LPG小型储罐供气技术发展研究

潘季荣，聂廷哲，熊伟，解东来，梁金禄

1.深圳中燃哈工大燃气技术研究院有限公司（深圳 518033）

2.中国燃气控股有限公司（深圳518033）

3.钦州学院石油与化工学院（广西 钦州 535000）

LPG小型储罐供气是指在住宅、酒店、工厂等建筑物附近安置小型LPG储罐，通过专用罐车对小型储罐进行定期配送的供气方式[1]，其核心设备为LPG小储罐和LPG带泵罐车。该方式具有灵活高效、安全便捷、经济可靠、运转周期长等优势，在部分发达国家已经普及。例如：欧美国家由于经济便利，在地广人稀的远郊地区使用小型储罐供气替代长输管线供气；日本采用小型储罐供气应对安全性差、劳力缺乏及地震频发等问题。然而在我国，LPG尽管仍是消费人口最多、普及性最广的气源[2]，但现有的LPG存储及供应模式与国外早期一致，仍以场站固定储罐存储方式为主，通过钢瓶供气配送到千家万户。这种模式存在安全隐患大、周转成本高、监管不规范等诸多问题[3-5]。因此，极有必要借鉴欧美、日本等国先进经验，结合我国国情，开发一套符合我国国情的LPG小型储罐供应模式，以解决我国LPG存储及配送过程中存在的问题，确保我国LPG供应行业稳定健康发展。

1 国外LPG小型储罐供气技术

1.1 欧美LPG小型储罐供气方式应用情况

LPG小型储罐供气技术在欧美发达国家经过近40年的发展，技术标准日臻完善。该供气方式具有安全可靠、灵活便捷、运转周期长等优势，符合欧美地广人稀的地理特征，凭借良好的经济性得到了欧美发达国家的普遍认可，并逐渐成为市场的主要供应方式。

1）1932年，美国国家防火协会通过了第一个关于液化石油气的NFPA标准。1940年与其他几项标准合并为NFPA 58《Liquefied Petroleum Gas Code》，后续又历经多次修正完善。NFPA 58对液化石油气储罐进行了7个级别分类，其中10 m3以下的小型储罐有4个级别分类，分别为：0～0.5 m3、0.5～1.0 m3、1.0～1.9 m3、1.9～7.6 m34个级别，并对其应用提出了相应的技术规范与要求。其中2011年出版的NFPA 58有若干项重大变化，提出地下LPG储罐的安装需要增加阴极保护系统与检测，取消了“减压阀必须从阀门垂直向上需2.13 m长”的要求，铁路槽车储罐不再作为永久性储存容器，并在附件中增加了培训建议。2014年的最新版NFPA 58对不同LPG储存工厂的储存量作了统一要求，为车辆的路障保护赋予了新的定义[6]。

2）欧洲由于国家较多，各国相关规范有所不同，但关于液化石油气的标准规范都是以WLPGA（世界液化石油气协会）出版的《Guide to Good Industry Practices for Bulk LPGas Installations》行业标准作为指南。该报告参照美国标准，同样将10 m3以下的小型储罐设置为4个级别，其要求与NFPA58—2014保持一致[7]。

3）在大洋洲地区，液化石油气的规范主要执行的是澳大利亚和新西兰的标准AS/NZS1596—2014《The Storage and Handling of LPGas》，将LPG储罐进行12个级别设置。对10 m3以下的小型储罐设置更为详细，分别设置为0.5 m3、1 m3、2 m3、5 m3、8 m3、10 m3等6个级别[8]。

上述规范标准对小型储罐的储存、安装位置、充装等均做了具体要求。截至2012年，美国、德国、英国、法国采用这种小储罐供气的LPG用户比例分别达到95%、90%、76%、69%，除上述国家外，东欧、南美等地也已逐渐普及[9]。欧洲、美国小型民用LPG储罐如图1所示。

图1 欧美小型LPG储罐

1.2 日本LPG小型储罐供气方式应用情况

在亚洲邻国日本，早期也推广LPG钢瓶供气，但小钢瓶在使用过程中暴露的安全性差、成本高等问题，使得日本LPG从主流能源供应渠道中被逐步边缘化。因此，1997年日本修改了LPG法，将LPG小型储罐与传统大型储罐分离，单独进行定义，使得LPG小型储罐使用合法化，至今已有20多年的应用历史[1]。

日本的储罐罐体生产制造属于《高压气体保安法特定设备规则》管理，其中：①对储罐罐体按照贮存能力分级，将小型贮罐分为1 t（对应容积2.487 m3）以下、1～3 t（对应容积为7.05 m3）和3 t以上3个级别。而对于贮存量1 t以下的根据不同的情况，有着更加详细的要求。②阀门及附件归属《液化石油气法》管理，日本高压气体保安协会的协会标准《KHKS0745（2015）》规定小型储罐20年不检，之后是每5年一检。③相关的法律对小型储罐的设置安装、液化气的充装、设备的安全维护及人员管理均作了具体的规定[1]。日本为小型储罐灌装配备了专用的罐车（图2），罐车一般采用3 t以下的小型槽罐，并配置了先进的控制系统与装置，以确保充装过程的安全可靠。

