辽宁省丹东孤山城区管道燃气工程可行性研究报告.docx
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辽宁省丹东孤山城区管道燃气工程可行性研究报告
辽宁省丹东孤山城区管道燃气工程可行性研究报告
1总论1
11编制依据原则与编制应遵循的规模标准1
12编制依据1
13编制原则1
14编制应遵循的规范标准2
15项目背景与工程建设必要性6
151工程建设背景6
152工程建设必要性6
16工程概况及工程主要技术经济指标7
2城市概况9
21城市现状及城市性质9
22自然条件10
3气源选择11
31气源选择11
32气源概况12
321气源保证12
322天然气组份13
323天然气参数13
324供气压力13
4工程项目范围与供气规模13
41工程范围及工程内容13
42供气原则及供气范围14
421供气原则14
422供气范围14
43气化人口与气化率的确定15
431城镇人口与气化率15
44各类用户耗热定额的确定15
45各类用户高峰系数的确定17
451居民及公建用户17
452工业企业18
46供气比例与供气规模19
461居民生活用气量19
462公建用气量19
463工业用气量20
47各类用户耗气量平衡与高峰流量计算20
48供气规模22
5储气与调峰23
51储气调峰量确定23
52储气设施的选择24
521LNG储气设施的选择24
522CNG储气设施的选择24
6场站设计27
61场站址选择28
62总图布置原则与总图布置28
63场站竖向设计29
64交通运输及道路29
65储配站工艺设计与主要设备29
66公用工程35
661建筑及结构设计35
662电气工程设计36
663给排水工程设计38
664暖通设计39
665通讯39
67总图主要技术经济指标39
68调压站40
7城市燃气输配管网42
71城市燃气输配管网压力级制确定42
72城市燃气输配管网布置原则44
73管网布置46
74管网水力计算46
75管道管材管道敷设47
76阀门及管道敷设48
761阀门48
762管道的敷设48
77管道穿跨越49
8自控系统49
81概述49
82SCADA系统的特点50
83SCADA系统的功能51
84SCADA系统的构成51
85SCADA系统规模和纳入系统的主要工艺参数53
86系统信道53
87对仪表的要求54
9消防和安全54
91消防54
911生产过程中火灾危险性物质特征54
912生产过程中火灾危险性类别54
913消防措施55
914消防设计55
92劳动保护与安全卫生57
921生产过程中的职业危害因素57
922设计采取的防范措施58
10环保与节能59
101环境保护59
102环境保护措施60
103环境效益61
104施工期间的环保62
105节能62
11组织机构及劳动定员62
111组织机构62
112劳动定员63
113机构职能63
12工程实施进度64
1212010-2012年前实施进度64
1222012-2022年实施进度64
13工程投资估算及经济评价65
131工程概况65
132编制依据65
133投资估算66
14经济评价66
141编制依据66
142基础数据66
143成本分析66
144损益分析67
145清偿能力分析68
146不确定性分析68
147财务评价结论69
15结论和建议69
151结论69
152建议69
附图
天然气储配站总平面布置图
城区管网水力计算图
1总论
11编制依据原则与编制应遵循的规模标准
11工程项目名称建设单位及设计单位
工程名称辽宁省丹东孤山燃气工程可行性研究报告
建设单位中国奥德集团实业有限公司
设计单位建设部沈阳煤气热力研究设计院
项目建设单位东港孤山奥德燃气有限公司
12编制依据
《辽宁省丹东孤山城区管道燃气工程项目建议书》
《丹东孤山城市整体规划》2009～2020
3《市政公用工程设计文件编制深度规定》中华人民共和国建设部2004年3月
4建设单位提供的相关资料
5建设工程设计合同
13编制原则
可行性研究报告在《丹东孤山城市整体规划》的指导下进行把大孤山经济开发区建设成为经济繁荣社会稳定环境优美空间布局合理和设施完善的现代化城市区为战略目标以提高人民生活水平减少环境污染改善投资环境和促进社会经济发展为目的
