广东LNG试点工程《预可研》中若干问题探讨_化学与化工论文
摘要：作者建议广东lng试点工程将lng作为单一气源，输气主干管一期将原深圳首站和珠海首站之间铺设管线连通起来．变“u”形为“o” 形。珠江三角洲九个城市均从一期即用lng：lng接收站的规模第一期仍维持预可研的500万吨／年。第二期改为增加300万吨／年。总规模600万吨／年。城市燃气必须保证全年365天全天侯连续供气。
广州市煤气公司既是接收站和输气干线(以下简称站线)的中外合资公司股东之一、同时又是珠三角城市燃气的最大用户之一。既是业主、也是直接消费者。地位特殊。因此我们对于《预可研》中的预测数字和工艺参数额为关注、比较深入地进行了研究、本文便是探讨之一、不当之处请给予指正。
1关于lng和南海天然气两种气源问题
《预可研》称：lng规模一期300万吨／年、二期增加200万吨／年。达500万吨／年。输气主干线从深圳大鹏湾的秤头角接收站(或后备站址)经坪山至东莞、广州、佛山末站，全长215．4公里；另敷设海底管至香港，全长共130公里。供应深圳、东莞、惠州、广州和佛山等五市的城市燃气、工业用气、电厂(包括新建和油改气电厂)以及香港用气。二期同时从珠海横琴岛登陆南海天然气、规模15亿米3／年(折106．7万吨／年)、输气主干管从珠海横琴岛至中山、江门、佛山末站，全长181．7公里。供应珠海、中山、江门和肇庆等四市的城市燃气约5亿米3／年、尚余10亿米3／年供佛山市，并将该市的一期lng的供应量减少(一期原供24．48万吨／年，二期减至9．97万吨／年)改为供应南海天然气。
由此可见、《预可研》把南海天然气作为供应珠海、中山、江门、肇庆和佛山等五市的主气源，但是《预可研》只提供了lng的特性，没有提供南海天然气的特性，两种气源的首站输出压力也不同，lng接收站天然气输出压力8．0mpa、横琴岛天然气输出压力5．5mpa .
据有关资料介绍、莺歌海盆地和琼东南盆地蕴藏着丰富的大然气资源。已经投产的只有莺歌海崖l3—1大然气田。可采储量900—1000亿米3、1996年1月开始输往香港用作发电燃料29亿米’／年、海南省用作化工原料和城市燃气。5．5亿米’／年。签定20年供气合同。此气源已无余量供其他用户。有希望的钻井仍在勘探和规划之中。将来供给用户的天然气特性如何?是否要处理加工才能与进口的lng互换?仍是未知数、何时能投产尚不确定，而广‘东lng试点工程预可研将南海大然气与国际贸易的lng相提并论，作为同 —管网的两个气源之一、依据不足，欠妥当。我们认为：广东lng试点工程应以lng为唯一的气源、分为两期建设。南海天然气只作为潜在的备用气源，可列入《可研》的范畴。除了要落实南海天然气来源，还要研究混气设施投资的技术经济分析。
由于两种不同的气源变为单一的lng气源，那么·卜列新的方案、可供探讨：
(1)将原定二期用南海天然气的珠海、中山、江门、和肇庆等四城市以及二期用lng的惠州市均提前到一期即供应lng，珠三角9个城市的城市燃气同时进行可研和规划建设，迎接天然气的到来。
(2)由于广东城市燃气管道化程度很低，而燃气管道化的普遍发展规律是难以高速进行的，若不从现在就开始推动管道化进程、lng接收站建成后，将会有很长的城市燃气用户发展时间，项目的经济效益和社会效益将难以较快体现。所以、我们建议各中心城市应将所属各县级市、镇纳入其统一的城市燃气管道化规划范畴，并在一期开始实施。如：广州的花都市、从化市、增城市和番禺市应在广州市政府的统一规划下，同时列入天然气一期工程、并在近期开始燃气管道化的工程项目。
(3)输气主干线不再分为两朗建设(总长397．1公 里)。 一次建成、将lng主干管原佛山末站改为中间 站、主干管延伸、末站南移至珠海。主干管建成之日、 既是珠三角九城市同时启用lng之时。
