LNG加氣站與LNG氣化站的合建模式探討

薛愷(中北工程設(shè)計(jì)咨詢有限公司，陜西 西安 710065)

0 引言

LNG加氣站在初期建設(shè)時(shí)，由于加氣車輛比較少，會(huì)釋放出大量的BOG，不但會(huì)降低LNG加氣站的利用率，而且會(huì)對(duì)周圍的生態(tài)環(huán)境造成較大污染。但隨著GB 50156—2012《汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》(2014年版)的出臺(tái)，可允許LNG加氣站與LNG氣化站合建，此規(guī)范的出臺(tái)，也為L(zhǎng)NG加氣站與LNG氣化站合建提供了必要的參考和指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)合建之后，既能有效節(jié)約城市土地資源，還能將為L(zhǎng)NG加氣站形成的BOG實(shí)時(shí)輸送到為L(zhǎng)NG氣化站管網(wǎng)中，避免天然氣無(wú)故浪費(fèi)，保護(hù)環(huán)境。

1 LNG加氣站與LNG氣化站合建的優(yōu)缺點(diǎn)分析

1.1 優(yōu)點(diǎn)

LNG加氣站與LNG氣化站合建可有效減輕選址規(guī)劃的工作壓力，盡快投入施工建設(shè)，可實(shí)現(xiàn)一次選址，無(wú)需分開重建，可減少占地面積，緩減城市用地不足的壓力。LNG加氣站與LNG氣化站可同時(shí)共用一個(gè)LNG存儲(chǔ)罐，二者之間的配套設(shè)施可以共享使用。LNG加氣站的存儲(chǔ)系統(tǒng)、卸載系統(tǒng)、EAG加熱系統(tǒng)、出口管道可以和LNG氣化站共享利用，可提升現(xiàn)有設(shè)備的綜合利用率，體現(xiàn)現(xiàn)代化發(fā)展理念，集中利用資源設(shè)備。而且LNG加氣站與LNG氣化站合建之后儲(chǔ)罐容量大幅度提升，可促使天然氣的供應(yīng)更加安全、更加可靠。同時(shí)減少LNG加氣站天然氣存放時(shí)的蒸發(fā)量，降低對(duì)周圍環(huán)境造成的污染，契合環(huán)境保護(hù)理念的發(fā)展要求。

1.2 缺點(diǎn)

雖然LNG加氣站與LNG氣化站合建擁有眾多優(yōu)勢(shì)，但其具有的缺點(diǎn)也比較明顯，比如：合建之后只能在規(guī)定的位置建設(shè)，需要同時(shí)滿足物流公司、公交公司以及其他合作單位的需求。在整個(gè)合建大多以氣化站為主，加氣站的位置相對(duì)比較少。城市燃?xì)庥昧看嬖诟叻鍟r(shí)段，氣化站在冬季供氣緊張時(shí)經(jīng)常會(huì)用做應(yīng)急氣源或者調(diào)峰氣源，以滿足城市居民日常生活的需求，加氣站的天然氣消費(fèi)量會(huì)有所減少。而且合建時(shí)，儲(chǔ)罐到卸載點(diǎn)和站內(nèi)的距離通常比較遠(yuǎn)，計(jì)量管道也就比較長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致大量BOG被蒸發(fā)，不利于保證填充率。此外，LNG加氣站與LNG氣化站合建后操作系統(tǒng)也比較復(fù)雜，泵的啟停、控制都比單獨(dú)的加氣站、氣化站復(fù)雜，一旦發(fā)生操作失誤，會(huì)引起嚴(yán)重的安全問(wèn)題。

