天然氣加氣站可行性研究報告

天然氣汽車加氣站、加壓站工程可行性研究報告二〇一三年四月工程名稱：XX天然氣汽車加氣站、加壓站工程工作階段：可行性研究目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1總論11.1工程概況11.2編制要求和原那么4技術路線確定61.4氣源情況7主要技術經濟指標9主要用地指標102市場分析112.1用戶概況11市場預測11承受能力分析12市場風險143選址區(qū)域地理狀況15地理位置15自然條件15經濟狀況16根底設施條件203.5結論204站址及總圖運輸214.1站址選擇原那么214.2站址確定214.3總平面布置214.4道路及出入口244.5圍護設施244.6排水及豎向設計254.7綠化255工藝方案26加氣站工藝方案26燃氣調壓站及其平安裝置436儀表及自動監(jiān)控系統(tǒng)566.1設計依據(jù)的標準及設計原那么566.2設計范圍566.3控制系統(tǒng)要求576.4儀表選型586.5平安技術措施596.6儀表的防護措施596.7動力供給60自控設備材料表607公用工程627.1建(構)筑物設計627.2電氣設計647.3通信707.4給排水設計727.5熱工與暖通748消防798.1防火設計依據(jù)798.2工程概況798.3危險性分析818.4防火平安設計858.5事故緊急預案909環(huán)境保護939.1設計依據(jù)939.2工程概況939.3生產過程污染物分析949.4設計中采取的防治措施及預期效果959.5站區(qū)綠化969.6環(huán)境評價9610勞動平安衛(wèi)生9810.1設計依據(jù)9810.2工程概況9810.3建筑及場地布置9910.4生產過程中職業(yè)危險、危害因素分析10010.5勞動平安衛(wèi)生防范措施10010.6平安條件論證10210.7勞動平安衛(wèi)生機構10310.8專用投資估算10310.9工程勞動平安衛(wèi)生結論10411節(jié)能10511.1工藝流程簡述10511.2能源消耗10511.3能源供給狀況10511.4主要耗能的部位及能源種類10611.5主要節(jié)能措施10611.6節(jié)能評價10712組織機構及定員10912.1組織機構設置10912.2勞動組織及定員10912.3人員培訓11013工程實施進度11113.1工程實施原那么11113.2實施方案11114投資概算11314.1工程概況11314.2編制依據(jù)113取費說明114工程建設總投資及投資構成分析114資金來源及資金使用方案11515財務分析11615.1財務分析的范圍、依據(jù)和方法11615.2評價參數(shù)和根底數(shù)據(jù)117總本錢費用估算118收入、稅金及利潤估算11915.5財務分析12015.6不確定性分析與風險分析123風險分析12615.8財務評價分析結論12716結論及建議12916.1結論12916.2建議13016.3施工圖設計前需解決的問題131附表：利潤與利潤分配表132總本錢費用估算表133財務方案現(xiàn)金流量表134資產負債表(稅后償債分利后)135工程資本金現(xiàn)金流量表136工程投資現(xiàn)金流量表137生產銷售收入與相關稅費表138原輔料件年用量與相關稅費表139年經營本錢概算表140流動資金估算表141建設投資估算表〔形成資產法〕142工程總投資使用方案與資金籌措表143固定資產折舊無形與其他資產攤銷計算表144內銷應納增值稅與出口抵退稅表145營業(yè)稅金及附加和增值稅計算表146附圖：工程地理位置圖147總平面布置圖1481總論1.1工程概況XXXX加氣站XX天然氣汽車加氣站、調壓站工程本站為LNG、CNG天然氣汽車加氣站、調壓站，給車輛提供車用天然氣清潔燃料。