固定式LNG加氣站與箱式LNG撬裝加氣站應(yīng)用對(duì)比

上海港口能源有限公司 于嘉懿

固定式LNG加氣站與箱式LNG撬裝加氣站應(yīng)用對(duì)比

上海港口能源有限公司 于嘉懿

固定式LNG加氣站和箱式LNG撬裝站都是LNG加氣站的模式，文章立足于港區(qū)的角度，從多方面分析兩種加氣站模式的優(yōu)劣，得出港區(qū)加氣站更適合采用固定式加氣站模式的結(jié)論。

港區(qū) 固定式加氣站 箱式撬裝站 優(yōu)劣對(duì)比

根據(jù)《上海市清潔空氣行動(dòng)計(jì)劃》和《上海綠色港口三年行動(dòng)計(jì)劃》，上港集團(tuán)在洋山、外高橋等港區(qū)投入使用以液化天然氣為動(dòng)力的港口牽引車(chē)及港口機(jī)械，并與申能集團(tuán)合作，成立上海港口能源公司，全面負(fù)責(zé)港區(qū)LNG和其他新能源的應(yīng)用。目前，港口能源公司共運(yùn)營(yíng)7座LNG加氣站，其中1座固定式LNG加氣站，6座箱式LNG撬裝加氣站。本文從兩種模式的加氣站在投資建設(shè)、運(yùn)營(yíng)保障等方面的特點(diǎn)入手，立足港區(qū)這個(gè)特定區(qū)域淺析兩者的優(yōu)劣。

1 兩種模式的簡(jiǎn)要介紹

1.1 固定式LNG加氣站

通過(guò)多年的研究和示范試點(diǎn)，《汽車(chē)加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》(GB 50156—2012)于2012年6月28日發(fā)布新版本，其中增加了關(guān)于LNG加氣站的內(nèi)容。至此，固定式LNG加氣站有規(guī)可依，加氣站的建設(shè)步入正軌。固定式LNG加氣站，即標(biāo)準(zhǔn)站房式LNG加氣站，一般分為L(zhǎng)NG儲(chǔ)罐區(qū)，包括LNG儲(chǔ)罐、儲(chǔ)罐池（圍堰）、加氣潛液泵、卸車(chē)泵組、卸車(chē)氣化器、卸車(chē)閥組撬、飽和氣化器、EAG加熱器和放散管等設(shè)備；LNG加氣區(qū)，包括加氣機(jī)、罩棚等；站房，包括控制室、空壓機(jī)房、配電室和休息室等。

1.2 箱式LNG撬裝加氣站

《汽車(chē)加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》(GB 50156—2012)在2014年修訂版中增加了箱式LNG撬裝加氣站內(nèi)容，所以箱式撬裝站在規(guī)范上是認(rèn)可的，可以建設(shè)使用。箱式LNG撬裝加氣站，儲(chǔ)罐、卸車(chē)設(shè)備、加氣設(shè)備、增壓設(shè)備和放散系統(tǒng)置于同一集裝箱內(nèi)，高度集成，同時(shí)站房亦可使用集裝箱改造而成，內(nèi)設(shè)控制設(shè)施、空壓機(jī)房和休息室。

2 投資建設(shè)對(duì)比

固定式LNG加氣站與箱式LNG撬裝加氣站在投資、審批、建設(shè)方面有比較大的差異，主要因?yàn)楣潭ㄕ旧婕巴两ㄊ┕ず驮O(shè)備安裝，箱式站嚴(yán)格意義上講是一種設(shè)備，放置于集裝箱內(nèi)，高度集成。所以?xún)烧咴陧?xiàng)目建設(shè)方面有所不同。