图2 日本LPG专用罐车给LPG小储罐充装

截至2012年，日本在用的小型LPG储罐22万台，专用LPG配送罐车1 747台[1]。LPG小型储罐的推广，使得日本LPG事故率大幅降低。2008年日本全年LPG死亡事故只有1宗，死亡人数仅有1人，远低于天然气死亡73人的事故记录[10]。由于日本处于地震频发地带，而且LPG便于长期存储，日本政府已立法将LPG纳入国家战略储备资源，以应对自然灾害。

2 我国LPG小型储罐供气技术发展现状

目前，我国的LPG行业同样面临着当年欧美、日本等国发展转型期的问题，以瓶装为主的LPG消费方式安全事故频发、消费形象低端、物流服务成本急剧上升，严重制约了LPG的发展[11-12]。因此，有必要学习欧美、日本的先进技术及经验，建立符合中国LPG产业发展及应用的LPG小型储罐供气模式。

2.1 政策及规划推进情况

从20世纪90年代起，我国陆续有企业和机构开展LPG小型储罐供气模式研究，直至近几年，方有相关研究成果显现。①2010年，中国城市燃气协会LPG委员会在上海召开了“LPG小型储罐设置研究”的会议，详细探讨了我国LPG行业发展现状及面临的问题[13]。②2011年，中国城市燃气协会液化石油气委员会承担了国家《液化石油气小型储罐设置》课题研究任务[14]。③2012年5月完成《小型液化石油气储罐供气技术研究报告》，提出小型液化石油气储罐供气技术标准推荐条文，初步确定了小储罐的规格、设置场所、安全间距、安全附件、配送与充装等内容。同年，住建部将发展小型液化石油气储罐供气技术列入《城镇燃气发展“十二五”规划》（建城〔2012〕100号），包括“探索液化石油气小型储罐供气等气源的利用”、“加强燃气标识、检测、快速抢修、液化石油气小型储罐”等技术研究。④2014年5月9日，中国城市燃气协会发布《关于支持开展小型液化石油气储罐供气示范工程建设的函》（中燃协秘字〔2014〕第045号），将“小型液化石油气储罐供气示范工程建设”列为一项重要工作，鼓励各地具备条件的单位开展示范工程建设，并为有关单位示范项目论证、技术咨询提供帮助。⑤为指导小型LPG储罐供气系统建设，2016年11月中国城市燃气协会立项启动编制团体标准《小型丙烷储罐供气技术标准》，通过对国外法规、标准的调研，结合我国的实际情况，对LPG小型储罐和带泵罐车使用环境，提出符合中国国情的管理要求，该标准送审稿已于2017年12月7日通过审查会专家组审查。该标准全面覆盖了LPG小型储罐供气系统的建设、应用过程，填补了国内行业空白。

2.2 我国现行LPG供气相关规范

我国现有液化石油气储存方式的主要规范标准有SY 5985—2014《液化石油气安全规程》、GB 50028—2006《城镇燃气设计规范》、GB 51142—2015《液化石油气供应工程设计规范》、NB/T 47001—2009《钢制液化石油气卧式储罐形式及基本参数》、NB/T 47042—2014《卧式容器》等。

国外目前利用的LPG小型储罐大多容积低于10 m3。根据对上述法规标准条款的研究解读，并未发现有针对10 m3以下LPG小型储罐供气解决方案的专项规定，仅在GB 51142—2015《液化石油气供应工程设计规范》中对10 m3以下的LPG储罐提出按照大型液化石油气储罐供气工程的基本设计要求，仅作一档设置，且设置防火间距大，不利于LPG小型储罐供气工程的应用[15]。

2.3 小型储罐供气装置建设情况

1）LPG小型储罐的建设情况。由于我国缺少LPG小型储罐供气系统的行业管理标准，目前生产的LPG小型储罐和带泵罐车大多是典型示范或出口国外。①1998年起，为降低生产成本，日本企业已在我国合资生产小型LPG储罐，上海某公司每年生产8 000台LPG小型储罐返销日本，如图3所示。②2008年起，某特种飞行器制造有限公司就已开始进行出口配套LPG小型储罐的研制工作，并陆续完成了不同国家法规标准、多种规格LPG小型储罐的研发试制及技术储备。③2011年起，浙江某公司开始研制美国机械工程师协会（ASME）标准的LPG小型储罐，主要产品规格有182 kg、247 kg、297 kg、300 kg、500 kg、1 000 kg、3 000 kg等多个规格系列，月产量4 000台左右。