設計規(guī)模：LNG、CNG總加氣規(guī)模50000Nm3/d。站內主要工藝設備包括：3臺全容積60m3的LNG低溫臥式儲罐、3臺潛液泵、3臺高壓柱塞泵、1臺EAG加熱器、1臺增壓器、6臺LNG加注機、6臺CNG加氣機、3臺高壓氣化器、1個順序控制盤和3個儲氣井。XXXX加氣站是從事天然氣加氣業(yè)務的綜合加氣站。主要職責是負責XX局部區(qū)域的天然氣加注站點的運營，為XX推廣汽車新能源提供清潔能源支持效勞。建站以來，以其優(yōu)質的效勞和信譽，贏得了廣闊用戶的的廣泛贊譽，經濟效益不斷提高，根據(jù)當?shù)靥烊粴庀M市場的情況，建設單位將不斷增加天然氣加注站點，以滿足用戶需要。本工程通過在XX增加汽車使用清潔燃料天然氣，為整個XX車輛大規(guī)模清潔化開辟一條健康之路，并落實節(jié)能減排的國策，使市區(qū)環(huán)境效益最正確化，經濟效益最大化。工程建設的必要性及意義〔1〕長期以來，公路運輸車輛以汽油、柴油為燃料，在世界性的石油緊張、油價不斷上漲的嚴峻現(xiàn)實下，開展天然氣運輸車輛，減少對石油的依賴、實現(xiàn)能源的多元化，有利于我國的能源平安，有利于我國國民經濟的可持續(xù)開展?！?〕天然氣是一種優(yōu)質、高效、經濟的清潔能源，運輸車輛通過使用天然氣代替燃油，可有效降低排放污染、改善環(huán)境質量、調整交通運輸設備能源結構、降低能源本錢、提高經濟效益。我國政府早在“十五〞期間已經開始實施“清潔汽車行動〞，西安市也相繼出臺了一系列治理機動車輛排放污染的地方法規(guī)，XX也提出了相關要求?！?〕通過本工程的建設過程，可以為全區(qū)大規(guī)模建設天然氣汽車加氣站，全面開展清潔能源汽車創(chuàng)出一條健康之路?！?〕建設天然氣加氣站，推廣清潔燃料是治理機動車排放污染、改善環(huán)境質量，打造綠色城市的需要根據(jù)有關資料統(tǒng)計，城市大氣環(huán)境污染60%來自機動車輛的尾氣排放。公路路網(wǎng)的大氣環(huán)境污染100%來自機動車輛。由機動車尾氣而導致的大氣污染已嚴重影響居民健康并制約經濟持續(xù)快速的開展。建設天然氣汽車加氣站是治理機動車輛排放污染，改善大氣環(huán)境質量的有效舉措；是落實我國政府建立資源節(jié)約型，環(huán)境友好型城市的重要舉措。出租車輛和家庭車輛通過使用天然氣燃料，汽車尾氣綜合排放與燃油車輛相比可下降80%。這可使城市區(qū)域的大氣環(huán)境得到明顯的改善，為建設山川秀美的新XX做出很大奉獻?！?〕建設天然氣加氣站，開展天然氣能源產業(yè)是調整能源結構、實現(xiàn)能源戰(zhàn)略平安的重要舉措長期以來，各類車輛均以汽油、柴油為燃料，在世界性的石油緊張、價格一路飆升的嚴峻現(xiàn)實下，開展天然氣汽車，減少對石油的依賴，實現(xiàn)能源多元化，有利于我國的能源平安，有利于我國國民經濟的可持續(xù)開展?！?〕建設天然氣加氣站，開展天然氣能源產業(yè)符合國家產業(yè)政策開展天然氣能源產業(yè)的經濟效益顯著。隨著天然氣汽車和天然氣加氣站的運行，將帶動與天然氣汽車相關的機械制造、汽車、低溫貯運，電子電器、儀器儀表、新工藝、新材料、試驗檢測以及教育培訓業(yè)等行業(yè)的開展，使天然氣汽車的推廣應用成為龍頭，創(chuàng)造上萬個就業(yè)時機，促進社會經濟的開展。汽車行業(yè)是用油的大戶，也是城市大氣污染的主要制造者，對全國的節(jié)能減排具有著重要影響。天然氣是“十二五〞期間的汽車節(jié)能減排的首選代用燃料，燃氣汽車替代燃油汽車是《綱要》提出的優(yōu)先開展主題。節(jié)能減排是全面落實科學開展觀的重要舉措，對加快建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會具有重大意義。