贯彻远近结合以近期为主的方针并考虑适应气源的变化和发展的可能
符合统筹兼顾因地制宜保护环境的要求
本项目立足于高起步高标准高水平引进技术先进价格合理的关键设备配套选用技术成熟安全可靠的国内设备
本项目力求技术先进经济合理切实可行方便实用造福于民
本项目LNG储配站及输配干管拟一次设计建设达到设计规模用户则逐步开发最终达到设计规模
本项目设计及建设严格遵守有关的城市燃气设计及安全规范确定合理的用气指标以及供气比例使项目的实施按市场规律运作
充分利用现有设施以减少投资加快建设速度
积极采用新工艺新技术新设备和新材料
合理利用土地尽量节约耕地
重视安全消防环保和节能序号项目单位数量备注供气规模年供气量计算月日万米3年万米3日远期
万米3年万米3日2高峰小时流量米3时远期米3时3气化居民人口万人远期万2004气化率47远期775储气容积米36储配站座1柜式箱式调压器远期座168市区管道D公里远期公里de200x182近期公里de160x146近期公里de110x100近期公里远期公里9劳动定员人10总投资万元耗水量万吨年0111LNG进价元米3到站价格12天然气售价元米3工业用户居民用户公建用户投资回收期税前年含建设期税后年14盈亏平衡点15内部收益率税前税后储配站占地米2城市概况
21城市现状及城市性质
前阳镇位于中国东北地区南部辽宁省东南部地理坐标东经123o22′～124o22′北纬39o45′～40o15′前阳镇是丹东东港市的工业重镇位于鸭绿江口黄海之滨东距丹东市25公里西距东港市内11公里以行政辖区为界全镇面积122平方公里其中城镇现状建设用地246平方公里现状人口8万人到2020年城区建设用地312平方公里规划人口规模20万人
丹东市前阳镇的城市性质在沿海经济带发展的大背景下丹东东港提出了同城化发展的新思路前阳镇恰位于丹东东港同城带的地理中心位置未来无论是从空间上还是产业结构上前阳都将发挥重要的纽带作用
位于丹东新城区西北部的辽宁丹东环保产业园为省级园区与前阳镇咫尺相望相距不足4公里规划面积1586平方公里人口15万人园区定位为和谐科技生态唯美大力发展环保型产业和建设生态家园对于丹东建设生态型旅游城市建设最美的边境城市目标具有十分重大的意义
22自然条件
丹东市前阳镇属北温带季风型大陆性气候属温带湿润地区季风气候区同时具有海洋性气候特点表现为春寒夏凉秋暖冬温昼夜温差小无霜期长降水充足终年湿润等特点前阳镇地处北半球中纬度地区受海洋影响较大温度比较适中累计年均气温89℃极端最高气温338℃极端最低气温－267℃一年之中一月的气温最低8月份气温最高土壤冻结时间一般在11月中旬至次年4月上旬土壤最大冻结深度为110米
全市年均降水量为8455毫米年最大降水量为13207毫米降水多集中在6～8月占全年623％日降水量≥25mm的年平均日数为98天积雪最大厚度33cm
年常风向为X频率为11％次常风向为XE频率为9％强风向为SSE夏季主导风向为SEE冬季主导风向为XXM长年主导风向X年常平均风速为32米秒年平均最大风速为120～180ms风力＞6级的年平均日数约为118天
从地质构造看前阳镇处在华北断块区辽东隆起的东部边缘辽东隆起与黄海拗陷两构造单元的交接部位第四纪断陷地东沟盆地的南部自第四纪更新世以来一直持续沉降积累了厚达3050米左右的第四纪松散堆积物自上而下为填土层粉质粘土层淤泥层粉细砂粉质粘土中砂卵石层以下为大理层拓石上部地基承载力为60－100KPa
地震烈度为7度
3气源选择
31气源选择
根据我国能源发展方针及地区的不同目前能作为城镇燃气气源选择的主要有
天然气随着我国经济发展国力增强以及天然气利用的认识加深我国已经确定在21世纪内把天然气开发利用作为能源发展的战略重点
CNG在远离天然气输气主干线或输气支线若运距小于200Km或最大不超过300Km的中小城镇可考虑已使用上天然气且建有CNG压缩天然气加气母站的城市采用CNG高压气体运输半挂车从CNG加气母站充气通过公路运送至城镇CNG供气站
