城市燃气企业LNG储配站建设要点分析

张志玲 太原天然气有限公司

1 前言

随着我国社会经济的高速发展，人口数量的大幅增加以及生活水平的提升，促使天然气的需求量逐年增加。根据相关部门统计预测，截至到2020年我国天然气在一次能源消费中的占比达到了10%，消费量达到3000×108m3/a，2030年消费量达到6000×108m3/a。在刚刚过去的两个冬季供暖季，北方城市出现了燃气供暖不足的情况，还存在部分工商业用气甚至居民用气受限等情况，对生产、生活造成了较大影响。冬季用气量增大，使得调峰储气需求量越来越大，增加LNG储气设施是有效解决冬季供气紧张的措施之一。

2 LNG储配站的建设过程

项目建设过程分为三个阶段：前期决策阶段、设计阶段、施工阶段。

其中LNG储配站建设的前期决策阶段，对整个项目的质量具有较大的影响。因此需要相关人员重点把握这一环节，而结合以往实践，LNG储配站前期决策的主要工作内容，包括有合理编制项目建议书、可行性研究报告等等，用于确定LNG储配站建设地点、建设规模、主要工艺、技术经济指标等等，为后续建设工程的开展提供指导和依据。

设计阶段的主要工作内容是在前期工作的成果基础上，科学对储配站的格局、内部构造、功能等进行设计。具体实施过程有结合项目所在地的实际情况开展初步勘察，编制相应的勘查报告；开展初步设计工作，按照建设需求可设计多种方案，便于后期开展论证比选，保证设计方案的最优化；确定设计方案后对施工图纸进行规划和会审，确保建设内容符合预期效果及相关技术文件。

施工阶段的主要工作内容是依据设计成果，通过合理的施工方法实现设计功能，即是将储配站从图纸转为实物。按照LNG储配站的建设实际，一般情况下，在建设过程中，其主要包括土建工程施工及安装工程施工两大分项作业。

3 LNG储配站的建设要点分析

3.1 前期决策阶段

该阶段的建设要点是确定建设地点和规模，也就是项目的站址选择及规模的确定。

3.1.1 站址选择

对于LNG储配站的选址，应当遵循以下要点，保证建设过程的有序性，并具有良好的业务便利性，高效向城市输送燃气，提高储配站建设实效。

（1）符合城市总体规划及燃气专项规划，兼顾出站管道便于连接市政干管；

（2）根据前期勘察结果，尽量选择平坦有利的地形，并保障工程地质条件良好，避免不良地质区域，以防出现地层构造运动，导致天然气储配站运行受到影响，最大限度保障选址安全性；

（3）社会依托条件好，供电、给排水、生活及交通便利；

（4）不占用基本农田，少占用农田，节约用地；

（5）综合考虑LNG储配站的特殊性质，对站内储气设施等与站外建筑物、构筑物等之间需保持一定的间距，严格按照我国消防安全规范留设出足够的防火距离。

（6）尽量减小土石方工程量、降低建设和管理费用。

3.1.2 建设规模确定

（1）需求量预测：采用用户用气量指标法和用气项目统计法相结合的方式预测用气需求量，将用户用气量指标法对城镇天然气用户预测的优势和用气项目统计法对工商业燃料等用气项目预测的优势相结合，扬长避短，以尽可能客观的反映目标市场的天然气需求；

（2）高峰小时流量的确定：多数天然气用户的用气量通常会随着气候的变化而出现一定变化，主要呈现年度周期性特点。在月份高峰流量的确定中，其会受工作日和节假日的影响，比如正常工作日的流量相对较小，节假日流量相对较大。而确定一天中的高峰小时流量，通常是受工作和生活作息时间的影响，会产生一定的规律性，呈现小时周期性变化特征。比如早晚用气量较大、中午则相对较少。用气不均匀性对管网管径、储气调峰都有很大的影响。根据实测数据确定各类用户的不均匀系数，根据计算月平均小时用气量，结合各类用户用气的日、小时不均匀系数，计算出高峰小时流量；

（3）储配站储存规模的确定：按照我国对LNG储配站的相关规定，对其储存规模进行了严格的限定。比如城镇地区的燃气企业储备燃气，应当不低于年用气量的5%。如果该储备站仅作为临时性过渡设施，相关企业应当针对储气规模和能力不足的区域，与用户签订中断供气合同，向可中断的用户购买调峰能力，因此实现平稳供气，良好履行社会责任。从经济合理性方面考虑，建议按照保障不可中断用户考虑，可中断供气用户签订可中断供气合同。其中不可中断用户的保障用气天数建议按照3天左右考虑，不足部分由整个区域范围内的储存设施统一解决；

（4）储配站气化规模的确定：根据中压管网水力计算的结果，结合高峰小时用气量、现有场站供气能力、城市输配管网配气能力综合确定储配站的气化能力，并考虑市场发展分期建设。