〔4〕建設天然氣加氣站，開展天然氣能源產業(yè)是運輸業(yè)經濟效益最大化的途徑之一天然氣作為汽車燃料，其費用與燃油費用相比要節(jié)約20～30%，以氣代油的經濟效益較為可觀。同時天然氣是一種高辛烷值燃料，辛烷值是評定燃料性能的一項重要指標，汽車使用高辛烷值的燃料時，發(fā)動機不易出現(xiàn)爆震燃燒現(xiàn)象，這對延長發(fā)動機的壽命，提高發(fā)動機壓縮比是十分有益的。1.1.7工程示范效應天然氣加氣站的技術和建設在我國處于開展階段。通過本工程建設過程，積累工程建設的經驗，為XX逐步建設天然氣加氣站，全面開展清潔汽車創(chuàng)出一條健康之路，為全面治理機動車輛的排放污染，打造綠色XX做出奉獻。1.2編制要求和原那么1.2.1編制范圍本報告編制范圍為本工程的站內工程設計，具體如下：☆全站總圖；☆全套工藝裝置的工藝、設備布置、配管；☆與工藝裝置配套的公用工程如給排水、消防、電氣、通信、自控、暖通等；☆全站土建。1.2.2編制內容根據(jù)建設單位要求和《建設部市政公用工程(燃氣)設計文件編制深度規(guī)定》，本工程可行性研究報告主要內容有：〔1〕研究XX汽車車輛使用清潔燃料的技術路線以及建設LNG、CNG加氣站、調壓站的可行性，對本工程作出建議?！?〕研究該LNG、CNG站的工藝技術方案?！?〕對本工程作出投資估算、概算和效益評價?！?〕結合初步設計深度要求，給出工藝流程、總平面布置等圖紙及主要設備材料表。1.2.3編制原那么〔1〕符合XX規(guī)劃部門的要求，做到合理規(guī)劃，合理布局，統(tǒng)籌兼顧。〔2〕嚴格執(zhí)行國家現(xiàn)行設計標準，貫徹國家消防、環(huán)境保護、勞動平安及工業(yè)衛(wèi)生的有關法規(guī)?！?〕積極采用國內外成熟的新工藝、新技術、新設備、新材料，借鑒已建成LNG、CNG汽車加氣站的成功經驗，保證工程工藝技術的先進性、可靠性、平安性、經濟性，使工程整體建設到達目前國內先進水平?！?〕設計中盡一切努力節(jié)能降耗，在工藝流程和設備方面，采用先進的節(jié)能降耗工藝和設備，減少對水、電等動力的消耗，以到達國家有關節(jié)能減排的要求?！?〕美化環(huán)境，創(chuàng)立良好的工作環(huán)境。遵循的主要標準標準〔1〕《汽車加油加氣站設計與施工標準》GB50156-2002〔2006年版〕〔2〕《加油加氣站建設工程設計手冊》中國海油(2006年版)〔3〕《建筑設計防火標準》GB50016-2006〔4〕《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計標準》GB50058-92〔5〕《建筑物防雷設計標準》GB50057-94(2000年版)〔6〕《化工企業(yè)靜電接地設計標準》HGJ28-2000〔7〕《液化天然氣〔LNG)生產、儲存和裝運》GB20368-2006參考標準《車載燃料系統(tǒng)標準》NFPA521.3.1車輛的適用性由于液化天然氣單位體積能量較壓縮天然氣高，所以在車輛氣瓶容積有限的情況下，LNG適合運距相對較長、耗能大的車輛，比方公交車輛；CNG適合運距短、耗能小的車輛，比方出租車。本工程主要效勞對象為出租車輛和公交車輛，根據(jù)車輛各自的特點，使用LNG給公交車輛加氣，使用CNG給出租車輛加氣。1.3.2天然氣作為車載燃料的經濟性城市交通車輛使用天然氣作燃料，每年的燃料費可節(jié)約20～30％，以氣代油的經濟效益較為可觀。對于LNG或L-CNG加氣站來說，利用LNG的物性特點，無需再加工，LNG加注局部只是用潛液泵簡單加壓灌注，L-CNG局部利用高壓柱塞泵加壓，空溫式高壓氣化器加熱氣化后給車輛加注，比一般的CNG加氣站運行本錢低。