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摘要：天然气下乡对改变农民传统的生活方式具有革命性意义。但由于乡镇地域辽阔，大部分偏远的乡镇并无管道天然气覆盖，为解决此类区域用户的用气需求，本文在不同情况下对目前较常见的几种自建气源站进行比较分析。
关键字：天然气下乡；LNG瓶组站；LNG气化站；供气方案
1概述
随着天然气的不断发展，很多乡镇的中压燃气管网建设日趋完善，但偏远的乡镇、农村由于管网建设困难等原因，管网建设工程滞后，短期内管网无法辐射覆盖，暂时无法进行管道天然气供应。瓶装液化石油气在管网无法覆盖地区的居民日常生活中被广泛使用。由于液化石油气本身特有的性能，具有很大危险性，在充装、运输、储存、使用中的各个环节中如有不慎，就可能引发安全事故，造成严重的后果。
为使该部分乡镇、农村可以使用天然气，减少对瓶装液化石油气的依赖，以液化天然气（LNG）的形式对一定规模的无管网乡镇、农村进行供气，是改善该地区的能源结构和生活方式的重要举措。由于农村环境因素、客观条件的限制，将LNG推进至偏远乡镇、农村的工程建设工作面临着严峻考验，存在着诸多困难。
2 供气方案的确定
2.1供气形式选择
为解决上述无管道天然气覆盖区域的用户用气需求，目前较普遍的做法为自建气源站，包括液化石油气（LPG）瓶组气化站、液化石油气（LPG）混空气站、压缩天然气（CNG）供气站、液化天然气（LNG）瓶组气化站、液化天然气（LNG）气化站等方式。依次分析以上供气方式的优缺点[1~4]如下表所示：
由于LNG站点输送的是天然气，从长远考虑，对以后接纳管道天然气较为有利，用户无需改造灶具或用气设备。根据用气规模的大小，可以选择LNG瓶组站或LNG气化站作为偏远地区的自建气源站，来实现偏远地区的天然气供应。
2.2供气市场分析及预测
乡镇天然气市场预测需要综合分析城镇的现状、水平及发展方向，城镇的性质、地位及地理自然环境，工业水平、构成及发展方向，产业结构的调整，以及环境保护对燃料结构的要求、各类用户对天然气价格的承受能力等因素。应通过对现状各类用户的调查，结合区域经济特点，在对现状用户预测的基础上，结合现状能源消耗特点和乡镇总体规划，对未来气量作深入分析和科学预测。
本文所考虑供应范围为偏远乡镇、农村的用户。主要供应对象为居民用户，在供气量允许的情况下可对商业用户以及工业用户进行供气。
居民用户主要包括安置小区、自建房等，且优先供应具有管道气化条件的居民用户。商业用户主要包括满足用气范围内的企业、学校、医院、旅馆和餐厅等餐饮和锅炉用气。由于工业用户用气量一般较大，且用气地点固定，如有需要，可单独为工业用户设置LNG撬装气化站进行供气。
2.3供气方案比较分析
绝大数偏远乡镇、农村可供选择的天然气供应方式包括LNG瓶组站和LNG气化站。
一、LNG瓶组站
LNG瓶组供气工艺具有投资省、占地面积小、建设周期短、操作简单、运行安全可靠等特点[3]，可迅速地向农村居民用户供气。
（1）建设规模
贮存规模：LNG贮存容积≤4m3。
气化能力：中压A ≤150Nm3/h（按照居民用户每户耗气量3Nm3/h，每天用气6小时，甁组3天置换1次计算得出，若居民用户耗气量以0.7Nm3/h计算，甁组则可7天置换1次。）
（2）选址原则
LNG瓶组站的选址应综合考虑技术及经济因素，按照以下原则进行：
1）应满足与周围各类建、构筑物的安全间距要求；
2）结合乡镇总体规划，尽量靠近用气负荷集中的地区；
3）宜布置在无损于乡镇边缘地区，乡镇的下风向；
4）具有较好的供电、供水条件；
5）应保证交通便利，以便于车辆的通行；
6）优先考虑在需要供气的新建小区内设置，集约节约土地。
（3）工程建设及投资
LNG瓶组站土地落实后即可实施，可采用撬装型式，占地面积约1.0~1.5亩左右，建设进度较快，难度较小。
LNG瓶组站若不考虑征地费用，设备（包安装）投资约80~150万元，站外管网铺设（含材料）费用约为25万/km。
（4）运行管理
1）人员配置
可采用无人值守站，但需配置值班换气人员，约2~3人。
2）运营管理费用
投运后，考虑人员工资福利，站内水电耗量及设备维护成本，LNG瓶组站年运管费用约为30万元。
（5）存在的问题
1）LNG瓶组站气化量较为局限，对未来用气增加，没有足够的供气保障能力。
2）建议适用于农村260户以下的纯居民（按照居民用户每户耗气量3Nm3/h，每天用气6小时，甁组3天置换1次计算得出。260户的提出仅为体现用气量，LNG瓶组站具体供应户数需结合用户的住宅分布、管道敷设合理性、行政管理等多种因素考虑）。
