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36他山之石GAS日本LNG接收站建置工作規範蔡黛華1，洪桂彬2，徐啟銘31財團法人台灣產業服務基金會工程師2國立台灣科技大學化工所博士3國立雲林科技大學環境與安全衛生研究所教授天然氣經液化後，稱為液化天然氣(LiquefiedNaturalGas)，簡稱LNG，其體積為原來之1/600，於儲存及運輸時將更為方便[1]。目前全球的天然氣總蘊藏量約為155.8兆立方公尺，預計可採年限為60.7年；其中前三名分別為俄羅斯(佔30.5%)、伊朗(14.8%)及卡達(9.2%)，各主要國家蘊藏量如圖1所示[2]。2002年全球LNG進出口情形如表1，總出口量為1499.9億立方公尺，印尼為全球最大出口國(22.89%)，日本則為全球最大進口國(48.5%)[2]。一、前言LNG由出口國至進口國其過程是由液化廠、運送船及接收站所構成。日本於1969年首度進口LNG，到目前為止，已建造接收站19處，分佈於如圖2所示之地點[3]。在日本，LNG可由接收站經氣體管線輸送至全國各地，但對於遠離LNG接收站且用戶規模較小之地區，耗費巨資鋪設管線的做法在經濟上並不划算，因此必須仰賴小型氣化站(satelliteterminal)做為替代方案[4]。LNG由自產氣供應站或接收站可以槽車(tanktruck)或具儲氣容器托車(containeronatrailer)，移送至小型氣化站，其功用主要為接收、儲存、再氣化並調整其熱量，不旦可做為進口LNG之小型接收基地，同時亦是提供家用天然氣之輸配站。近年，依「IGF（IntegratedGasFamily）21計畫」為基礎，所建置的小型氣化37他山之石GAS站正逐步成長，現今全日本已有39個小型氣化站在運轉[5]。今後，依IGF21計畫之發展，將會陸續建置更多小型氣化站。由於日本為全球最大之LNG進口國，其相關之建置工作與法令規範已相當完備，值得我國政府相關主管機關參採。本文旨在說明日本LNG接收站之基本流程及設計原則，同時也介紹小型氣化站建置時，必須依循之瓦斯事業法及相關法規，另外也以一小型氣化站的平面配置圖為例(依瓦斯事業法為基準)加以說明。二、LNG接收站之介紹(1)基本流程LNG接收站主要是由氣體儲槽(tank)、輸送泵(pump)、壓縮機(compressor)、氣化器(vaporizer)及加臭設備(odoring)等等所構成。日本的東京瓦斯公司(TokyoGasCo.,Ltd.)參考許多的LNG案件，並由諸多的觀點(包括保養維修、有效可靠度分析)加以分析考量，從而決定了圖3之最適LNG輸配流程[6]。由圖3可知，LNG接收站之流程，其實主要為一單純之氣化流程，亦即LNG運輸船送至接收站之卸收設備進行卸收，藉由船上之卸貨泵加壓，經卸料臂、卸料配管而輸入於儲槽。卸收時產生之蒸發氣(Boil-OffGas,BOG)可經由回氣臂送回船上貯槽，多餘部份則由BOG壓縮機處理。貯存於儲槽之LNG以加壓泵送入氣化器，將LNG氣化成為氣體狀態後，再輸配至各個家庭用氣體(citygas)[1]。(2)設計原則LNG接收站於設計時，應考量之因素包括[6]：1.決定LNG接收站設置地點設置LNG接收站時，可列入考量之情況如下：(a)天然氣輸出點位置(最好是靠近天然氣輸送管線)；(b)天然氣卸載港灣附近(可用船隻運送)；(c)可穩定供給電力之地區；38他山之石GAS(d)考量接收站對周遭環境之影響及災害預防的評估；(e)考量經濟情況。2.天然氣輸配量/儲槽容量LNG接收站是依據市場需求而興建的，因此在設計製造接收站前須進行市場調查(建立生產消費需求等統計資料)，並進一步規劃接收站之天然氣輸配量。因為輸配量之大小，將影響天然氣儲槽設備的投資成本，同時也決定相關LNG設備的容量及數量。3.維修保養LNG接收站的相關設備，必須做好定期檢查的工作。