(4)主干管布局上，将原“u”形枝状，改为珠海末站与深圳首站联通起来变成“o”形环状、这是理想的环网供气格局，改善了供气状况和可靠性，避免了主干管上如发生局部故障可能影响大面积或全线断气的情况。重新以环网进行水力计算和管径的选择。
(5)考虑到潜在的南海天然气上岸并入管网的可能性，设计lng环状管网时在珠海菜管段上预留接口。
2关于lng接收站的规模问题
《预可研》称：接收站一期规模300万吨／年，实际周转量328．21万吨／年。二期规模达500万吨／年、实际周转量551．02万吨／年；同时增加南海天然气15亿米3／年(折106．7万吨／年)、但不计入接收站的周转量。
正如上述的第一个问题改变两种气源为一气源、则lng接收站的规模应作相应的调整。
参照《总体预可研》表1“广东lng项日总气量需求表”。经过如f修正：①将原属二期供气的肇庆、江门、中山、珠海和惠州等五市提前至今年开始供应lng；②改正惠州电厂今年用量；③香港中华煤气公司自今年开始是每年曾加10万吨；整理成“调整后的lng用量汇总表”、见表2。
表中的数据均是预测值、预测准确与否，与签定照付不议合同量之间的差距有多少?难以估计，尤以城市燃气项目用气最为明显，因为它与气化人口、耗热定额、发展用户速度、置换为天然气的速度和各类(家庭、商业、工业)用户的比例等预测用气量的参数如何选定有关。以广州市为例，预可研中的置换速度“20仍年16万户，今年24万户，今年11万户”．这样的安排太乐观了。根据国内的经验，每年以10万户的速度置换已经很理想，随着置换经验的积累和组织工作的改善，往后的置换速度可能加快。又如今年广州地区(含番禺市)用气量为23．46万吨，折2．93亿米3，年平均80．1万标米3／日，据我们目前掌握的资料，今年达不到此值、由此可推测一期的lng用量有‘水分”，需打折扣。另外，lng工程投产初期各类用户都有一个适应磨合期，很难完全避免不发生这样那样的问题。
我们认为lng接收站一期仍维持300万吨／年的 规模、将二期用气的五个城市提前到一期，仍是足够 和合理的。第二期将南海天然气106．7万吨／年改用 lng、原增加200万吨／年调整为300万吨／年，总 规模达600万吨／年。
3关于lng接收站和输气干线全年365天不间断供气问题
《预可研》称：(1)按规范要求lng接收站和输气 干线年操作日均为350天。(2)接收站内ing储罐容积 的计算公式为vs＝vt十nq，式中vt为lng运输 船的容积(13．6万米3)、n为最大不能靠泊卸船间隔天 数(取5天)。q为平均日输出量。求得一期需建容积 为13．5万米3的lng储罐2座，二期再建1座10万米3。共37万米3。
电厂和24小时连续生产的工厂因每年(或隔年) 需安排停产大检修的时间，设计时都规定年操作日。 电厂因类型不同、年利用时间在3500—5000小时范围 内，惠州电厂在预可研中选定为4000小时、每台机组 小时耗lng量乘以4000小时即为年耗用量， 日耗用 量则以14小时计算。其他工厂一般规定年操作日为 330天。只要站线与用气电厂和工厂双方协调正常的 检修、统筹安排，站线年操作日350天可做到互 不影响。即使电厂和工厂因突发事故等原因lng供 应中断而造成停产，其影响范围仅局限于电厂和工厂。
然而，城市燃气供应的家庭和商业用户，不同于 上述情况，必须保证全年365天全天候不间断连续供 气。否则，可能造成严峻的社会问题，这也是城市燃 气气源厂之所以设备备用较多、而设备利用率较低的 原因之一。城市燃气的用气负荷不均衡，具有冬季高 峰夏季低谷、一日三餐高峰等特点(简言之，即使全 年365大连续供气、如果高峰用气时不能满足，也可 能导致大面积的用户用不上燃气)，还具有用户和用气 量逐年增加的所谓渐增性，以及供应范围大、管网长、 涉及千家万户等特点构成了城市燃气供应的特殊规律。 由于站线年操作日是350天、而不是365天，给城市燃 气供应带来严重的困难，这是非解决不可的问题，可 惜《预可研》中并无论及。
