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摘要: 针对如何平衡LNG储罐容量与调峰能力的问题，阐述了大型LNG接收站储罐容量与调峰方式的关系。以某LNG接收站为例，对增加罐容和购买现货两种方式对罐容差异和调峰能力的影响进行分析，采用动态设计模型求解现货方式，将连续用气量低于月平均用气量月差值之和作为罐容增加量。提出利用南北地区用气不均匀性时间差，加强南北地区LNG接收站资源的相互调度，可以提高调峰能力和灵活性，充分发挥LNG接收站调峰能力的新思路。Abstract: The paper presents the balance between tank capacity and peak shaving capacity of a large-scale LNG receivingterminal. Taking the specific LNG receiving terminal as an example, impacts of incremental tank capacity and purchase ofspot stocks on tank capacity and peak shaving capacity are analyzed. By using a dynamic design model for solution of spotstocks procurement, total differences in months when the monthly gas consumption is consecutively lower than the averagemonthly consumption is taken as the increment in tank capacity. It is proposed that the uneven gas consumption in northernand southern areas in different season is considered to intensify the maneuvering of LNG receiving terminal in these areas, so as to enhance their peak shaving capacity and flexibility.
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Keywords:
- LNG tank /
- tank capacity /
- peak shaving capacity /
- uneven gas consumption
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天然气是当今世界上公认的清洁能源[1-4], 以其热值高及环保方面的优越性, 受到世界各国政府和用户的欢迎。由于我国天然气资源不足, 且多数城市气源单一, 故多渠道获取天然气资源的需求越来越紧迫, 随着用气量的增加, 调峰问题也越来越突出[5-6]。建设大型LNG接收站不仅可以接收从国外进口的LNG, 通过多气源供气提高用气安全, 解决供气短缺问题, 而且可以提高调峰能力。目前, 国内已建成LNG接收站的建设规模主要根据下游目标市场确定, 但通常情况下, 下游用户的用气较不均匀, 且不同目标市场的季节性不均匀性也不一致。接收站如何根据下游用户的用气规律及供气范围进行上下游调峰, 直接关系接收站的设施配置和经济效益, 特别上游LNG的供给直接关系LNG储罐的储量, 而LNG储罐由于其投资年占比重较高, 对气化费影响较大, 所以如何平衡LNG储罐容量与调峰能力是在建LNG项目需要考虑的问题。
1. LNG储罐容量与调峰能力的平衡
由于下游市场用气的不均匀性, LNG的供应也需与下游用气规律匹配, 但根据目前国内外签订的供气协议, LNG供应方为保证其气田和液化生产线的正常生产而不接受不均匀供气的要求。在这种情况下, 单个LNG接收站只有通过在LNG接收站增加储罐容量, 或根据季节调峰要求购买LNG现货的方法, 解决下游用户用气的不均匀性。通过增加LNG储罐容量将淡季所供LNG储存至用气高峰季节, 虽然增大了一次性投资, 但受天然气供应市场的影响小。由于罐容大, 在整个供应过程中不会受到极端天气的影响, 提高了应急保障能力, 并且具有一定的战略储备功能, 该方式目前被日、韩等国普遍采用。通过购买现货的方式能够节省投资, 最大发挥站内气化设施的设计能力, 提高供气、调峰的灵活性。目前, 国内已建LNG接收站均采用该方式, 但该方式受现货市场价格波动影响大, 同时受到运输过程中天气的影响, 应急和调峰能力相对较差。
2. 计算模型
以某LNG接收站为例, 采用增加罐容和购买现货两种方式对罐容差异和调峰能力的影响进行分析。
2.1 基础数据
某LNG接收站一期接收能力为350×104t/a, LNG码头可接卸单艘船容12×104~26.7×104m3。LNG项目下游每个城市的月平均用气量均为42 224.15×104m3, 但下游各城市的配气量和月不均匀系数均存在一定差异(表 1)。
表 1 某LNG接收站一期每月下游供气量情况
2.2 现货购买方式计算模型
现货方式调峰的基本方式: 通过采用购买现货方式使上游资源正常均匀供气, 下游市场需要调峰时, 通过购买现货增加供气量, 根据工程经验, 采用常用动态设计模型求解。动态设计模型模拟了一系列连续事件对整个供应网络的影响, 并分析了事件对液化天然气接收站, 尤其是液化天然气运输船装货和卸货设施的影响, 该模型适用于受各种不确定因素影响的离散系统的分析:
![](/fileYQCY/journal/article/yqcy/2013/6/href="yqcy-32-6-679-FE1.png")
其中：
![](/fileYQCY/journal/article/yqcy/2013/6/href="yqcy-32-6-679-FE2.png")
式中: D为生产和接收站之间的距离, km; j, k为计数器, 取值1, 2, …, n; LTI为理想航行状态下运输的液化天然气量, 106t/a; LdT为由于延迟而未运输至接收站的液化天然气量, 106t/a; LdM为由于船只维修而未运输至接收站的液化天然气量, 106t/a;
联立上述方程, 采用VB编程计算, 该LNG接收站一期工程需建设3座16×104m3LNG罐。但该罐容不能满足下游调峰需求, 需要通过购买现货或调度其他LNG接收站资源来补充调峰气量。
2.3 增加罐容方式计算模型
增加罐容主要是在第一种方式的基础上, 根据供气范围内的不均匀用气, 将淡季来气进行储存, 所增加罐容为连续用气量低于月平均用气量月差值之和。以上述LNG接收站为例, LNG接收站内应能够将6~ 10月份LNG超出下游市场需求部分通过增加罐容进行解决, 需增加13.45×104m3LNG罐容, 即一座16×104m3的LNG储罐(图 1)。
3. 结果分析与建议
综上对比分析, 以购买现货方式进行调峰, 某LNG接收站一期需建设3座16×104m3的LNG储罐。如果通过增加LNG罐容的方式进行调峰, 则需要建设4座16×104m3的LNG储罐, 不考虑储罐运行期间的运行成本和蒸发损失, 仅一次性投资增加超过15%。因此, 该LNG项目推荐采用第一种方案进行调峰, 即通过购买现货解决调峰气量问题。
随着中国石油建成投产LNG接收站的增多, 特别是南北地区季节性用气不均匀性差异较大地区接收站的增加, 在不同接收站之间可以形成资源相互调峰关系, 弥补单个接收站罐容的不足。但由于LNG接收站运行后需要有最低外输量以保证站内低温设施温度不升高, 则要求每个LNG接收站保持一定的罐容量, 因此, 需要对所有参与互补调峰的接收站建立有效的调度机制, 才能保证各LNG接收站的安全运行, 并有效发挥LNG接收站调峰的灵活性。
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