3）瓶组气化站可设计为有人值守气化站和无人值守气化站。有人值守的气化站通过人工切换的方式进行主副路切换；无人值守的气化站建议通过自动切换方式进行主副路切换，自动切换方式宜采用调压主路和备用路的压力设置来实现。
二、LNG气化站
LNG气化站初期投资较大，气源购入方便。目前LNG外部气源供应保障性较好，可作最终气源；随着远期用气量的增加，其供应保障性高的特点将更加明显。LNG气化站场站占地面积大，站址选择较难，影响周边地块使用情况[4]。
（1）建设规模
LNG气化站建设规模应根据农村用气量需求，结合当地规划情况确定，一般考虑为2~3天高峰日用气量。根据供气规模的大小及供气范围，农村建设气化站可分为以下两类：
1）小型LNG气化站
一般农村由于发展条件受限，天然气用户以居民及公建餐饮用户为主，天然气耗量较小，可采用小型LNG气化站点供形式进行较小范围的供气。结合以往工程设计经验，经计算分析，一般农村用气化站存储规模及对应供气规模、占地面积可参考下表。
注：
1）表中数据适用一般农村供气，用户以居民为主，天然气耗量较小，不包含引入大气量工业用户的农村。换算户数的提出仅为体现用气量，LNG气化站具体供应户数需结合用户的住宅分布、管道敷设合理性、行政管理等多种因素的考虑。
2）本文建站规模及供气规模，是根据居民用户每户耗气量3Nm3/h，每天用气6小时，储罐3天置换1次计算得出，若居民用户耗气量以0.7Nm3/h计算，储罐则可7天置换1次。
3）若用气量≤150Nm3/h，则推荐LNG甁组气化站建站方式。
2）LNG中心气源站
当乡镇内多个村庄适宜一并供气，日用气需求较大，可考虑建设LNG中心气源站。当站内LNG存储规模超过50m3，应根据《城镇燃气设计规范》GB50028-2006要求，设置消防水池等必要设施。
（2）选址原则
LNG气化站选址应综合考虑安全防火、技术经济等因素，遵守以下原则：
1）站址应满足与周围各类建、构筑物的安全间距要求；
2）站址处应具有良好的地形、工程地质、供电、给排水和通讯等条件；
3）站址处应保证交通便利，以便于车辆的通行；
4）站址应尽量使用农村撂荒地，少占用耕地，以减少征地费用；
5）站址尽量靠近用气负荷中心，减少输气管道长度，以节省投资；
6）选址还要充分考虑出站管道连接的方便性和可操作性。
（3）工程建设及投资
LNG气化站占地面积较大，对站外建构筑物防火间距要求较高，且对水、电、交通等配套条件有一定要求，选址及土地征用过程中存在一定难度。
LNG气化站需建设生产辅助用房、围堰等建构筑物，相对LNG瓶组站建设工程量较大，建设周期较长。
LNG气化站由于供气规模的不同，工程投资差距较大。一般供气规模约1000Nm3/h左右（LNG存储规模不大于40m3）的小型气源站，当不考虑征地费用，设备（包安装）投资约150~300万元。站外管网铺设（含材料）费用约为25万/km。
（4）运行管理
1）人员配置
LNG气化站（小型）需要配置的人员较多，至少设置5人（站长1人，运行维护、电工、门卫3人，中控室1人），且站内管道、阀门布置较LNG瓶组站复杂，对站内工作人员能力和素质有一定要求。
2）运营管理费用
LNG气化站（小型）投运后，考虑人员工资福利，站内水电耗量及设备维护成本，气化站年运管费用约为55万元。
综上，LNG瓶组站和LNG气化站。两种供应方式从气源价格、占地、工程投资、实施难度、建设周期、运行成本、供应规模等方面对比如下：
2.4结论
经过上文分析得出如下结论：
（1）当市政中压管道短期内无法覆盖部分偏远乡镇、农村，为解决上述地区用气需求，可采用LNG瓶组站、LNG气化站的供气形式。
（2）LNG瓶组站规模较小，供气量在150Nm3/h以内，对应用气居民户为260户以内。LNG气化站规模较大，供气量在150~1200Nm3/h以内，对应用气居民户为260户以上，并在气量允许范围内可对部分商业、工业用户供气。LNG瓶组站可作为临时供气气源，而LNG气化站可做最终气源或待远期中压管网系统建成后作为农村应急储备气源。
（4）LNG瓶组站、LNG气化站以及配套中压管道的建设存在站点建设选地困难、管道敷设工程量大、农村厨房不符合用气条件、运行管理成本高等多方面困难，具体方案的选定均需结合农村实际情况考虑。
3存在的主要问题
LNG延伸至偏远农村区域意义重大，但实际实施中还存在许多主要问题。
3.1用户角度问题