在進行維修保養工作，如遇到設備故障或是重要零件損害較嚴重時，為了避免造成地方民眾之不便並達到氣體穩定供應之目的，在相關LNG設備附近，應有備用的機械設備可供使用。4.法令規範LNG接收站的整個建置工作涉及相當多的法令。因此相關法令的規範以及如何與該地區之地方政府配合是非常重要的任務。5.LNG接收站之平面配置LNG接收站之平面配置係根據圖3之輸配流程建立，各個設備的配置位置是依據其設備功能而定。一般而言，為了強調各設備之操作差異性，大多是以公用道路將不同設備加以區隔劃分。6.LNG相關設備的設計LNG相關設備如儲槽、氣化器、氣體供給、災害預防、電力及量測設備等之設計，考量因素相當多，如建構材料之性能、結構、品質及製作方法，相關的法令規範，接收站輸配氣體量及成本費用，另外如環境因子(天候、海洋潮汐及地質情況等)，防震設計要求，LNG之物理特性(組成、密度及熱值等)，氣體傳送狀態(流量、壓力、熱值等)等等亦需要加以評估。39他山之石GAS三、小型氣化站之適用法規介紹[5]前言中已提到，目前在日本依IGF21計畫為基礎，所建置的小型氣化站已有39個，且陸續將會有更多小型氣化站建置，本節將說明小型氣化站之相關法令規範。小型氣化站主要是以家用瓦斯為主，故適用瓦斯事業法，但其附屬設備之種類、設置場所也適用縣、市條例，建築物、基準法等種種法規。所以，從一開始計畫小型氣化站，經設計、建置、試驗及最後運轉之過程，必須特別留意法令之規範，並做適切的因應。在查詢法令時必須把握其重點，從規畫階段，開始明確地整理出機器設備之相關法令規範及其範圍，必要之申請資料、設計圖面，申請時間及機關組織，並事先和所轄政府機關做好妥善溝通。在各法規中均有明確規定各項申請之期限，諸如工程開始進行前、機械設備及工程完成時申請檢查等之申請期限。另外，應注意的是，在建置工程中需依各種法規，選定有資格者做為適當的工程維持管理。表2中所列為小型氣化站建置、運轉時，可能適用的法規。四、瓦斯事業法[5]由於小型氣化站多適用瓦斯事業法，在此以解說瓦斯事業法之相關申請手續為主。瓦斯事業法中規定，針對天然氣設備工程計畫，為了確保其工程安全，尤其是LNG相關重要設備，需事前向通商產業首長提出工程計畫之申請，同時亦規定事業單位之自主檢查及LNG設備認定檢查機關於使用前之義務檢查。所規定之主要申請手續說明如下：(1)LNG設備變更申請設置LNG氣化器或儲槽時，其設備是否適用於一般天然氣事業，需事先提出申請；但對於工程或設備有些微變更之情況，則於工程開始時申請即可。(2)工程計畫申請從確保公共安全及防止公害的觀點來看，特別重要之LNG設備工程計畫需向經濟產業首長提出申請。申請受理日起未達三十天時，不可執行任何與工程相關40他山之石GAS之工事。(3)使用前檢查申請提出工程計畫之申請，進行設置或變更工程之LNG設備中，依施行規則中規定，對工程行自主檢查，其結果需照申請的工程計畫進行。另外，符合法律訂定之設備技術標準須接受LNG設備認定檢查機關之檢查，合格後才能使用。事業單位需依LNG設備認定檢查機關之規定，提出檢查申請。建置小型氣化站，與瓦斯事業法相關之工程申請手續要領及其申辦流程如圖4所示。五、平面配置[5]小型氣化站的配置例子，解說如圖5所示。LNG計畫於規劃配置時，須考慮：(a)瓦斯事業法中之條文規定，(b)訂定LNG設備技術基準之省令、告示，(c)LNG設備技術基準之解釋例，如關於『隔離距離』、『保安區劃』及『和消防設備之距離』等之規範，(d)天然氣槽車之安全運行、小型氣化站之周圍狀況及將來增設等之考量計畫。表3所列為影響瓦斯事業法平面配置規範之省令等。本文中所舉之小型氣化站平面配置例是以LNG處理量在3,000噸/年之LNG事業單位為對象。