2）LPG带泵罐车的建设情况。早在20世纪80年代，国内就有企业对LPG带泵罐车进行试点研究。①1996年，某特种飞行器制造公司与外企合作完成了2台用于国内使用的国产LPG带泵罐车的研制，并成功交付国内客户投入市场运营，完成了LPG带泵罐车的技术储备，如图4所示。②1999年，上海市消防局与上海市劳动和社会保障局联合签发了沪消（防）〔1999〕101号《关于液化石油气汽车罐车设置管道泵安全管理规定》一文，专用于指导上海市内的液化石油气带泵车的卸液安全管理工作。根据该文件，当时上海某厂共配置了6辆载重量10 t的LPG罐车并加装卸车泵后投入使用，在上海市危险品运输管理部门、消防部门和质检部门的监督管理下，6辆罐车安全运行10多年，行驶里程均超过150×104km，期间未发生任何安全事故。

图3 出口日本的LPG小型丙烷储罐

然而，我国1999年版的《压力容器安全技术监察规程》中明确禁止液化气体罐车上装设充装泵[16]。2011年发布实施的TSGR0005—2011《移动式压力容器安全技术监察规程》对液化气体罐车仍然明令禁止装设充装泵[17]。2012年，石家庄某公司向国家质量检验检疫总局特种设备安全监察局申请制造LPG带泵罐车，国家质检总局特设局委托移动式压力容器分技术委员会于2012年12月2日在上海组织相关专家召开了LPG带泵罐车专题认证会，以确保LPG带泵罐车的安全使用及运行。直至2013年，我国国家质检总局特设局开展了利用互联网技术手段对移动式压力容器进行定点卸液监控，才允许充装氧、氮、氩、二氧化碳及LNG等介质的移动式压力容器装设卸液泵，但对于LPG带泵罐车仍未开放使用。

由于国内缺乏相应的技术标准，LPG带泵罐车在国内无法大规模推广使用。但国内移动容器制造企业也从未停止LPG带泵罐车的制造研发，主要针对国外客户需求，每年都有出口订单履行。例如某特种飞行器制造公司自2008年起陆续参考《压力容器安全技术监察规程》、TSGR0005—2011《移动式压力容器安全技术监察规程》、NFPA 58—2014等国内外法规标准研制出口LPG带泵罐车，与其他国家竞争对手产品相比，其结构简单、性能可靠，安全运行近10年，获得了国外客户的一致好评，如图5所示。

图5 某特种飞行器制造公司出口国外的LPG带泵罐车

3 LPG小型储罐供气技术的实施建议

我国发展LPG小型储罐供气技术，是改善现有LPG钢瓶供气问题的重要方式，也是实现能源转型、缓解天然气供应紧张局面的有效途径。但目前我国LPG小型储罐供气仍存在进展缓慢、实施落后等问题。鉴于此，为推进我国LPG小型储罐供气技术的发展，提出以下几点建议。

1）研制LPG小型储罐和带泵罐车系列产品。制定符合国内产品建设要求的《LPG小型储罐》和《LPG带泵罐车》产品标准及技术文件，对产品的整体设计、制造、改造、维修及使用管理做出明确的技术要求。根据产品的技术文件，进行新产品的试制。并将相关设计研究及试验的依据、数据、结果、检验报告等技术资料报国家质检总局，并由国家质检总局委托有关组织或机构进行技术评审。

2）开发建立“LPG带泵罐车和小型储罐地理位置信息采集公共服务平台”。对LPG带泵罐车和小型储罐的地理位置信息进行远程实时监测、控制和报警，并委托第三方机构对平台进行综合管理，对数据进行汇总、分析，并及时将违规信息反馈给政府部门，切实解决LPG带泵罐车随意向气瓶充装的安全风险。

3）制定出台《LPG小型储罐》和《LPG带泵罐车》社会团体标准。根据LPG小型储罐和带泵罐车的使用情况，由危化品储运装备技术与信息化工作委员会牵头制定《LPG小型储罐》和《LPG带泵罐车》社会团体标准，理顺管理体制，消除发展的制度性障碍，更好地促进我国LPG新型配送模式的持续发展。

4）积极开展LPG小型储罐供气方式的试点研究。根据LPG小型储罐供气特征，选择合适的项目地点，采用符合标准要求的LPG小型储罐、带泵罐车产品及信息采集平台，进行试点项目的建设。收集并总结项目运行过程中用户使用时间、充装次数、运行费用、风险因素等参数，进一步优化LPG小型储罐供气系统。

5）出台推广使用LPG小型储罐供气的政策，促进该行业的规模化发展。LPG小型储罐供气较为适合燃气管网供应不发达的偏远地区，通常该类地区整体收入较低，无法承担高昂的清洁能源使用费。因此，建议从国家层面出台有利于LPG产业发展的公共政策，积极推广使用LPG小型储罐供气技术，促进新型清洁能源的推广，实现国家打通清洁能源利用“最后一公里”的重要目标。