天然氣的燃點為650℃，比汽柴油、液化石油氣〔LPG〕的燃點高，點火性能也高于汽柴油和LPG。天然氣的爆炸極限為4.6～14.57%，且密度很低，只有空氣的一半左右，稍有泄漏即揮發(fā)擴散；而LPG的爆炸極限為2.4～9.5%，燃點為466℃，且氣化后密度大于空氣，泄漏后不易揮發(fā)；汽油爆炸極限為1.0～7.6%，燃點為427℃；柴油爆炸極限為0.5～4.1%，燃點為260℃。由此可見，在某種意義上天然氣比LPG、汽油、柴油更平安。1.3.4天然氣的環(huán)保性天然氣本身屬潔凈能源，本工程的原料〔LNG〕為液化后的天然氣，天然氣在液化過程中，由于工藝及設備管道的要求，一些有害物質如：水、硫、汞、COS等脫除的更為純潔，所以LNG比管輸氣態(tài)天然氣更為潔凈。通過加氣站供給受氣車輛的天然氣不用經過任何再加工，只是經過簡單物理變化，無任何“三廢〞物質。正常時介質在密閉的系統(tǒng)內運行，不產生任何污染物。與燃油車相比，天然氣汽車的尾氣排放中二氧化碳的量大大減少，有害物排放量降低約80%，被稱為真正的環(huán)保汽車。綜上所述，本天然氣加氣站技術路線是：在XX建設一座LNG、L-CNG合建站，主要為城市局部營運出租車、家庭汽車以及汽運集團公交車輛提供清潔燃料，使XX局部城市交通車輛先期清潔化。1.4氣源情況本工程氣源在陜西靖邊，通過西渭管線傳輸，在XX分流，設有XX天然氣公司，擁有天然氣資源的有利條件，結合本工程所處的地理位置和本工程氣源需求的實際情況，確定本工程選擇XX天然氣公司作為工程的LNG主氣源。接收站氣源參數(shù)如下表：液化天然氣組分表(體積百分比)表1-2序號工程數(shù)值備注一組分含量(體積％)1甲烷2乙烷3丙烷4正丁烷5異丁烷6異戊烷氮氣二特性數(shù)值1低熱值(MJ/Nm3)2高熱值(MJ/Nm3)3氣相密度(kg/Nm3)4液態(tài)密度(kg/m3)5運動粘度(m2/s)21.85×10-66華白指數(shù)7爆炸上限(20℃)14.57%爆炸下限(20℃)4.60%以上天然氣氣質符合《天然氣》GB17820中二類氣質標準，滿足《城鎮(zhèn)燃氣設計標準》對天然氣質量的要求。并可判定其屬《城市燃氣分類》GB/T13611中13T基準氣的可互換燃氣。以上天然氣氣質符合《液化天然氣的一般特性》(GB/T19204)及《車用壓縮天然氣》(GB18047)的規(guī)定。主要技術經濟指標表表1-2序號指標單位數(shù)量備注1生產規(guī)模加氣能力萬Nm3/dLNG2.0L-CNG年工作天數(shù)天3602原料進氣萬Nm3/a18003公用動力消耗量新鮮水t/a年耗電量萬kWh/a4定員人305加氣站總占地面積m213334加氣站實際占地面積m26建設工程總投資額萬元3680建設投資萬元33806.2流動資金萬元3007年銷售收入萬元74888年總本錢費用萬元9年利潤總額萬元10財務評價指標所得稅前財務內部收益率％所得稅后財務內部收益率％所得稅前財務凈現(xiàn)值萬元所得稅后財務凈現(xiàn)值萬元稅前投資回收期年稅后投資回收期年資本金財務內部收益率％資本金財務凈現(xiàn)值萬元11盈虧平衡點%1.6主要用地指標建設用地指標一覽表序號工程計算單位控制指標工程指標備注1總占地面積畝2013334平米代征路面積平米未含在總占地面積內2總建筑面積平方米45093建、構筑物占地面積平方米45094道路及場坪面積平方米5773.75綠化面積平方米10006容積率0.52計算容積率面積5829平米7建筑密度%408綠化率%9投資強度萬元/公頃2市場分析2.1用戶概況本工程主要為XX營運出租車輛、家庭汽車以及公交車輛提供清潔燃料。為響應節(jié)能減排，優(yōu)化能源結構，建設綠色城市的號召，鑒于陜西獨有的LNG能源優(yōu)勢，建設方擬先期在XX建設一座LNG、L-CNG合建站，為出租車、家庭汽車和公交車輛提供清潔燃料，為整個XX機動車輛的大規(guī)模清潔化起示范帶頭作用。