圖1 LNG加氣站與LNG氣化站合建的工藝流程
由圖1可知,合建模式一適用于改造工程,且LNG加氣站與LNG氣化站儲罐區(qū)有一定距離的情況,其缺點是由于增加了潛液泵和小型LNG儲罐而增大了廠站占地面積和造價,且增加了工藝管道的長度。合建模式二適用于新建工程,與合建模式一相比,由于減少了一個儲罐區(qū),從而節(jié)約了廠站占地面積和造價。采用合建模式一需注意,GB 50156-2012《汽車加油加氣站設計與施工規(guī)范》(2014年版)規(guī)定LNG加氣站儲罐單罐容積≤60 m3,因此,合建站中LNG氣化站的單罐容積不應超過60 m3。
2 總圖布置
LNG加氣站與LNG氣化站合建的總圖布置需因地制宜,實現(xiàn)交通和工藝布置的最優(yōu),且LNG加氣區(qū)和儲存區(qū)應靠近以減小工藝管道的長度,從而達到提高加氣速度的目的。根據(jù)合建的工藝流程,模式一和模式二總圖布置的主要區(qū)別在于模塊三。
2.1 加氣站的分級
LNG加氣站與LNG氣化站合建的總圖設計過程中,無論是哪種合建模式,首先需明確LNG加氣站的分級,進而控制相關設施防火間距。模式一中,LNG加氣站與LNG氣化站的兩個罐區(qū)布置相對獨立,LNG加氣站的氣源直接來自小型LNG儲罐,可按照小型LNG儲罐的容積來確定LNG加氣站的等級。模式二中,由于LNG加氣站和LNG氣化站存在共用儲罐,而GB 50156-2012《汽車加油加氣站設計與施工規(guī)范》(2014年版)并未明確此情況下LNG加氣站的等級如何劃分或用不用劃分。由于此模式相當于LNG氣化站具有加氣功能,建議其LNG加氣站不劃分等級。因此,LNG加氣站的加氣機距離LNG儲罐的安全間距依據(jù)GB 50156-2012《汽車加油加氣站設計與施工規(guī)范》(2014年版)表4.0.9執(zhí)行,即按甲類液體儲罐距離加氣機的安全間距考慮(不小于25 m)。
2.2 儲罐的防火間距
在總圖設計過程中,LNG氣化站的防火間距按照GB 50028-2006《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》執(zhí)行。GB 50156-2012《汽車加油加氣站設計與施工規(guī)范》(2014年版)明確了LNG加氣站與LNG氣化站合建除符合本規(guī)范之外,尚應符合現(xiàn)行國家標準GB 50028-2006《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》的有關規(guī)定。因此,在合建模式一中,需明確兩個罐區(qū)之間的防火間距,有如下三種參考依據(jù):①考慮到兩個罐區(qū)的獨立性,參考GB 50028-2006《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》表9.2.4,按照兩個甲類液體儲罐的防火間距進行考慮。②既然GB 50156-2012《汽車加油加氣站設計與施工規(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)的防火間距進行考慮。而GB 50028-2006《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》表9.2.5中僅有LNG氣化站儲罐距離天然氣(氣態(tài))儲罐及液化石油氣全壓力式儲罐的防火間距,這里參照距離液化石油氣全壓力式儲罐的防火間距執(zhí)行。③按照GB 50028-2006《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》表9.2.5的注,表中規(guī)定之外的防火間距執(zhí)行GB 50016-2014《建筑設計防火規(guī)范》(表4.2.2)。通過比較,同等條件下,依據(jù)①的防火間距最大,依據(jù)②的防火間距次之,依據(jù)③的防火間距最小。這里建議按照依據(jù)①設定兩個罐區(qū)之間的防火間距。
2.3 關鍵工藝管道長度
