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LNG加气站与LNG气化站合建的探讨

2016-05-17 08:43 发布人:中国燃气控股有限公司     来源:《煤气与热力》

  单独LNG加气站在运营初期,由于加气车辆较少,BOG放散量很大,造成天然气极大浪费。GB 50156—2012《汽车加油加气站设计与施工规范》(2014年版)首次明确了LNG加气站可与LNG气化站合建。LNG加气站与LNG气化站合建,不仅可以节约土地资源,还可以将产生的BOG输送到LNG气化站的管网,从而节约天然气、减少环境污染。

1   工艺流程

  LNG加气站与LNG气化站合建的工艺流程见图1。为简化描述,将工艺流程划分为四个模块,模块一:LNG卸车模块(图1中黑色虚线框表示);模块二:LNG气化模块(图1中红色虚线框表示);模块三:LNG中转(倒罐)模块(图1中蓝色虚线框表示);模块四:LNG加气模块(图1中绿色虚线框表示)。为了节省时间并考虑到LNG气化站储罐与LNG加气站储罐工作压力不同,采用潜液泵倒罐。基于有无模块三,LNG加气站与LNG气化站的合建模式可分为两种:模式一,含有模块三,即设有小型LNG储罐(容积≤30 m3),中转从LNG气化站储罐倒来的LNG,再将LNG从小型LNG储罐泵送至LNG加气机给汽车加气。模式二,不含模块三,直接从LNG气化站的储罐抽送LNG至LNG加气机给汽车加气。

  也可以通过槽车直接给小型LNG储罐充装LNG,但从工艺流程上看,此方式相当于LNG加气站与LNG气化站流程独立(LNG加气站与LNG气化站单独建设),此模式不在本文讨论范围内。 

图1   LNG加气站与LNG气化站合建的工艺流程

  由图1可知,合建模式一适用于改造工程,且LNG加气站与LNG气化站储罐区有一定距离的情况,其缺点是由于增加了潜液泵和小型LNG储罐而增大了厂站占地面积和造价,且增加了工艺管道的长度。合建模式二适用于新建工程,与合建模式一相比,由于减少了一个储罐区,从而节约了厂站占地面积和造价。采用合建模式一需注意,GB 50156—2012《汽车加油加气站设计与施工规范》(2014年版)规定LNG加气站储罐单罐容积≤60 m3,因此,合建站中LNG气化站的单罐容积不应超过60 m3。

2   总图布置

  LNG加气站与LNG气化站合建的总图布置需因地制宜,实现交通和工艺布置的最优,且LNG加气区和储存区应靠近以减小工艺管道的长度,从而达到提高加气速度的目的。根据合建的工艺流程,模式一和模式二总图布置的主要区别在于模块三。

2.1  加气站的分级

  LNG加气站与LNG气化站合建的总图设计过程中,无论是哪种合建模式,首先需明确LNG加气站的分级,进而控制相关设施防火间距。模式一中,LNG加气站与LNG气化站的两个罐区布置相对独立,LNG加气站的气源直接来自小型LNG储罐,可按照小型LNG储罐的容积来确定LNG加气站的等级。模式二中,由于LNG加气站和LNG气化站存在共用储罐,而GB 50156—2012《汽车加油加气站设计与施工规范》(2014年版)并未明确此情况下LNG加气站的等级如何划分或用不用划分。由于此模式相当于LNG气化站具有加气功能,建议其LNG加气站不划分等级。因此,LNG加气站的加气机距离LNG储罐的安全间距依据GB 50156—2012《汽车加油加气站设计与施工规范》(2014年版)表4.0.9执行,即按甲类液体储罐距离加气机的安全间距考虑(不小于25 m)。

2.2  储罐的防火间距

  在总图设计过程中,LNG气化站的防火间距按照GB 50028—2006《城镇燃气设计规范》执行。GB 50156—2012《汽车加油加气站设计与施工规范》(2014年版)明确了LNG加气站与LNG气化站合建除符合本规范之外,尚应符合现行国家标准GB 50028—2006《城镇燃气设计规范》的有关规定。因此,在合建模式一中,需明确两个罐区之间的防火间距,有如下三种参考依据:①考虑到两个罐区的独立性,参考GB 50028—2006《城镇燃气设计规范》表9.2.4,按照两个甲类液体储罐的防火间距进行考虑。②既然GB 50156—2012《汽车加油加气站设计与施工规范》(2014年版)明确了LNG加气站可与LNG气化站合建,便可按照站内的防火间距进行考虑。而GB 50028—2006《城镇燃气设计规范》表9.2.5中仅有LNG气化站储罐距离天然气(气态)储罐及液化石油气全压力式储罐的防火间距,这里参照距离液化石油气全压力式储罐的防火间距执行。③按照GB 50028—2006《城镇燃气设计规范》表9.2.5的注,表中规定之外的防火间距执行GB 50016—2014《建筑设计防火规范》(表4.2.2)。通过比较,同等条件下,依据①的防火间距最大,依据②的防火间距次之,依据③的防火间距最小。这里建议按照依据①设定两个罐区之间的防火间距。

