吕梁市城市天然气场站布置规划应用

郭李平

(山西省吕梁市东义集团煤气化有限公司，山西吕梁 033000)

目前，日益严重的空气污染已成为困扰各国政府的难题。为了解决日益严重的大气环境污染问题，世界各国都提出了各种适合本国国情的解决办法。使用天然气替代汽油、柴油作为汽车燃料，可使CO，CO2，SO2，碳氢化合物，氮氧化合物以及噪声的污染大幅度减少，是减少汽车尾气污染问题的最安全、经济、有效的方式。因此，天然气的利用对调整能源结构，解决大气环境污染问题，都有重大意义。科学合理的利用天然气必然要对各利用阶段的场站进行合理布局和规划，特别是随着CNG汽车用户逐渐增多，加气站的布局在城市建设中愈发重要。

1 门站

1.1 概述

天然气门站是城市燃气输配系统的大门。门站的主要功能是输配、净化、计量、调压和加臭。

1.2 站址选择原则

天然气门站和储配站的选择应综合考虑诸多相关因素，应既有利于减少工程投资，也要确保安全，遵循的原则如下:

1)站址应符合城镇总体规划的要求;2)尽量靠近用气负荷中心，减少输气管道长度，以节省投资。建站地区应具备较完善的外部依托条件;3)门站站址应结合长输管线位置确定;4)门站和储配站应少占农田、节约用地，并注意与城镇景观等协调;5)根据输配系统具体情况，储配站与门站可合建;6)工程地质符合国家标准和规范要求;7)交通便利，供电、供水及通讯容易解决;8)储配站内的储气罐与站外的建、构筑物的防火间距应符合现行国家标准GB 50016建筑设计防火规范的有关规定。站内露天燃气工艺装置与站外建、构筑物的防火间距应符合甲类生产厂房与厂外建、构筑物的防火间距的要求。

1.3 门站规划

依据以上原则，现状在吕梁市城区东侧田家会街道办事处上楼桥村已建设有一座分输站和一座门站，气源接榆济线田家会上楼桥村阀室，分输站和门站各占地约0.5 ha，该站交通便利，满足规范安全距离要求。根据门站供气范围的用气量统计，规划扩建门站，建设规模为86万m3/d，日常供气规模为56万m3/d。

规划近期再建两座门站，一座在北城区郭家沟，距临县—临汾煤层气管线的4号阀室4 km，门站各占地约0.5 ha，门站规模为90万m3/d，日常供气规模为60万m3/d;另一座在枣林沟张家山，临县—离石天然气管线的分输站旁，分输站和门站各占地0.5 ha，门站规模为90万m3/d，日常供气规模为60万m3/d。这样规划期末将形成三座门站共同向吕梁市城区供气，形成一网多源的供气格局。

1.4 门站工艺流程

天然气高压管道经吕梁市分输站引出进入吕梁市门站，经过滤、计量、调压，一部分进入市区中压管网，一部分进入工业专用管道，经专用调压站接入工业用户，还有一部分进入CNG加气母站及远期储气设施。同时为了供气系统安全运行，在出站之前设加臭装置，最后进入吕梁市天然气输配管网，为吕梁市供气。

门站流程示意图如图1所示。

图1 门站流程示意图

1.5 门站布置

门站按功能分区，分为生产区和生产辅助区，生产区主要功能是天然气的储存、调压、加臭，生产辅助区的功能是为生产区服务，配置相应的水电设施及控制系统;该站生产区由工艺装置区组成。生产辅助区由生产辅助用房(由变配电室、车库、库房组成)，综合楼，门卫组成。门站占地约5 000 m2，同时预留加气母站用地5 000 m2以及储气用地4 000 m2，规划共用地面积为14 000 m2。因门站生产性质为甲类，站内建(构)筑物之间的防火间距均满足《建筑设计防火规范》及《城镇燃气设计规范》的有关规定。站内除了必要的道路及回车场外，尽量减少硬质地面，增大绿地面积，美化环境，绿化率大于30%。

门站主要工艺设备为调压装置、计量装置、加臭装置橇块。

2 CNG加气站

2.1 目前压缩天然气发展情况

压缩天然气是将天然气在高压条件下(20 MPa～25 MPa)储存在钢瓶中，通过汽车运输，作为燃料供应某些距离较为适当的工业、居民及城市汽车用户使用，从而替代其他燃料。压缩天然气驱动汽车(简称CNG汽车)是一种以天然气代替燃油的新型汽车。压缩天然气是一种新型、经济、安全的清洁燃料，具有优良的燃烧特性和极低的废气排放指标。汽车加气量主要包含两方面内容:1)为吕梁市公交公司的公交车提供压缩天然气作为燃料;2)为吕梁市出租车提供压缩天然气作为燃料。