2.1 投資

固定站相當(dāng)于一般基建項(xiàng)目，需要進(jìn)行設(shè)備采購(gòu)、土建施工安裝(或改造，如加油站合建或者改建)，包括圍堰、站房、罩棚、加氣島、工藝管溝新建或改造，工藝設(shè)備、站控系統(tǒng)安裝，電氣自控給排水消防等公用工程施工等，另有其他項(xiàng)目建設(shè)費(fèi)。一般建設(shè)一座儲(chǔ)量120 m3的二級(jí)站，LNG設(shè)備購(gòu)置市面主流設(shè)備，投資大概在900～1100元萬(wàn)之間。

箱式撬裝站工藝設(shè)備、站控設(shè)備放置于集裝箱內(nèi)，在工廠組裝完畢，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)需進(jìn)行工藝設(shè)備安裝，但需進(jìn)行避雷電氣自控消防等公用工程施工，另有其他項(xiàng)目建設(shè)費(fèi)。一般建設(shè)一座儲(chǔ)量60 m3的三級(jí)站，箱式設(shè)備購(gòu)置市面主流設(shè)備，投資大概在250～350萬(wàn)元之間。

從上述分析可以得出，同等規(guī)模下箱式撬裝站的投資小于固定站，如兩座60 m3的箱式設(shè)備組成的二級(jí)站(或站外站)的投資小于二級(jí)固定站。此外，如果考慮用地成本，固定站的占地面積比箱式站大，用地成本也會(huì)高。

2.2 審批

港區(qū)LNG固定站按照港口危險(xiǎn)貨物基建項(xiàng)目進(jìn)行建設(shè)，審批手續(xù)一般如表1所示(參照上海市)。

表1 LNG加氣站建設(shè)政府審批流程

箱式撬裝站的審批并沒(méi)有嚴(yán)格定義，在取得主管部門(mén)的討論同意后，可以參照港口設(shè)施進(jìn)行建設(shè)，因其不涉及房建，因此不涉及辦理規(guī)劃事宜，但同樣需要進(jìn)行立項(xiàng)、消防審批、各類(lèi)檢測(cè)、專(zhuān)業(yè)驗(yàn)收、壓力容器使用登記、充裝許可證辦理等手續(xù)。

從審批手續(xù)來(lái)看，箱式撬裝站的審批流程較固定站有所簡(jiǎn)化，審批周期較短。

2.3 建設(shè)

固定站的建設(shè)包括土建施工和設(shè)備安裝兩大塊。土建施工主要有圍堰施工、設(shè)備基礎(chǔ)施工、站房新建或改造、加氣島施工、加氣罩棚施工、工藝管溝施工、圍墻施工、電氣、給排水和暖通等；設(shè)備安裝主要有儲(chǔ)罐撬安裝、卸車(chē)設(shè)施安裝、工藝管道焊接、拍片、加氣機(jī)安裝和站控系統(tǒng)安裝等，同時(shí)還有相關(guān)配套工程，如消防設(shè)備、監(jiān)控系統(tǒng)、路燈、車(chē)道和標(biāo)識(shí)標(biāo)牌等。施工周期一般為4～6個(gè)月。

箱式撬裝站工藝設(shè)備在廠房安裝完畢，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)需進(jìn)行工藝設(shè)備安裝；站房如采用集裝箱，無(wú)需進(jìn)行房建施工；現(xiàn)場(chǎng)需要進(jìn)行電氣安裝、站控系統(tǒng)安裝、標(biāo)示標(biāo)牌和加氣區(qū)域雨棚(如需)等施工。施工周期一般為1個(gè)月左右。