此配置中，瓦斯事業法中對於槽車運行上所考量之事項如下:(1)考慮未來第2種保安物件之建置，在建築用地面積內預留隔離距離(15m)；(2)LNG儲槽、LNG氣化器等中壓設備，距離建築面積邊界在10m以上；(3)LNG儲槽相互間的距離為儲槽直徑1/2以上；(4)和所管理建築物內的溫水鍋爐距離8m以上；(5)槽車只能以直線方向前進或後退。六、結論在此解說了LNG由國外進口至天然氣接收站，再利用槽車或具儲氣容器托車運送至小型氣化站的基本流程，及介紹小型氣化站從計畫到設計、建置、運轉為止的各種包含瓦斯事業法的必要法規，建置之申請手續、平面配置等。但在詳細41他山之石GAS探討小型氣化站時，因為和主管機關的事前溝通是非常重要的，所以需要針對相關法令進行詳細的檢討及調整，並明確訂出各項法規之相關作業申請時程，以利事業單位便於申請，使各項工程能順利進行。◎參考文獻[1]液化天然氣技術手冊，中國石油學會及中油公司台灣營業總處編印，民國七十九年十一月[2]英國石油公司[3]日本天然氣協會[4]中油公司天然氣事業部[5]永野賢三、佐野正巳，配管技術，Vol.1，7-11，2002[6]日本東京瓦斯公司他山之石GAS圖1世界天然氣各主要國家蘊藏量[2]圖2日本地區LNG接收站分佈圖[3]43他山之石GAS圖3典型的LNG接收站流程圖[6]圖4瓦斯事業法規範之各項工程申請手續流程[5]44他山之石GAS圖5小型氣化站的平面配置範例[5]表1.2002年全球LNG進出口情形[2]單位:十億立方公尺進口國出口國美國千里達及多貝哥阿曼卡達阿拉伯聯合大公國阿爾及利亞利比亞奈及利亞澳洲汶萊印尼日本馬來西亞南韓總進口量進口百分比(%)美國-4.280.090.99-0.75-0.23-0.07--0.07-6.48波多黎各-0.58-0.05----------0.63比利時----0.103.20--------3.30法國--0.54--10.20-0.80------11.54希臘-----0.50--------0.50義大利-----2.20-3.50------5.70葡萄牙-------0.43------0.43西班牙-0.460.762.200.505.950.631.610.070.08----12.26土耳其-----4.08-1.27------5.35日本1.7-1.098.405.93---9.727.9523.40-14.500.0572.7448.50南韓--5.486.950.32---0.241.046.780.153.10-24.06台灣----------4.15-2.85-7.00總出口量1.75.327.9618.596.8526.880.637.8410.039.1434.330.1520.520.05149.99出口百分比(%)45他山之石GAS表2.瓦斯事業法及相關法規之概要[5](1)瓦斯事業法法規名稱法律規定內容申請瓦斯事業法天然氣事業營運上之規範天然氣設備之工程維護、運轉、公害防制之相關規範供給計畫之申請工程計畫之申請使用前之檢查申請(2)與環保相關之法令法規名稱法律規定內容申請公害對策基本法訂定事業單位、國家之公害防制與政策之基本事項特定工廠中、公害防制組織之完整之相關法律(公害防制管理法)設定公害防制統籌之制度，力求特定工廠中，公害防制組織之完整性必需選任公害防制統籌者之設施及應選任之事業單位、規定等大氣污染防制法工廠、事業單位因事業活動所排出的煤煙之相關規定產生煤煙之設施設置之申請產生粉塵之設施設置之申請噪章規章工廠、事業單位在事業活動或建設工程中，所產生的相當範圍噪音之相關規定特定設施之設置申請振動規章工廠、事業單位在事業活動或建設工程中，產生相當範圍振動之相關規定特定設施之設置申請惡臭防制法工廠、事業單位因事業活動所排出的惡臭物質之規定無申請事項廢棄物之處理及清除之相關法律廢棄物之收集、搬運、處理之相關標準處理設施，在廢棄物法規規定的範圍內，都、市、鎮規定必要項目，以利運用收集、搬運處理事業者之許可証、契約書、記錄等下水道法公共流域、都市下水道之設置及管理標準公共用水域之水質安