2 LNG加氣站與LNG氣化站合建常用的模式

LNG加氣站與LNG氣化站合建通常有四個(gè)模塊共同組成，包括：卸車模塊、氣化模塊、中轉(zhuǎn)模塊、加氣模塊。但LNG加氣站與LNG氣化站儲(chǔ)罐的工作壓力存在較大差異，多采取潛液泵倒灌的方法。因此，按照是否布設(shè)中轉(zhuǎn)模塊，LNG加氣站與LNG氣化站合建常用的模式有以下兩種：一種是布設(shè)中轉(zhuǎn)模塊，在合建范圍中布設(shè)容積不超過(guò)30 m3的LNG儲(chǔ)罐，可通過(guò)LNG氣化站儲(chǔ)罐倒灌到LNG加氣站中使用，然后將儲(chǔ)罐中的天然氣通過(guò)泵送的方法輸送給LNG加氣機(jī)為汽車加氣。另一種是不布設(shè)中轉(zhuǎn)模塊，汽車加氣時(shí)直接從LNG氣化站的儲(chǔ)罐中抽取天然氣，也可以通過(guò)槽車直接向小型LNG儲(chǔ)罐補(bǔ)充天然氣。從實(shí)際應(yīng)用的角度上來(lái)看，LNG加氣站與LNG氣化站依然是獨(dú)立建設(shè)，并沒(méi)有發(fā)揮出LNG加氣站與LNG氣化站合建的優(yōu)勢(shì)[1]。從目前應(yīng)用效果和合建優(yōu)勢(shì)的角度上來(lái)看，第一種模式更加契合LNG加氣站與LNG氣化站改造合建的要求，而且二者的儲(chǔ)罐之間有一定距離，雖然可以保證運(yùn)行的安全性，但會(huì)增加占地面積和成本。第二種模式則更加適用于新建LNG加氣站與LNG氣化站合建中，由于無(wú)需布設(shè)中轉(zhuǎn)模塊，就更加節(jié)約占地面積和造價(jià)。

3 LNG加氣站與LNG氣化站合建要點(diǎn)分析

3.1 做好氣站的分級(jí)工作

LNG加氣站與LNG氣化站合建模式有兩種，一種是布設(shè)中轉(zhuǎn)模塊，另一種是不布設(shè)中轉(zhuǎn)模塊。在具體合建中無(wú)論選擇哪種模式，都需要合理確定LNG加氣站的分級(jí)情況，以便按照具體的分級(jí)情況，合理確定防火間距。LNG加氣站與LNG氣化站的罐區(qū)通常分離、獨(dú)立布置。LNG加氣站的氣源主要來(lái)自于小型LNG儲(chǔ)罐，因此，在具體合建中，必須嚴(yán)格按照小型LNG儲(chǔ)罐的容積精確確定LNG加氣站的等級(jí)。

3.2 控制好各儲(chǔ)罐之間防火安全距離

LNG加氣站與LNG氣化站都屬于安全等級(jí)比較高的基礎(chǔ)設(shè)施，為保證安全，儲(chǔ)罐之間具有足夠的防火安全距離。在LNG加氣站與LNG氣化站合建中，防護(hù)安全距離必須符合相關(guān)規(guī)范的要求，主要包括以下三個(gè)方面。

其一是LNG加氣站與LNG氣化站的儲(chǔ)罐具有獨(dú)立性，在確定防火安全間距時(shí)，可按照如表1所示進(jìn)行布設(shè)，其儲(chǔ)罐之間的安全防火間距最小為27 m，最大為65 m，具體依據(jù)LNG加氣站儲(chǔ)罐容積和LNG氣化站儲(chǔ)罐容積綜合確定。

表1 LNG氣化站與站外LNG加氣站儲(chǔ)罐的防火間距 單位：m

其二是GB 50156—2012《汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》(2014年版)明確了LNG加氣站可與LNG氣化站合建，便可按照站內(nèi)的防火間距進(jìn)行考慮。而GB 50028—2006《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》(2020年版)表9.2.5(如表2所示)中僅有LNG氣化站儲(chǔ)罐距離天然氣(氣態(tài))儲(chǔ)罐及液化石油氣全壓力式儲(chǔ)罐的防火間距，這里參照GB 51142—2015《液化石油氣供應(yīng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》全壓力式儲(chǔ)罐與天然氣儲(chǔ)罐的防火間距執(zhí)行。

表2 LNG氣化站與站內(nèi)LNG加氣站儲(chǔ)罐的防火間距 單位：m

其三是按照GB 50156—2012《汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》(2014年版)中的規(guī)定設(shè)置站內(nèi)防火安全距離。三種LNG加氣站與LNG氣化站的儲(chǔ)罐防火安全相比，第一種間距最大，第二種次之，第三種最小。因此，在具體LNG加氣站與LNG氣化站合建中防火安全距離要盡量按照第一種來(lái)確定。

