多气源条件下LNG接收站储存规模分析

1 概述

随着我国东部沿海地区天然气需求的不断增长，西气东输一线和二线、川气东送等长距离输送管道及东部沿海各省市LNG接收站的建成投产，东部沿海地区逐渐形成了多种天然气气源供应格局［1］。多气源可利用省级天然气管网实现气源互通、互备和互供，有效保障各省天然气供应的稳定性。

上游天然气的开采、处理和供应往往希望下游用户相对连续稳定用气，而下游由于有着较多的燃气电厂和城市用户，用气负荷存在较大不均匀性，且长距离输送管道往往经过较多省份，管道调峰能力不可能只为个别几个省所用，因此，沿海LNG接收站承担着主力调峰的任务。本文基于某地区天然气供需情况，通过动态分析的方法对多气源条件下LNG接收站储存规模进行分析;利用该方法，通过调整LNG船的船期来“平谷抑峰”，在保障下游供气和调峰的条件下，降低LNG接收站储存规模，减少接收站投资［2－4］。

2 某地区天然气供需特性

2.1 需求特性

该地区天然气主要用户包括燃气电厂和城市用户，其中:城市用户包括居民用户、商业用户、一般工业用户及交通用户，其天然气需求为36×108m3/a;电厂用户包括天然气调峰发电厂及天然气热电厂，其天然气需求为78×108m3/a。城市用户和电厂用户天然气总需求为114×108m3/a，其月不均匀系数见表1。

表1 城市与电厂月不均匀系数

2.2 天然气气源及供气特性

该地区共存在4种气源供气，其中陆上气源一供气量为30×108m3/a，陆上气源二供气量为18×108m3/a，陆上气源三供气量为36×108m3/a，LNG气源供气量为30×108m3/a。陆上气源一和气源二月供气特性见表2;陆上气源三为均匀供气。LNG接收站用于承担该地区除陆上气源调峰外的所有季节调峰，可通过供需平衡和各气源供气特性计算出每月LNG接收站外输量，得出LNG接收站供气的月不均匀系数(见表2)。

表2 陆上气源一、气源二及LNG接收站月不均匀系数

3 LNG接收站储存规模动态计算法

3.1 动态计算方法介绍

多气源条件下，LNG接收站储罐罐容一方面受目标天然气市场用气需求、各用户用气特性、其他气源供气规模及供气特性的影响;另一方面，LNG接收站作为LNG产业链的末端，其储罐规模受上游天然气气田开采、LNG运输等因素影响;此外，LNG接收站站址气候条件、通航条件等均是影响LNG接收站储罐规模的因素。从LNG产业链的角度分析，从上游天然气的开采、液化，LNG运输环节的装船、运输，到下游LNG接收站的卸船、储存和运输，构成了一个完整的物流链，因此，可采用物流分析的技术构建一个物流动态模型，用于分析LNG接收站罐容、LNG接收站储存量等指标。

本方法综合考虑目标天然气市场用气需求情况、用气特性、上游LNG来船情况，LNG接收站天然气外输量、LNG船卸载量、站内LNG储存量等指标采用计算机编程进行动态分析，得出在均匀来船的情况下LNG接收站储存规模、LNG接收站储存量每日变化情况、LNG作为调峰的主力气源时其所需要的储罐数量及船期等情况。该动态分析方法还可以通过调整上游LNG运输链中LNG船的船期用于“平谷抑峰”，既保障下游供气和调峰的要求，又可以降低LNG接收站储存规模，减少站内LNG储罐数量，减少LNG接收站投资。

动态计算输入的主要参数包括:天然气市场需求总量;各用户预测需求量及用气不均匀特性;LNG船的有效船容;LNG密度;LNG接收站储罐单罐有效罐容;LNG接收站安全储量;接收站船舶卸料不可作业天数。

3.2 上游均匀来船情况下LNG接收站储存规模

LNG接收站上游LNG船舶均匀来船，采用QFlex船型(船容为21.6×104m3，有效船容取96%)为主力船型，接收站船舶卸料不可作业天数按4 d考虑。采用计算机编程的动态模拟结果为:LNG接收站总储存规模为107.84×104m3，需储罐(单罐容积为16×104m3)7座，LNG船每年到港卸料次数为24次，LNG船之间到港间隔为15 d。在上游均匀来船情况下LNG接收站储存量逐日变化情况见图1。

图1 LNG接收站储存量逐日变化情况(均匀来船)

3.3 调整船期降低LNG接收站储存规模

根据均匀来船计算结果，在上游LNG均匀来船情况下，需7座LNG储罐才能完全满足该地区天然气调峰要求。由于国内天然气价格并未与国际接轨，LNG价格比国内天然气价格高，而LNG接收站储罐单罐造价一般在(5.5～6.0)×108元，在上游均匀来船时建设较多的LNG储罐完全满足下游调峰的要求会导致LNG接收站出站气价较高，存在下游用户难以承受高气价的风险。因此，可采用动态分析的方法，通过调整上游LNG运输链中LNG船的船期来“平谷抑峰”，既可保障下游供气和调峰要求，又可降低LNG接收站储存规模，减少LNG接收站投资。

假设该LNG接收站LNG设计储存规模为64×104m3(4座16×104m3LNG储罐)，通过动态分析方法计算结果可知，每年需调整LNG船的船期，其中:2、3、5 月份需各减少接收1 船 LNG;8、9、12 月份需各增加接收1船LNG;其余月份仍保持每月接收2船LNG不变。通过调整船期方法得到的LNG接收站储存量逐日变化情况见图2。

图2 LNG接收站储存量逐日变化情况(调整船期)

4 结语

多气源供气的供应格局有利于保障东部沿海各省天然气供应的稳定性，保证供气安全。由于我国东部沿海各省处在陆上气源供气末端，在陆上气源季节调峰有限的情况下，可以通过LNG接收站引进LNG，建设LNG接收站储存和气化设施，可有效保障所在地区的供气和调峰。

多气源情况下，采用计算机编程进行接收站罐容模拟，可得出LNG接收站储存规模、LNG接收站每月库存情况及趋势、上游LNG船次等，同时也可以通过调整LNG船的船期与LNG接收站一起对下游“平谷抑峰”，在保证下游季节调峰要求的条件下降低LNG接收站的投资额。动态分析的方法可以用于设计前期确定LNG接收站储存规模，确定经济合理的储罐数量，也可以初步掌握均匀来船和船期调整后LNG接收站库存变化情况。