3.2 设计阶段

该阶段的建设要点主要是确定工艺流程及总图布置。

3.2.1 工艺流程选择

（1）LNG储存方案的选择：一般可选用真空粉末绝热储罐或子母罐储存，真空罐方案投资略低，运行可靠性高，可以分期实施，便于企业控制经营风险，提高投资收益率，方便项目业主生产管理，建议使用真空罐方案。

（2）气化方案的选择：可采用的气化工艺有空温式气化器+复热器气化、水浴式气化器气化两种。在设备投资方面，两个方案主要设备投资相差不大；在用地面积方面，空温式气化器虽然比水浴式气化用地面积大，但其可以沿储罐区围堰外侧附近布置，相当于充分利用了储罐的防火间距空间布置，没有额外占用很多土地资源；在运行费用方面，水浴式气化器方案较高。建议结合南方北方地域差异，充分利用自然温度的基础上，合理选择气化方案。南方高温地区推荐选用空温式气化器方案，北方寒冷地区推荐选用水浴式气化器方案。

（3）常规工艺流程：液化天然气（LNG）由槽车运至站内，然后采用先进的卸车增压器设施，对槽车的压力进行升高，保障燃气能够顺利进入到储罐内。同时对于储罐内的燃气则可通过自身压力，或者运用自增压气化器等，将其压力提升到符合规范的工作压力。一般是保持在0.5～0.7MPa之间。经过这一处理后，可借助压力的作用，将燃气有效输送到空温式气化器中，并在其中进行合理气化。最后将压力调整到0.36MPa，经过计量和加臭处理装置后，进入到城市管网中，实现为用户提供所需燃气。储备配站内设置装瓶工艺，LNG从储罐出来后，经过装瓶工艺向LNG杜瓦瓶装LNG。

图1 LNG储气站流程简图

4 流量计数据远程采集终端及主要功能简介

4.1 流量计数据远程采集终端

工作温度：-20℃-60℃；

工作电压：DC7.4V；

接口方式：RS485接口；

无线数据传输方式：NB-IoT或GPRS或CDMA2000-1x；

防爆形式：[Ex ia]ⅡB T4;

4.2 总图布置

对于LNG储配站建设过程中的总图布置，应当充分掌握以下要点，从而保证其具有科学性和合理性，实现储配站的功能得以良好实现。具体要点如下：

（1）对储配站的平面规划应当符合其运转的工艺流程需求，并适应生产操作开展以及使用功能的实现。同时对其总体布置及平面规划，要严格按照我国消防安全中的防火防爆规范、安全卫生标准、环境保护准则等，有效落实各项法律规范。

（2）按照功能进行总图布置，合理划分工艺区域，保障生产和输送环节具有较好的衔接性。对于储配站各个工艺装置的布设，应当参考同类建筑物，实施合并布置设计，确保其具有一定的紧凑性，节约建设用地，提高空间利用效率。

（3）综合考虑LNG储配站在运行过程中的值班管理因素，为提高相关人员操作的安全性和便捷性，应当合理布置值班室位置，并设置相应的安全疏散通道，以更好的应对突发事故，保证值班人员的人身财产安全。同时还需在储配站内布置适当面积的绿地，目的是缓解其生产运行过程中产生的排放和噪声污染，最大限度的保护周边生态环境。

（4）根据LNG储配站的厂址选择，深入考察当地气候气象条件、地形地势条件、地质构造和水文等，保障储配站内各项设施以及建筑物、构筑物等布置在合理的方位，并按照相关工程标准，优化其朝向、采光以及自然通风等条件，为各项生产设施的运转提供良好基础。

（5）全面了解项目所在地的历史降水数据和当前演变趋势，并在储备站内做好防洪设计及雨水排放系统设置。

4.3 施工阶段

该阶段的主要任务是实现设计功能，建设要点是质量控制、进度控制、成本控制。

（1）结合工程业绩、管理能力、经济状况、行业信誉等因素综合考虑，择优选择施工单位；

（2）在签订合同之初就对质量、进度和成本进行约定，并具有明确的可操作的违约处理措施，从的源头上对质量、进度和成本等要素进行控制；

（3）建立设备材料供应商库，通过集中采购实现成本最低化；

（4）在施工过程中委派专人对质量、进度和成本进行定期对照，及时发现实际值与目标值之间的偏差，并采取有效的纠偏措施。

5 思考及建议

根据多年工作经验，结合对天然气行业的分析和研究，未来的城市燃气企业应该更加注重天然气储存业务的开展。如何合理建设、利用储气设施，解决城市用气不均匀问题，实现调峰功能，并在此过程中充分利用补贴政策、LNG价格波动达到预期目标，创造最大化的社会效益和经济效益，是值得每个城市燃气企业慎重思考的问题。

6 结束语

在LNG储配站项目的建设中，应充分体现储存和输配的两大功能，以最优的方案从建设的各个阶段对建设要点进行控制，最终实现产品为价值服务的目标。在建设模式上推荐采用EPC总承包的方式，进一步节约成本并节省工期，降低风险，助力燃气企业持续稳定发展。