3.3 控制好合建的工藝流程

在單獨(dú)建設(shè)LNG加氣站時(shí)潛液泵的進(jìn)液口通常會(huì)單獨(dú)和儲(chǔ)罐的出液口相互連接，而回氣口則通常單獨(dú)和儲(chǔ)罐的氣相口相互連接。而加氣站的加氣機(jī)氣口通常和潛液泵撬氣相口相互連接。在LNG加氣站與LNG氣化站合建時(shí)就不能采取此種工藝流程，主要原因是LNG加氣站與LNG氣化站共用了一個(gè)LNG儲(chǔ)罐，其進(jìn)口和出口的數(shù)量都是有限的，需要采取如下工藝流程：潛液泵的進(jìn)液口連接儲(chǔ)罐的總出液管道，并和氣化站的出液管道共用，可在設(shè)備進(jìn)口前布設(shè)閥門來(lái)實(shí)現(xiàn)分別控制。潛液泵的回氣管路要和儲(chǔ)罐自增壓回氣管路共用，最后再重新回到儲(chǔ)罐氣相口[2]。LNG加氣站上加氣機(jī)的回氣口上需要加裝止回閥后再和進(jìn)液總管相互連接，可利用液相溫度實(shí)現(xiàn)再液化。

3.4 合理選擇設(shè)備

儲(chǔ)罐壓力機(jī)制選擇時(shí)需要保證LNG氣化站儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)壓力不小于0.7 MPa，而LNG加氣站存在BOG放散量的問(wèn)題，其儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)壓力不能低于1.2 MPa。LNG加氣站與LNG氣化站合建后BOG可實(shí)現(xiàn)有效回收，回收到中壓管網(wǎng)中，此時(shí)儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)壓力只需要滿足LNG汽化站穩(wěn)定運(yùn)行即可。在選擇LNG潛液泵時(shí)，通常情況下LNG加氣站設(shè)計(jì)中潛液泵到加氣管的最大距離不應(yīng)超過(guò)35 m，要盡量選擇2級(jí)離心潛液泵，其設(shè)計(jì)揚(yáng)程要控制在144～168 m之間，最大的揚(yáng)程不應(yīng)超過(guò)250 m。LNG加氣站與LNG氣化站合建中，潛液泵到加氣機(jī)的距離比較遠(yuǎn)，為提升LNG在輸送管道中的流速，潛液泵的揚(yáng)塵要適當(dāng)增加，以更好地控制BOG蒸發(fā)量，提升LNG加氣速度[3]。

3.5 合理選擇關(guān)鍵工藝管道的長(zhǎng)度

在LNG加氣站與LNG氣化站合建中，工藝管道布設(shè)是否科學(xué)合理，直接關(guān)系到二者的總體運(yùn)行效率。LNG加氣站與LNG氣化站的工藝管道，都有兩個(gè)管道共同組成，其一是低溫液相管道，其二氣相管道。為充分發(fā)揮出工藝管道的作用和優(yōu)勢(shì)，在具體布置時(shí)需要在滿足總體布設(shè)規(guī)劃要求的基礎(chǔ)上，盡量縮短管道的長(zhǎng)度，以減少LNG壓力損失，減少BOG散發(fā)量。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，文章結(jié)合理論實(shí)踐，探討了LNG加氣站與LNG氣化站的合建模式，得出以下三點(diǎn)結(jié)論：

其一是在LNG加氣站與LNG氣化站的合建模式選擇時(shí)需要結(jié)合實(shí)際情況，因地制宜的選擇適當(dāng)?shù)哪Ｊ?，二者合建能夠更好地?jié)約土地，提升LNG的利用率。其二是不同的合建模式使用于不同條件，比如：布設(shè)中轉(zhuǎn)模塊的合建方式契合改建工程，而不布設(shè)中轉(zhuǎn)模塊則更加適用于新建工程。其三在具體合建中需要嚴(yán)格把控合建要點(diǎn)，包括做好氣站的分級(jí)工作、控制好各儲(chǔ)罐之間防火安全距離、控制好合建的工藝流程、合理選擇設(shè)備、合理選擇關(guān)鍵工藝管道的長(zhǎng)度等，以最大限度上保證LNG加氣站與LNG氣化站合建效果，發(fā)揮出應(yīng)有的作用和價(jià)值。