從建設(shè)角度看，箱式撬裝站因?yàn)椴恍枰M(jìn)行工藝設(shè)備施工和房建工程，施工周期較固定站短。

3 運(yùn)營(yíng)保障對(duì)比

港區(qū)LNG加氣站和社會(huì)加氣站最大的不同，就是在運(yùn)營(yíng)保障方面要求更高，因?yàn)楦蹍^(qū)加氣站服務(wù)于港區(qū)牽引車(chē)和相關(guān)機(jī)械，這些用氣單位是港區(qū)正常運(yùn)行重要組成部分，上港集團(tuán)全面推進(jìn)港區(qū)牽引車(chē)油改氣，使用柴油的集卡越來(lái)越少，一旦LNG牽引車(chē)無(wú)法加氣，柴油集卡車(chē)不能滿(mǎn)足港區(qū)繁忙的運(yùn)營(yíng)需求，再者港區(qū)牽引車(chē)為內(nèi)部運(yùn)行車(chē)輛，沒(méi)有社會(huì)車(chē)牌，不可能到港區(qū)外加氣站加氣。如果加氣站出現(xiàn)故障導(dǎo)致用氣單位無(wú)法及時(shí)加氣，勢(shì)必會(huì)影響到港區(qū)的正常運(yùn)行，造成嚴(yán)重后果。所以港區(qū)加氣站的運(yùn)營(yíng)保障要求非常高。下面簡(jiǎn)要分析固定站和箱式撬裝站在運(yùn)營(yíng)保障方面的優(yōu)劣對(duì)比。

3.1 設(shè)備故障率

LNG加氣站工藝設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，勢(shì)必會(huì)影響加氣站的正常運(yùn)行。設(shè)備都有耐久度和滿(mǎn)負(fù)荷設(shè)計(jì)工況，當(dāng)設(shè)備長(zhǎng)期不間斷使用，甚至長(zhǎng)期處在滿(mǎn)負(fù)荷工況下，雖然可以正常運(yùn)行，但是設(shè)備的耐用度會(huì)下降，出故障的概率會(huì)增高。

固定站在設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)根據(jù)港區(qū)LNG牽引車(chē)數(shù)量，考慮較大的余量，即便港區(qū)集卡更新?lián)Q代增加LNG牽引車(chē)數(shù)量，余量設(shè)計(jì)也能使加氣站不會(huì)滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行，同時(shí)固定站儲(chǔ)罐、潛液泵、加氣機(jī)都可以設(shè)計(jì)兩套或多套系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，隨時(shí)切換，保證了每套系統(tǒng)不會(huì)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，降低了負(fù)擔(dān)，設(shè)備故障率會(huì)下降。箱式撬裝站嚴(yán)格來(lái)講是一種集成設(shè)備，規(guī)格固定，一套箱式加氣設(shè)備所能承擔(dān)的LNG牽引車(chē)數(shù)量有限，一旦將來(lái)LNG牽引車(chē)數(shù)量增加，容易造成加氣站滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行，此外箱式撬裝站難以做到多套獨(dú)立系統(tǒng)，某些箱式設(shè)備加氣槍一用一備，或者雙泵雙槍?zhuān)趯?shí)際運(yùn)行中更多的是應(yīng)急使用，而非用于規(guī)律性切換，客觀上造成了設(shè)備不間斷使用，增大了出故障的概率。

從上述分析可以得出，固定站設(shè)備出故障的概率要小于箱式撬裝站。

3.2 加氣站容錯(cuò)率

加氣站的容錯(cuò)率是指當(dāng)加氣站中某些設(shè)備出了故障，加氣站是否還能繼續(xù)運(yùn)行，或者需要檢修，檢修是否方便，是否可以迅速檢修完畢恢復(fù)供氣。容錯(cuò)率高，加氣站的運(yùn)營(yíng)保障能力就強(qiáng)。

前文已經(jīng)說(shuō)到，固定站可以做到多套系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，比如二級(jí)站，設(shè)計(jì)兩座60 m3儲(chǔ)罐，每個(gè)儲(chǔ)罐配置四個(gè)LNG潛液泵，分別對(duì)應(yīng)四臺(tái)加氣機(jī)。這樣無(wú)論是儲(chǔ)罐、潛液泵還是加氣機(jī)故障，都至少有一套系統(tǒng)還能正常運(yùn)行，可以設(shè)置檢修時(shí)間和加氣時(shí)間，互不干擾，不會(huì)影響加氣站正常運(yùn)行，容錯(cuò)率很高。同時(shí)，固定站儲(chǔ)罐區(qū)、卸液區(qū)、加氣區(qū)區(qū)分清晰，空間很大，方便檢修的同時(shí)保障檢修安全。箱式撬裝站受限于空間，難以做到多套系統(tǒng)的獨(dú)立并聯(lián)使用，一旦某一設(shè)備出現(xiàn)故障，極有可能造成加氣站停止運(yùn)行。此外，箱式撬裝設(shè)備高度集成在集裝箱內(nèi)，檢修空間狹小、現(xiàn)場(chǎng)檢修安全性差，遇到復(fù)雜故障只能返廠檢修，造成加氣站停產(chǎn)，容錯(cuò)率比較低。