1）部分农村用户厨房构造不符合规范。农村较为常见在砖房旁边用木料、瓦搭建而成的矮间厨房，不满足《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006）中关于安装燃气灶具的房间净高不宜低于2.2米的要求，且瓦房、木屋顶结构无法满足用气厨房的耐火等级要求。部分农村厨房未与卧室、起居室之间隔断，功能分区不合理，或通风面积达不到要求，根据《城镇燃气技术规范》GB50494-2009，均无法供气[5]。
2）部分村民缺乏天然气安全基础知识，认为调压设备安置在自家附近存在安全隐患，或认为天然气安装费用较高，拒绝使用天然气。
上述原因可能导致农村天然气利用率低，推广难度大。
3.2经济角度问题
农村住户多为单家独院，户与户之间又有一定距离，无形增加了材料、施工、运行管理费用。天然气公司敷设管道到乡村成本较高，而用户数却有限，管网利用率非常低。规模较小的农村，设置一个RJS-50型调压箱往往供应十余户，而管道却要敷设400～500米。而规模较大的农村，仍存在管网利用率低下的问题。
即向自然村区域供气，由于用户较分散，管线距离较长，投资较大，而用气局限于居民生活用气，且供气存在价格倒挂现象，利润微薄甚至为负，影响供应企业建设和开发的积极性。
3.3建设角度问题
1）LNG气化站的位置与其安全性有着密切的关系，与周围的建构筑物防火间距必须符合《城镇燃气设计规范》GB 50028—2006的规定，而且要考虑容易接入所供应区域，为远期发展预留足够的空间。通常LNG气化站场站占地面积大，由上述因素导致站址选择较难，且影响周边地块使用情况。
2）自然村房屋和道路建设不规范，原有地下管线多又复杂，且缺乏原始资料，施工时管位比较紧张，开挖难度较大。部分家庭住房违章搭建较多，除一幢主楼外，另围绕主楼一般有数间小房间（做出租房），燃气管道的敷设过程中，造成管道进户难度大，引入管长度过长，存在一定安全隐患。
3）沿县道以上道路施工不允许开挖敷设，沿乡道敷设审批程序繁琐。公路管理相关法律规定，燃气管道不得占用公路边沟、公路留地，不得穿越涵洞空间。天然气管道敷设时要求非常严格，需层层报批，甚至可能需要经过第三方评价机构进行安全评估，通过评估后方可实施。借道公路留地时需要向路政部门缴纳费用。凡穿越公路都通常采用定向钻或顶管工艺，大大增加了建设成本。此外，中压管道敷设可能会占用沿线农田、菜地或鱼塘等，均需要征地施工。
3.4管理角度问题
偏远乡镇、农村通常幅员辽阔，用户较分散，维持日常的抄表、维修、安检均需要大量人力，但农村的总用气量偏低，运行维护成本较高，安全管理难度大。
4建议
（1）若偏远乡镇、农村受城镇天然气市场容量偏小，供应市场以居民用户为主，没有明确的工商业用户时，建议根据用气规模选择适宜的建站方案进行供气。
（2）若偏远乡镇、农村远期有新发展的工商业用户，建议采用建设小型LNG撬装气化站进行供应。
（3）在进行农村区域详细规划时，应统筹人口与用气需求考虑，预留天然气气源站位置，方便今后站点建设的选址工作。
（4）LNG瓶组站、LNG气化站以及管线路由选定前期手续的办理，是站点建立、供气顺利实施的前提和必要条件，也是后期投运的基础和保障，建议政府在相关项目立项批文（发改委）、规划红线批复（规划局）以及土地使用取得（国土资源局）等建设环节予以协助，方便办理。
（5）由于不同乡村环境、人员素质差异较大，政府部门及建设单位在项目建设工程中应加大用气安全的宣传，普及相关天然气知识，使农村居民认识到天然气下乡是关乎人民利益的工程，配合建设单位展开相关工作。
参考文献：
[1]饶能. LPG混空气+CNG作天然气备用气源可行性[J]. 煤气与热力，2007，27（9）：28-30.
[2]贺红明，林文胜，顾安忠. L-CNG加气站技术浅析[J]. 天然气工业，2007，27（4）：126-128.
[3]屈菊红，王佳. LNG瓶组供气站的工艺设计及安全运行注意事项[J]. 上海煤气，2017（4）：15-17.
[4]要大荣. LNG气化站的安全设计[J]. 工程建设与设计，2010（4）：67-70.
[5]万勇，孙登峰. 农村燃气市场发展面临的困惑[J]. 企业改革与管理，2016（3X）.
论文作者:肖达密1,丁亮2,沈宵朗1,孙敬凯1
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/22
标签：天然气论文; 农村论文; 用户论文; 气量论文; 乡镇论文; 管道论文; 规模论文; 《基层建设》2018年第6期论文;