統一的國家 或行業的驗收規程,但是企業內部已有液化天然氣 項目驗收規程,可考慮比選匯編。
(3)運營與管理階段
項目運行管理階段的標準化對象主要為預冷 投產、工藝運行操作(如裝卸船)、設備檢維修、分 析化驗、數字化、完整性管理等方面。
項目運行階段主要參考SY/ T 6928—2018 《液化天然氣接收站運行規程》。該標準與GB/T 20368—2006、SY/T 6711—2008在接收站調試和運 行方面無原則性沖突,但GB/T 20368—2006等規范 中的條款多為原則性規定,而SY/T 6928—2018主 要內容為詳細的操作規程[10]。管道的預冷主要參考 SY/T 6928—2018《液化天然氣接收站運行規程》中 管道預冷相關章節[11]。
2.3 LNG接收站企業標準體系規劃建議
基于LNG接收站技術發展應用現狀和LNG接 收站標準體系現狀及其適用性研究,結合LNG接收 站業務需求,對LNG接收站全生命周期的標準體系 提出新標準制修訂規劃建議[12]。
(1)前期規劃與設計階段
前期規劃與設計階段主要的技術需求有LNG 儲罐設計、LNG接收站工藝設計、設備國產化及 LNG接收站冷能利用。其中LNG儲罐及接收站工藝 的設計技術相關標準體系較為完善成熟,建議直接 引用。設備國產化設計更多依賴材料、設備結構設 計、加工制造等端口,但其機理規范均有成熟標準 參考,建議直接引用。
而LNG冷能利用的多種技術處于示范落地階 段,可編制相關標準,對LNG接收站的冷能綜合利 用技術規劃進行指導,包括冷能發電、換冷站、冷 能空分、海水淡化、梯級利用技術等。
(2)施工與建造階段
在施工建造階段,技術需求主要集中在LNG儲 罐建造和智慧工地技術。
LNG儲罐建造技術方面,目前相關標準體系較 為全面、成熟,建議直接引用。但是在新型儲罐技 術上還存在一些空白,可根據新型LNG儲罐實施經 驗編制企業標準,對地下儲罐施工等新型式、新技術進行規范。
LNG接收站智慧工地建設尚處于起步階段,整 體水平不高,可以通過編制規范,促進LNG接收站 智慧工地技術體系規范落地,如數字化交付流程、 數字化施工過程管理等。
(3)運營與管理階段
在運營管理階段,主要的業務需求有:LNG接 收站試開車、LNG接收站常規操作與管理、安全風 險識別與管控、數字化運營與、智慧LNG接收站。
在接收站的關鍵設備全生命周期管理中可以 做統籌規范,LNG接收站關鍵設備的全生命周期管 理細則,包括前期設備入庫登記、運營期的檢查維 修、運行狀態管理及壽命動態評估技術細則。
安全風險識別與管控方面,現有定量分析與定 性分析的技術、規范均較為成熟,可結合接收站技 術特點,制定常用的安全風險分析與等級評價流程 規范及安全風險管控規范。
數字化運營與管理方面的業務需求較多,而標 準體系中涉及較少,可結合LNG接收站數字化運營 現狀及技術需求,針對特色技術編制企標。
智慧LNG接收站技術作為當下LNG接收站發展 的必然趨勢,可結合智慧LNG接收站建設運營現狀 及技術需求編制企標。
3 結 論
通過總結分析我國現行LNG標準及標準體系, 提出了我國LNG標準及標準體系發展的新方向。標 準化管理工作需要在解決標準間交叉重復等現象 的基礎上,進一步在標準研究的前瞻性、標準制定 的實用性、標準體系的夯實等方面加大提升力度, 統籌指導我國相關標準的編制、修訂及標準體系 發展等工作,進一步形成LNG標準領域與技術領域 “同步走、互匹配”的行業標準發展趨勢。
結合標準適用性分析可以發現,數字化、智能 化技術相關標準尚未完善,應該從頂層設計,基于 現有技術基礎和現場實際需求,建立適用于LNG接 收站的數字化智能化標準體系。注重頂層設計和系 統統籌,從可研與設計階段就進行數字化、智能化 的規劃和預留,同步完善施工與實施階段完善相關 標準體系。
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作者簡介
祝愨智,工程師,主要從事油氣儲運工程研究。
(責任編輯:袁文靜)