工業(yè)管道布置的合理與否,直接關系到工藝系統(tǒng)的運行效果。無論是LNG加氣站還是LNG氣化站,其工藝管道均主要由低溫液相和氣相管道組成。工藝管道的布置應在服從總圖布置的前提下,力求管道最短,以減少流體壓力損失,亦可減少環(huán)境熱量傳入產(chǎn)生的BOG。合建站工藝系統(tǒng)中,潛液泵入口的工藝管道長度影響潛液泵的運行,潛液泵出口的工藝管道長度影響系統(tǒng)的預冷時間。因此,在總圖布置時,需重點控制潛液泵出入口的工藝管道長度。
按照圖1的LNG流向,設LNG氣化站儲罐與潛液泵1之間的工藝管道長度為L1,潛液泵1與小型LNG儲罐之間的工藝管道長度為L2,小型LNG儲罐(或模式二中的LNG氣化站儲罐)與潛液泵2之間的工藝管道長度為L3,潛液泵2與LNG加氣機之間的工藝管道長度為L4。根據(jù)LNG加氣站設計及運營經(jīng)驗,LNG儲罐與潛液泵之間的工藝管道長度不宜超過3 m,即L1與L3均不宜超過3 m。L2取決于兩個罐區(qū)的實際距離,兩個罐區(qū)宜盡量靠近。L2對LNG加氣工藝影響較小,對管道系統(tǒng)的BOG排放影響較大。雖然系統(tǒng)的BOG可以進入管網(wǎng)得到利用,但從經(jīng)濟性和系統(tǒng)的流暢性來看,L2不宜超過160 m,L4不宜超過30 m。由此可見,合建模式一中LNG加氣站與LNG氣化站的工藝管道總長度與兩個罐區(qū)的實際距離有關,關鍵工藝管道總長度(L1、L2、L3、L4之和)不宜超過196 m。合建模式二中LNG加氣站與LNG氣化站的關鍵工藝管道總長度(L3、L4之和)不宜超過33 m。
3 建設用地
依據(jù)GB 50137-2011《城市用地分類與規(guī)劃建設用地標準》,加油、加氣站用地屬于城市建設用地中的商業(yè)服務業(yè)設施用地;LNG氣化站為城市建設用地中的供燃氣用地,屬于公用設施用地。LNG加氣站與LNG氣化站合建,必然存在用地性質差異性問題。
雖然LNG加氣站與加油站同屬,但LNG加氣站與LNG氣化站合建具有卸氣、儲存、調壓、加氣等多個復雜流程,具有加工或再加工的生產(chǎn)過程。因此,合建站中的LNG加氣站應有別于加油站的純流通性質。同時,LNG加氣站也屬于能源基礎設施類建設項目。因此,在建設過程中,建設單位應積極與當?shù)卣龊脺贤ǎ扇§`活與務實的方法處理合建中LNG加氣站的土地性質。
LNG加氣站的建設對于改善城市生活環(huán)境,實現(xiàn)節(jié)能減排目標具有重要的意義。目前,全國各地都在積極推進LNG加氣站的建設,但很多地方進展緩慢。造成LNG加氣站建設進展緩慢的原因很多,建設用地落實難,審批復雜是其中的一個重要原因。因此,建議政府積極支持企業(yè)利用工業(yè)用地,基礎設施和公共服務設施用地等性質的土地建設LNG加氣站,支持企業(yè)采用租用土地,劃撥用地等多種方式建設LNG加氣站,并出臺相關政策措施,充分利用經(jīng)濟杠桿的作用保證各方利益,促進LNG汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
4 結論與建議
①LNG加氣站的建設需因地制宜,從節(jié)約土地資源和天然氣能源的角度看,建議LNG加氣站與LNG氣化站合建,LNG加氣站與LNG氣化站的合建模式應因需而定。
②在規(guī)范沒有明確的情況下,合建模式一中,建議LNG加氣站與LNG氣化站兩個罐區(qū)的防火間距按照站外的安全間距來考慮。LNG加氣站與LNG氣化站的關鍵工藝管道總長度不宜超過196 m。合建模式二中,建議LNG加氣站不劃分等級,LNG加氣機與LNG儲罐的防火間距不應小于25 m。LNG加氣站與LNG氣化站的關鍵工藝管道總長度不宜超過33 m。
③由于LNG加氣站與LNG氣化站存在用地性質的差異,建議建設單位和地方政府采取靈活與務實的方法處理兩者合建中LNG加氣站的土地性質。建議政府出臺相關政策措施,促進LNG汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。