LNG液化天然气我国始于2000年上海浦东LNG工厂供气量10×104m3d主要用作城市调峰及备用气源现在河南璞阳新疆广汇鄂尔多斯松源油田山西晋城等地均建有LNG工厂其中新疆广汇规模最大日供气量达150×104m3是我国最大的LNG生产基地并已在中南和东部沿海地区建有LNG中转站另外在我国的广东福建浙江上海山东天津和辽宁等省市均在筹建LNG接收站从国外引进LNGLNG在LNG工厂或LNG中转站充入LNG槽车或箱式集装箱车经公路运输至LNG气化站所以随着LNG供量的增加在选择气源时可根据LNG供气和运输情况加以考虑
LPG液化石油气经气化或混空作为城镇燃气在我国已有10余年历史但因近几年国际油价的飚升加上我国每年需进口原油1亿多吨又考虑到LPG供应的稳定性和价格的不定性所以如何合理的选择LPG作为城镇燃气气源应充分研究但能保证LPG供气的城镇还是可以考虑或作为过渡气源
煤制气可根据当地可供煤源煤质及供应价进行制气工艺选择三废处理应列为重点研究煤制气虽可作为城市燃气气源考虑但真正实施要严加慎重
对城市燃气气源的选择必须贯彻多种气源多种途径因地制宜合理利用能源的发展方针优先使用天然气合理利用液化石油气慎重发展煤制气所以在选择气源时要对当地或周边可供能源在工艺技术上在工程投资上在环境保护方面在气源供应稳定性和燃气售价等方面需经环境效益社会效益经济效益的综合性分析和比较后确定
根据前阳镇实际情况本工程拟定丹东前阳管道燃气远期气源以LNG液化天然气和长输管道天然气为主导气源以压缩的天然气为辅助气源近期根据市场开发情况以LNG液化天然气为主气源以CNG压缩天然气为辅助气源
由于远期气源不确定因素较多本次报告只对近期气源CNG和LNG做为主要的研究对象
32气源概况
321气源保证
本工程近期气源为压缩天然气和LNG液化天然气在前阳镇城西201国道北侧疏港铁路与江山路交叉点东南地块兴建天然气储配站
322天然气组份
表32-2天然气组份一览表
组份C1C2C3iC4nC4iC5nC5C6C7C8N2mol8689473483093124029021010005002059323天然气参数
爆炸极限491％～1577％
低发热值3967MJm3
气相密度0772㎏m3
运动粘度12072×105s
华白数5423MJm3
天然气质量符合国家标准《GB17820-1999》二类气的技术标准
324供气压力
近期气源CNG经减压至04MPa后送入城市中压管网LNG液化天然气经气化调压至04MPa后送入城市中压管网
4工程项目范围与供气规模
41工程范围及工程内容
1大孤山经济开发区天然气城市中压管网包括中压干管和调压设施
工程投资估算及技术经济分析2012年
远期7>2013年至2022年
43气化人口与气化率的确定
431城镇人口与气化率
1居民用户
受城市基础设施发展状况居民的居住条件管网敷设状况以及经济技术等各方面的因素城市居民管道燃气的气化率很难达到100居民的生活水平也是决定居民管道燃气气化率的一个不可忽视的因素根据其它城市天然气利用的经验天然气进入城市后可优先发展居民与公建用户工业用户也可重点突击一般情况下居民生活的气化率有一个发展过程
前阳居民生活管道天然气气化率及气化人口表见表43－1
表43－1前阳天然气气化率及气化人口表
年份2012年2022年城市人口万人920气化率4777气化人口万人4215444各类用户耗热定额的确定
居民生活用气耗热定额
居民生活的耗热定额是确定居民用气量的一个重要的基础数据决定着城市居民用气量预测的准确性可靠性关系到整个工程的规模和投资
影响居民生活耗热定额的因素很多主要有当地的气候条件居民的生活水平和饮食习惯住宅内用气设备的设置情况公共生活服务网食堂熟食店饮食店浴室洗衣房等的发展程度以及社会副食的成品半成品供应情况热水供应情况社会气化普及程度燃气价格等因此各城市和地区的居民耗热定额不尽相同需具体情况具体考虑根据城市的不同情况确定
结合大孤山经济开发区居民生活水平及参照周边城市的耗热定额的数据确定本工程居民生活耗热定额为折合2093MJ人·年50×104kcal人·年
公建用户
几种商业建筑用气量指标
类别单位用气量指标职工食堂MJ人·年10×104kca1人·年1884-230345-55饮食业MJ座·年10×104kca1人·年7955-9211190-220托儿所
幼儿园全托MJ人·年10×104kca1人·年1884-251245-60半托MJ人·年10×104kca1人·年1256-167530-40医院MJ床位·年10×104kca1床位·年2931-418770-100旅馆