2.3  关键工艺管道长度

  工业管道布置的合理与否,直接关系到工艺系统的运行效果。无论是LNG加气站还是LNG气化站,其工艺管道均主要由低温液相和气相管道组成。工艺管道的布置应在服从总图布置的前提下,力求管道最短,以减少流体压力损失,亦可减少环境热量传入产生的BOG。合建站工艺系统中,潜液泵入口的工艺管道长度影响潜液泵的运行,潜液泵出口的工艺管道长度影响系统的预冷时间。因此,在总图布置时,需重点控制潜液泵出入口的工艺管道长度。

  按照图1的LNG流向,设LNG气化站储罐与潜液泵1之间的工艺管道长度为L1,潜液泵1与小型LNG储罐之间的工艺管道长度为L2,小型LNG储罐(或模式二中的LNG气化站储罐)与潜液泵2之间的工艺管道长度为L3,潜液泵2与LNG加气机之间的工艺管道长度为L4。根据LNG加气站设计及运营经验,LNG储罐与潜液泵之间的工艺管道长度不宜超过3 m,即L1与L3均不宜超过3 m。L2取决于两个罐区的实际距离,两个罐区宜尽量靠近。L2对LNG加气工艺影响较小,对管道系统的BOG排放影响较大。虽然系统的BOG可以进入管网得到利用,但从经济性和系统的流畅性来看,L2不宜超过160 m,L4不宜超过30 m。由此可见,合建模式一中LNG加气站与LNG气化站的工艺管道总长度与两个罐区的实际距离有关,关键工艺管道总长度(L1、L2、L3、L4之和)不宜超过196 m。合建模式二中LNG加气站与LNG气化站的关键工艺管道总长度(L3、L4之和)不宜超过33 m。

3   建设用地

  依据GB 50137—2011《城市用地分类与规划建设用地标准》,加油、加气站用地属于城市建设用地中的商业服务业设施用地;LNG气化站为城市建设用地中的供燃气用地,属于公用设施用地。LNG加气站与LNG气化站合建,必然存在用地性质差异性问题。

  虽然LNG加气站与加油站同属,但LNG加气站与LNG气化站合建具有卸气、储存、调压、加气等多个复杂流程,具有加工或再加工的生产过程。因此,合建站中的LNG加气站应有别于加油站的纯流通性质。同时,LNG加气站也属于能源基础设施类建设项目。因此,在建设过程中,建设单位应积极与当地政府做好沟通,采取灵活与务实的方法处理合建中LNG加气站的土地性质。 

  LNG加气站的建设对于改善城市生活环境,实现节能减排目标具有重要的意义。目前,全国各地都在积极推进LNG加气站的建设,但很多地方进展缓慢。造成LNG加气站建设进展缓慢的原因很多,建设用地落实难,审批复杂是其中的一个重要原因。因此,建议政府积极支持企业利用工业用地,基础设施和公共服务设施用地等性质的土地建设LNG加气站,支持企业采用租用土地,划拨用地等多种方式建设LNG加气站,并出台相关政策措施,充分利用经济杠杆的作用保证各方利益,促进LNG汽车产业的快速发展。

4   结论与建议 

  ①LNG加气站的建设需因地制宜,从节约土地资源和天然气能源的角度看,建议LNG加气站与LNG气化站合建,LNG加气站与LNG气化站的合建模式应因需而定。

  ②在规范没有明确的情况下,合建模式一中,建议LNG加气站与LNG气化站两个罐区的防火间距按照站外的安全间距来考虑。LNG加气站与LNG气化站的关键工艺管道总长度不宜超过196 m。合建模式二中,建议LNG加气站不划分等级,LNG加气机与LNG储罐的防火间距不应小于25 m。LNG加气站与LNG气化站的关键工艺管道总长度不宜超过33 m。

  ③由于LNG加气站与LNG气化站存在用地性质的差异,建议建设单位和地方政府采取灵活与务实的方法处理两者合建中LNG加气站的土地性质。建议政府出台相关政策措施,促进LNG汽车产业的快速发展。

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