1、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 111编制依据原则与编制应遵循的规模标准 112编制依据 113编制原则 114编制应遵循的规范标准 215项目背景与工程建设必要性 6151工程建设背景 6152工程建设必要性 616工程概况及工程主要技术经济指标 72 城市概况 921城市现状及城市性质 922自然条件 103 气源选择 1131气源选择 1132气源概况 12321气源保证 12322天然气组份 13323天然气参数 13324供气压力 134 工程项目范围与供气规模 1341工程范围及工程内容 1342供气原则及供气范围
2、14421供气原则 14422供气范围 1443气化人口与气化率的确定 15431城镇人口与气化率 1544各类用户耗热定额的确定 1545各类用户高峰系数的确定 17451居民及公建用户 17452工业企业 1846供气比例与供气规模 19461居民生活用气量 19462公建用气量 19463工业用气量 2047各类用户耗气量平衡与高峰流量计算 2048供气规模 225 储气与调峰 2351储气调峰量确定 2352储气设施的选择 24521 LNG储气设施的选择 24522 CNG储气设施的选择 246 场站设计 2761场站址选择 2862总图布置原则与总图布置 2863场站竖向设计 29
3、64交通运输及道路 2965储配站工艺设计与主要设备 2966公用工程 35661建筑及结构设计 35662电气工程设计 36663给排水工程设计 38664暖通设计 39665通讯 3967总图主要技术经济指标 3968调压站 407 城市燃气输配管网 4271城市燃气输配管网压力级制确定 4272城市燃气输配管网布置原则 4473管网布置 4674管网水力计算 4675管道管材管道敷设 4776阀门及管道敷设 48761阀门 48762管道的敷设 4877管道穿跨越 498 自控系统 4981概述 4982 SCADA系统的特点 5083 SCADA系统的功能 5184 SCADA系统的构
4、成 5185 SCADA系统规模和纳入系统的主要工艺参数 5386系统信道 5387对仪表的要求 549 消防和安全 5491消防 54911生产过程中火灾危险性物质特征 54912生产过程中火灾危险性类别 54913消防措施 55914消防设计 5592劳动保护与安全卫生 57921生产过程中的职业危害因素 57922设计采取的防范措施 5810 环保与节能 59101环境保护 59102环境保护措施 60103环境效益 61104施工期间的环保 62105节能 6211 组织机构及劳动定员 62111 组织机构 62112劳动定员 63113 机构职能 6312 工程实施进度 64121
5、2010-2012年前实施进度 64122 2012-2022年实施进度 6413 工程投资估算及经济评价 65131工程概况 65132编制依据 65133投资估算 6614经济评价 66141编制依据 66142基础数据 66143成本分析 66144损益分析 67145清偿能力分析 68146不确定性分析 68147财务评价结论 6915结论和建议 69151结论 69152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
6、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200920203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
7、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
8、人 远期 万200 4 气化率 47 远期 77 5 储气容积 米3 6 储配站 座 1 柜式箱式调压器 远期 座 16 8 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 01 11 LNG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
9、经123o22124o22北纬39o4540o15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
10、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68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33c
11、m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120180ms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60100KPa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
12、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10104m3d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150104m3是我国最大的LNG生产基地并已在中南和东部沿海地区
13、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
14、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3
15、21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 C1 C2 C3 iC4 nC4 iC5 nC5 C6 C7 C8 N2 mol 8689 473 483 093 124 029 021 010 005 002 059 323天然气参数爆炸极限 4911577低发热值 3967MJm3气相密度 0772m3运动粘度 12072105s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
16、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72013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
17、阳居民生活管道天然气气化率及气化人口表见表431表431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 9 20 气化率 47 77 气化人口万人 42 154 44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
18、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50104kcal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10104kca1人年 1884-230345-55 饮食业 MJ座年10104kca1人年 7955-9211190-220 托儿所幼儿园 全托 MJ人年10104kca1人年 1884-251245-60 半托 MJ人年10104kca1人年 1256-167530-40 医 院 MJ床位年10104kca1床位年 2931-418770
19、-100 旅 馆招待所 有餐厅 MJ床位年10104kca1床位年 3350-502480-120 无餐厅 MJ床位年10104kca1床位年 670-104716-25 高级宾馆 MJ床位年10104kca1床位年 8374-1046200-250 理 发 MJ人年10104kca1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 2012 20132022 占居民用气比例 025 030 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
20、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KhKmKdKh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Qh KmKdKhQa 36524式中Qh 燃气小时计算流量m3hQa 年
21、燃气用量m3a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110130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122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10512之间因此确定前阳镇日高峰系数Kd为1103时不
22、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2232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30452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1046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3aQ 居民耗热定额人年M 规划人口人n 气化率Q低
23、天然气低热值m3每人每年耗热2093MJ天然气热值3967MJm3折天然气051 m3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 x104m3a 2012 9 2093 47 423 223 2022 20 2093 77 154 813 462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 x104m3a 2012 25 558 2022 30 2439 463工业用气量预计大孤山经济开发区
24、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 2012 15186 2013 17251 2014 19597 2015 22262 2016 2529 2017 2873 2018 32637 2019 37076 2020 42118 2021 47846 2022 54183 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47-147-1大孤山经济开发区用气量平衡表用户类型 2012年
25、 2022年 104m3a 104m3a 居民用气量 223 12 813 12 商业用气量 558 3 2439 4 工业用气量 15186 80 54183 79 其他用气量 946 5 3408 5 合计 18920 100 68160 100 近期远期平均日天然气用气量见表47-247-2孤山平均日天然气用气量用户类型 2012年 2022年 104m3d 104m3d 居民用气量 061 12 22 12 商业用气量 015 3 067 4 工业用气量 416 80 146 79 其他用气量 026 50 093 50 合计 518 1000 184 100 近期远期计算月平均日天然
26、气用气量见表47-347-3孤山计算月平均日天然气用气量用户类型 2012年 2022年 104m3d 104m3d 居民用气量 073 13 264 14 商业用气量 018 34 08 4 工业用气量 416 786 146 77 其他用气量 022 50 056 50 合计 529 100 186 100 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 m3h m3h 居民用气量 12045 36 4356 35 商业用气量 297 9 1320 12 工业用气量 17333 50 60833 48 其他用气量
27、 363 50 924 50 合计 35978 100 126833 100 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104m3a 18920 68160 年平均日供气量104m3d 518 184 计算月最大日供气量104m3d 529 186 高峰小时最大用气量m3h 35978 126833 5 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
28、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
29、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3454mm17000mm 3200mm22030mm 2 设计压力 08 08 3 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522 CNG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
30、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1016MPa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10m15m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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