從上述分析可以看出，固定站的容錯(cuò)率高于箱式撬裝站。

3.3 人的因素

LNG加氣站的運(yùn)營(yíng)保障能力除了取決于設(shè)備因素外，加氣站工作人員同樣相當(dāng)重要。固定站在對(duì)站員工作生活的保障上，要明顯優(yōu)于箱式撬裝站。主要體現(xiàn)在，固定站的站房為房屋，控制室、休息室和更衣室一應(yīng)俱全，空間寬敞明亮，而箱式撬裝站的站房一般用集裝箱代替，空間比較擁擠，很難創(chuàng)造出舒適的工作環(huán)境，會(huì)對(duì)員工工作積極性造成一定影響。此外，固定站工藝設(shè)備分隔清晰，一目了然，常規(guī)檢修直觀方便，容易掌握，而箱式撬裝站設(shè)備高度集成，比較復(fù)雜，不容易掌握檢修技巧，同時(shí)箱內(nèi)檢修空間非常狹小，視線(xiàn)不好，加氣站檢修人員無(wú)論在問(wèn)題判斷還是進(jìn)行檢修時(shí)都不方便，容易失誤。

LNG加氣站的運(yùn)營(yíng)保障最終還是要依靠站員，固定站無(wú)論在工作環(huán)境還是檢修環(huán)境上，都明顯優(yōu)于箱式撬裝站，會(huì)使站員工作積極性更高，檢修能力更強(qiáng)，也更安全。

4 結(jié)語(yǔ)

固定式LNG加氣站和箱式LNG加氣站，都有各自的優(yōu)勢(shì)和不足。固定站投資大，審批較為復(fù)雜，建設(shè)周期長(zhǎng)，但在運(yùn)營(yíng)保障上更可靠安全，而箱式撬裝站投資少、建設(shè)周期短，但容錯(cuò)率低、設(shè)備故障率偏高，運(yùn)營(yíng)保障可靠性低。

兩種加氣站模式各具特色，但是我們立足港區(qū)內(nèi)加氣站的角度，考慮到加氣站服務(wù)港區(qū)LNG牽引車(chē)和機(jī)械，是港區(qū)正常運(yùn)行的重要保障，固定站在運(yùn)營(yíng)保障方面的可靠，顯得更加重要，再者固定站的投資雖然大，但在港區(qū)內(nèi)服務(wù)對(duì)象固定，LNG銷(xiāo)售有保障，投資風(fēng)險(xiǎn)比社會(huì)站小得多。所以固定站是港區(qū)LNG加氣站的最優(yōu)模式，箱式撬裝模式可以作為臨時(shí)加氣站，先期投入在亟需加氣的港區(qū)，待固定站按流程建設(shè)完畢后，箱式撬裝站再拆除運(yùn)走。

綜上所述，建設(shè)港區(qū)LNG加氣站最優(yōu)模式是可靠、安全和美觀的固定式加氣站。

Comparison of Fixed and Skid-mounted LNG Filling Station Used in Port Area

Shanghai Port Energy Co., Ltd. Yu Jiayi

Fixed LNG filling station and skid-mounted LNG filling station are two kinds of LNG filling station models. This paper analyzes the advantages and disadvantages of these two stations in many ways, and comes to the conclusion that fixed LNG filling station is more suitable for the application in port area.

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