隨著經濟和社會的開展，我國已成為能源消費大國，從1993年起我國已成為石油凈進口國，能源短缺也威脅到國家的戰(zhàn)略平安。由市場供需矛盾而引發(fā)油品短缺及價格波動，特別是近幾年，隨著市場需求量大規(guī)模的增加，這種矛盾更加突出。近年來，XX機動車保有量增長迅速。機動車尾氣含有上千種化學物質，如一氧化碳、氮氧化合物和碳黑等，都會對空氣造成嚴重污染。根據(jù)XX城區(qū)空氣質量自動監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示，市區(qū)環(huán)境空氣中的首要污染物為氮氧化合物和碳黑，這說明機動車排放已成為XX空氣質量惡化的最大污染源。隨著經濟的開展和汽車保有量的高速增長，XX面臨汽車能源需求和環(huán)境保護的雙重壓力。因此，將天然氣加氣站納入XX推廣汽車新能源的方案，減輕對油品的依賴是調整XX能源結構的戰(zhàn)略需要。使用天然氣作為車用燃料具有以下優(yōu)勢：①符合國家節(jié)能減排政策，屬于國家扶持的朝陽產業(yè)；②能充分利用陜西氣源優(yōu)勢，為工程提供持續(xù)、可靠、充足的清潔能源供給；③天然氣作為車用燃料還具有無比的價格優(yōu)勢。目前XX只有少量公交車和出租車使用天然氣，尚未大面積推廣使用。為開展綠色環(huán)保和清潔能源的LNG公交車，XX汽運機構已投放近百輛LNG公交車，并且今后將會陸續(xù)增加LNG公交車和客運車輛。根據(jù)調查，至2023年底XX擁有LNG公交車、CNG出租車1100輛；預計至2023年擁有LNG公交車、CNG出租車3000輛。結合XX天然氣加氣站的開展現(xiàn)狀，加氣站數(shù)量和加氣能力明顯缺乏，可知XX天然氣行業(yè)的開展方興未艾，天然氣車用燃氣市場前景廣闊。本工程建成后將會促進天然氣燃料車輛的大力開展，對市場開展十分有利。本工程建成后不會對該行業(yè)產生很大的沖擊，市場競爭也不會很劇烈。用戶對車用天然氣價格的承受能力取決于其替換燃料〔主要為汽油和柴油〕的價格。333天然氣。由此可知，假設柴油價格以7.21元/L計，用戶可承受1Nm3天然氣價格最高為7.21/1.1=6.55元。按照發(fā)改電[2023]211號規(guī)定的系數(shù)計算，1Nm3×0.75=5.4元。比用戶可承受的最高價格6.55元還要低1.15元；假設汽油價格以6.93元/L計，用戶可承受1Nm3天然氣價格最高為6.93/1.07=6.48元。按照發(fā)改電[2023]211號規(guī)定的系數(shù)計算，1Nm3×0.75=5.19元。比用戶可承受的最高價格6.48元還要低1.74元。目前，本工程參考周邊市場售價，LNG、L-CNG售價均定為4.16元/Nm3，符合用戶可承受價格及發(fā)改委限價的規(guī)定。綜合上述內容，并參考新規(guī)出臺后XX油氣市場價格變動情況等各種因素，確定柴油按照7.21元/L、汽油按照6.93元/L、LNG、CNG按照4.16元/Nm3的價格計算，對出租車及公交車使用兩種燃料進行比較分析，詳見下表：燃油燃氣消耗比較表表2-1工程燃料燃料單價車輛數(shù)每輛車百公里燃料耗量每輛車日行程車輛日總耗量費用合計出租車汽油元/L100輛L3002805L萬元天然氣元/Nm3100輛10Nm33000.3萬Nm3萬元公交車柴油元/L100輛L2005460L萬元天然氣元/Nm3100輛30Nm3200萬Nm3萬元由以上表格可以看出，按照各車輛日行程，以100輛車為準，每天分別可以節(jié)?。撼鲎廛嚕?.695萬元；公交車，1.441萬元。可見，在XX相對于汽油、柴油而言，城市交通車輛使用天然氣更具有價格優(yōu)勢，用戶具有較強的承受能力。