招待所有餐厅MJ床位·年10×104kca1床位·年3350-502480-120无餐厅MJ床位·年10×104kca1床位·年670-104716-25高级宾馆MJ床位·年10×104kca1床位·年8374-1046200-250理发MJ人·年10×104kca1人·年335-41008-01又根据大孤山经济开发区居民生活习惯和经济水平考虑到气源的供气能力并参照周边城市本工程确定商业户耗气量占居民户用气量的比例如下表
年限20122013～2022占居民用气比例025030工业用户
根据大孤山经济开发区现有的工业发展状况及总体规划中关于工业的发展规划工业用户用气量进行估算
45各类用户高峰系数的确定
451居民及公建用户
燃气用气量的不均匀性是居民生活与公建用气的一个显著特点其用气量是逐月逐日逐时不断变化的这种用气的不均匀性通常用三种不均匀系数来反映即月不均匀系数日不均匀系数时不均匀系数三种系数中的最大值分别为月高峰系数Km日高峰系数Kd和时高峰系数Kh
KmKdKh的确定非常重要不仅关系到燃气输配管网的管径设备通过能力和储气能力同时还直接影响到规划投资及以后的运行管理如用气量预测和调度等
按照《城镇燃气设计规范》GB50028-2006中第62章的规定居民生活和公建燃气小时计算流量按下式计算
QhKm×Kd×Kh×Qa365×24
式中Qh燃气小时计算流量m3／h
Qa年燃气用量m3／a
参照《城镇燃气设计规范》GB50028-2006推荐数据和类似规模城市的情况确定城市的用气不均匀系数
1月不均匀系数以及月高峰系数
我国城市月不均匀系数一般在110～130之间由于地理位置及气候原因南北方城市用气月高峰系数偏差很大但随着社会的发展城市基础设施进一步完善南北方城市月高峰系数偏差逐渐减小近年来基本相近根据前阳镇用气规律确定前阳镇月高峰系数Km为12
2日不均匀系数以及日高峰系数
根据实测资料城市用气在一周中从星期一到星期五用气量变化小而星期六星期日用气量较多节假日用气量更多以春节前几天用气量最大据调查本城市的日不均匀系数在105～12之间因此确定前阳镇日高峰系数Kd为110
3时不均匀系数以及时高峰系数
城市居民和公建用户的用气不均匀性波动幅度很大表现为傍晚最大中午次之早上再次之一般城市小时不均匀系数在22～32之间因此确定前阳镇时高峰系数Kh为30
即月高峰系数12
日高峰系数110
时高峰系数30
452工业企业
工业用户的用气不均匀性主要取决于生产工艺气侯变化及轮休和节假日就总体而言工业用户的用气不均匀性主要有生产班制来决定据调查本工程有用气需求的工业企业均为连续性三班制因此其月日时不均匀系数为10
46供气比例与供气规模
461居民生活用气量
根据城市人口气化率耗气指标计确定居民生活用气量居民用户用气量计算公式
V居民用气量3a
Q居民耗热定额人·年M规划人口人
n气化率
Q低天然气低热值m3
每人每年耗热2093MJ天然气热值3967MJm3折天然气051m3户·天每户按35人计
计算结果详见表47-1
表46-1居民生活用气量表
年份人口万人耗热定额MJ人年天然气气化率气化人口万人耗气量x104m3a201292093474．2322320222020937715．4813462公建用气量
公建用户2012年按居民用气量的25％估算2022年按居民用气量的30％估算计算结果如下
表46-2公建用户用气量表
年份占居民用气量比例耗气量x104m3a20122555．8202230243．9463工业用气量
预计大孤山经济开发区工业用气量按15％左右逐年递增估算结果如下
表46-3工业用气量表x104m3a
年份工业耗气量20121518．620131725．120141959．720152226．2201625292017287320183263．720193707．620204211．820214784．620225418．3
47各类用户耗气量平衡与高峰流量计算
大孤山经济开发区天然气用户包括居民生活公建工业用户总用气量除上述各类用户的用气量外还包括其他不可预知的用气量其用气量按全部用气量的5计算
近期远期年供气量平衡数据见表47-1
47-1大孤山经济开发区用气量平衡表