国内上海市已于1999年4月开始输入东海平湖气 田的天然气用于城市燃气，设计天然气供气量120万米3／日，年操作日355天。400公里海底输气管，从 浦东新区上岸。设计采用建设液化天然气工厂的方案、
解决10天的应急备用气源(据资料介绍美国有许多这样的lng工厂用作调峰储存)。方法是：用气低谷时。将平湖天然气预处理和低温(—162℃)液化、生产规模为174米3／日液化天然气，储存于2万米’低温储罐中。需要时、使之再气化(气化能力7万米3／小时天然气)、输入城市管网(引进法国技术)。这样的措施是要较大投资和一定的能量损耗为代价的、可见上海市政府对确保全年连续供气和高峰供气重要性的认识程度。上海平湖天然气的供气规模可视为与广州相似。
国外日本大版煤气公司于1972年开始进口lng、自1975年开始改用lng取代人工煤气、至1990年完成置换为天然气的工程。据该公司年报，1997年度：用户608．3万户，其中家庭用户578．6万户，占95％。lng多点采购．年进口总量530万吨。年销售燃气(lng再气化之后以lpg增热，热值为11000千卡／米3)66.06亿米3，各类用户销售比例为：家庭32．8％、商业12．6%工业(主要是电厂)47．9％其它6．7％。拥有三个气源厂，即①泉北lng接收站，供气能力2562．3万米3／日；lng储罐21座。总容积158．5万米3。②姬路lng接收站，供气能力905．4万米3／日，lng储罐7座，总容积56万米3。③北港代天然气厂，生产能力200万米3／日，以石脑油、lpg为原料。大阪煤气公司的供气范围、各类用户比例、资源和lng进口量等情况可视作与广东lng试点工程相当。
上述国内和国外两个煤气公司都是百年以上的老店，其经验对后来者很有启发，值得借鉴。
采取什么办法解决珠江三角洲9个城市需要储备15天甚至更长时间的用气量呢?可以有两种思路、其 一是各城市各自寻找解决方案、所谓“各自为战”．建 立自己拥有的储罐或其它备用气源厂(对已经有制气 厂或代大然气装置的城市或许容易些)。其二是在建设 接收站的同时就将供气范围内的所有城市作为一个整 体，从增加设备台数和储罐座数，组织生产，合 理统一调度等方面，总体集中统一解决；虽然局部年 操作日350天，但轮流检修设备，接收站对外供气年 操作口则是365天连续无空档期。换言之，接收站担 负各类用户的季节调峰和农历除夕特殊高峰甚至日调 峰以及各城市15天备用气源的任务。我们认为整体解 决的方案肯定优于个别自己解决的方案。如有必要可 做技术经济论证。
对比大阪煤气公司和广东lng试点工程，两者进 u lng量差44多。大阪煤气公司lng储罐的总容积 达到214．5万米3、后者仅37万米3、两者实在太悬殊 厂、前者可谓万无一失，后者则几无余地。预可研中 求lng储罐容积计算公式的参数选择是否太简单和理 想化。例如．最大不能靠泊卸船间隔天数因为是船边 交货方式而仅选定为5天(文字说明列出了许多影响 因素、但没有被考虑)，究竟如何选定lng储罐容积， 需要进一步探讨。例如、起码还要考虑：(1)船上交货 的可能性；(2)几种船容与储罐的卸货操作关系；(3) lng储罐的检修周期；(4)预留发展的用地。
据资料介绍美国天然气输气干线采用多管的办法、 保证供气的连续性和可靠性。环状管网虽然可靠性有 所提高，但仍未能确保长期连续运行，因此仍有必要 考虑采用双管或者其他更好的办法。