1)吕梁市公交车。根据《吕梁市城市公共交通专项规划》，2015年公交需求量为292辆，2030年公交需求量为500辆。规划近期改装车辆263辆;远期全部采用天然气加气。按每辆车每天运营200 km，每百公里耗汽油20 L;每百公里耗柴油19 L计算(每1.0 m3天然气可代替汽油约1.15 L，替代柴油约0.9 L)。压缩天然气加气量为:近期:0.91 ×104m3/d;远期:1.74 ×104m3/d。

2)吕梁市出租车公司。根据《吕梁市城市公共交通专项规划》，2015年出租车需求量为700辆，2030年为1 200辆。规划近期改装车辆按70%计，将改装车辆490辆，远期改装车辆考虑85%，将改装车辆850辆，按每辆车每天行驶200 km，每百公里耗汽油12 L计算，压缩天然气加气量为:近期:1.02×104m3/d;远期:2.12 ×104m3/d。

3)其他车辆。根据规划人口，到规划期末，吕梁市中心城区汽车户均约1.2万辆，总量约为20万辆，改装用气车辆按照50%计算约为10万辆。按照每天行驶30 km，百公里耗油10 L计算，远期用气量:17.8×104m3/d。

汽车加气用量见表1。

表1 汽车加气用气量表

2.2 CNG加气母站

根据《山西省天然气加气站专项规划》，吕梁市规划CNG加气母站2座，分别位于田家会街道办事处上楼桥村和北城区郭家沟，既向吕梁市区供气也向周边县市供气，每个站规划供气量为15 万 m3/d，占地面积约 0.5 ha。

2.3 加气站

根据用气量预测，高峰月均日用气量近期为2.52万m3/d，远期为21.66万m3/d，同时结合山西省CNG加气站总体规划和吕梁市天然气(煤层气)汽车加气站发展规划，确定近期建5座CNG加气站，远期再建3座CNG加气站。

加气站的等级按照表2标准确定。

表2 压缩天然气加气站的等级划分

2.4 加气方案

工艺流程示意图如图2所示。

图2 加气工艺流程示意图

2.5 CNG加气站布置原则

1)CNG加气站的选址必须服从吕梁市城市总体及消防、环保等相关要求。2)平衡布点，协调发展。3)利于城市交通设施的充分利用和交通畅通。4)CNG加气站与周围建、构筑物的防火距离必须符合现行国家标准《城镇燃气设计规范》《建筑设计防火规范》《汽车加油加气站设计与施工规范》的规定，并远离居民稠密区、大型公共建筑、重要物资仓库以及通讯和交通枢纽等。5)CNG加气站站址应具有适宜的地形、工程地质、气源、供电和给排水条件，交通方便。6)CNG加气站应少占农田、节约用地，并应注意与城市景观协调。

加气站的场址选择还需符合《汽车加油加气站设计与施工规范》，在城市建成区内不应建一级加气站，在城市人员稠密区设置的加气站宜为三级;对重要公共建筑和涉及国计民生的其他重要建、构筑物周围100 m范围内不得建加气站。

2.6 CNG工程技术及管理中心

在发展燃气汽车时，应注重改车与建站的相互配合，将公交车和出租车作为首要发展对象，配合加气站的建设，逐步实施。在汽车上使用天然气，现阶段主要采取改造在用汽车，即保留原有的燃油供给系统，新增车用压缩天然气供给系统，包括钢瓶、减压阀、自动调节混合器、燃料配管、油—气转换装置、安全装置、压力表等。将燃油汽车改造成通过转换装置可选择天然气或燃油的双燃料天然气汽车。

在用汽车的改造必须进行试验，对不同型号和排量的汽车发动机与选用的供气系统主要装置减压阀和混合器，在装用前必须进行匹配试验，选择最佳调整方案取得最优动力性，经济性效果和较低的污染物排放量。所以汽车配气及燃烧系统改造主要有以下几方面工作:

1)试验并取得数据。2)确定调整参数及最佳调整议案。3)进行汽车车体改造及燃气系统改造。

为确保安全和燃气汽车项目的健康发展，燃气汽车改装应在政府统筹规划下进行，燃气汽车的改装须经政府相关部门审查批准许可的有专业资质的单位和企业来实施。建设一座包括燃气汽车改装、燃气汽车转换装置组装、燃气汽车检测等生产设施，并对燃气汽车驾驶员、加气站操作人员进行执业培训的工程技术及管理中心。

3 结语

城市天然气的发展应用离不开配套设施的建设，加气站的建成发挥作用必须要有CNG汽车的使用，两者既紧密联系又互相制约，加气站建设既不能超前，也不能滞后。城市在期待天然气带来的清洁与便利，更要重视基本场站环节的科学与合理建设，扎实的做好基础建设工作，为城市长远发展做好铺垫。

［1］詹淑慧，李德英.燃气工程［M］.北京:水利水电出版社，2008.

［2］严铭卿，廉乐明.天然气输配工程［M］.北京:中国建筑工业出版社，2005.

［3］严铭卿.燃气工程设计手册［M］.北京:中国建筑工业出版社，2009.

［4］邓 渊.煤气规划设计手册［M］.北京:中国建筑工业出版社，1992.