用户类型2012年2022年104m3a104m3a居民用气量2231281312商业用气量55．83243．94工业用气量1518．6805418．379其他用气量94．6534085合计1892010068160100
近期远期平均日天然气用气量见表47-2
47-2孤山平均日天然气用气量
用户类型2012年2022年104m3d104m3d居民用气量0．61122212商业用气量01530674工业用气量4．168014．679其他用气量0265009350合计5181000184100
近期远期计算月平均日天然气用气量见表47-3
47-3孤山计算月平均日天然气用气量
用户类型2012年2022年104m3d104m3d居民用气量0．73132．6414商业用气量0．183．40．84工业用气量4．1678．614．677其他用气量0225005650合计52910018．6100
根据各类用户日时不均匀系数计算高峰小时流量见表47-4
表47-4各类用户高峰小时最大用气量表
用户类型2012年2022年m3hm3h居民用气量1204．536435635商业用气量2979132012工业用气量1733．3506083．348其他用气量3635092450合计3597．8100126833100
48供气规模
根据以上计算结果本工程供气规模见下表48-1
表48-1供气规模表
年份2012年2022年年供气量104m3a1892068160年平均日供气量104m3d5．18184计算月最大日供气量104m3d5．2918．6高峰小时最大用气量m3h3597．81268335储气与调峰
城市燃气用气量是不断变化的特别是居民和公建用户的用气量每月每日和每时都在变化高峰低谷相差悬殊但气源的供应是不可能完全按照城市用气量的变化而随时调节为确保用户连续供气解决供气和用气的平衡问题可供采纳的方法有如下三种一是设置机动气源建设生产能力足够大调度调整非常灵活的气源厂其最大生产能力要能满足最大月内最大用气日的最大小时用气量同时又能方便灵活的将供气能力降低至最小用气量的负荷二是利用缓冲用户选择一些调峰用户高峰时这些用户少用气或不用气气源生产能力能保证正常用户最高用气量的需求三是建设容量足够大的储气设备气源设施按年用气量满负荷均匀生产或上游供气在用气低谷时能将剩余的燃气全部存入储气设备到用气高峰时再从储气设备取出供给用户
51储气调峰量确定
为解决城市燃气输配过程中的用气高低峰城市燃气供应一般由储气设施来解决特别是对那些产气量或供气量恒定的城市燃气气源则需要建设一定规模的储气设施用来解决高峰时燃气供应量不足而低峰时燃气又无处供应的情况利用储气设施采用低峰时储气高峰时供气的方法来平衡燃气的生产与供应的矛盾一般情况下储气设施可以解决时调峰问题对于来讲Φ3454mm×17000mmΦ3200mm×22030mm2设计压力08083设计温度-196℃-196℃从上表可以看出立式低温储罐与卧式低温储罐相比其占地面积小价格便宜而设计参数基本一致所以本工程选用立式低温储罐
522CNG储气设施的选择
CNG储气设施根据储气压力的不同可分为低压储气和高压储气由于压力较高为充分利用其压采用高压储气目前国内外采用的天然气储气方式有高压球罐储气高压管束储气高压管道储气地下储气库储气等地下储气库储气管束储气高压管道储气高压储罐又称定容储罐是靠改变储罐中的压力来储存燃气的由于定容储罐没有活动部分因此结构比较简单高压罐按其形状可分为圆筒形和球形两种与圆筒形储罐相比球形储罐具有受力好省钢材占地面积小投资少等优点在世界各国应用广泛国内外较广泛采用的球罐容积为3000m310000m3工作压力一般在10～16MPa左右
但是球罐制造较为复杂制造安装费用较高所以一般小容量的储罐多用圆筒形罐而大容量的储罐则多用球形罐高压储罐储存的天然气主要用于城市配气系统工作日或小时调峰供气高压管束储气是利用天然气压缩机等加压设备将天然气继续加压并储存至专门设置的高压管束中高压管束储气是用若干钢管构成的管束埋设于地下构成储气设备利用其能承受高压的特性进行储气管束所用的钢管直径一般为10m～1．5m长度从几十米到几百米管束储气主要用作城市配气系统的昼夜调峰高压管束的设置压力特别高可以达到20Mpa以上因
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