為開展綠色環(huán)保和清潔能源的LNG公交車，XX已向市場投放近百輛LNG公交車，并且今后將會陸續(xù)增加LNG公交車和客運車輛。加上XX現(xiàn)有的LNG車輛，天然氣加氣站市場潛力巨大，所以需加快天然氣加氣站的配套建設，以保證下游市場資源穩(wěn)定的供給本工程最主要的風險來自于上游氣源的保證，以及由于地處經濟興旺地區(qū)所導致投資額大大增加，以上這些因素對天然氣市場的影響很大，對本工程的效益影響至關重要。充分考慮不利因素，采取切實可行的措施躲避風險是十分必要的。躲避風險的措施為：盡快與上游供氣方簽定供氣協(xié)議，對工程投資和運行本錢進行控制和壓縮，對工藝及線路方案進一步優(yōu)化，做到投資最省。天然氣市場是一個變化開展較快的市場，市場風險較大，開展?jié)摿σ卜浅４?。XX隨著經濟總量的增加，工業(yè)化和城市化速度的加快，對氣價的承受能力逐漸增加，市場風險性相對會減小。3選址區(qū)域地理狀況工程區(qū)海拔高度440～460m，相對高差20m。地勢東高西低，南高北低，地形高差較為平坦?？傮w呈東南向西北微傾，唯該區(qū)北段有一古河道，形成東西向的帶狀凹地，橫亙區(qū)內。規(guī)劃區(qū)地貌屬山麓洪積平原，屬于濕陷性黃土。由于長期的農業(yè)生產活動，自然地貌特征已無存。當?shù)??！妗妗妫?gt;10℃℃。無霜期215天，枯燥指數(shù)>1.5以上，年平均降水量550毫米，多集中在7、8、9三個月內，占年降水量的50%。春旱和伏旱時有發(fā)生。全年主導風向為西南風，冬季多西北風。2023年全區(qū)生產總值完成210億元，同比增長13.5%；地方財政一般預算收入突破8億元，增長27.9%；全社會固定資產投資151億元，增長28%；社會消費品零售總額56.5億元，增長19%；城鎮(zhèn)居民人均可支配收入24483元，增長15.1%；農民人均純收入10585元，增長16.2%，突破萬元大關；人口自然增長率5.8‰；萬元生產總值綜合能耗降低3.5%。根底設施條件工程區(qū)交通便利，東臨310國道，對外交通十分便捷。工程區(qū)由xx市政供電，電力供給充足。建設單位自備水井，生產、生活用水便利。3.5結論站址的選擇規(guī)劃由XX規(guī)劃定位，周圍環(huán)境良好，交通方便，所以在此址建設可行。4站址及總圖運輸4.1站址選擇原那么〔1〕一般要求 站址的選擇應符合城市總體規(guī)劃、消防平安和環(huán)境保護的要求，并應選擇在交通便利、車流量較大的地方?！?〕平安要求站址選擇應符合《汽車加油加氣站設計與施工標準》GB50156-2002〔2006年版〕、《車載燃料系統(tǒng)標準》NFPA52的防火平安要求。避開重要建筑物和人流密集區(qū)。4.2站址確定根據(jù)XX天然氣汽車開展的趨勢初步確定，在XX建設一座LNG、L-CNG合建站，通過實地踏勘，擬在XX斜口街道辦事處建設一座LNG、L-CNG合建站，主要對汽運公交車輛、家庭用車以及城市營運出租車輛加氣。擬建站的占地面積約20畝，位于108國道北側，距離西潼高速出口500m。本加氣站站址周邊地勢平坦、開闊、交通方便，方便出租車輛、公交車輛及家庭汽車出入。站外無重要建筑物和人流密集區(qū)，周邊環(huán)境良好。加氣站所需土地、水、電等可利用周邊條件解決，初步選址符合LNG、L-CNG合建站的建設要求，符合XX總體規(guī)劃。4.3總平面布置LNG、L-CNG合建站及加壓站按火災危險性分類屬于甲類場所，站區(qū)平面布局嚴格按現(xiàn)行防火標準的有關規(guī)定布置。在滿足標準要求的最小防火間距以及進出車輛的回車場地的前提下，力求作到布局合理，布置緊湊，節(jié)約用地。XX汽車天然氣加氣站內布置有工藝區(qū)、加氣區(qū)和輔助區(qū)。工藝區(qū)位于站區(qū)中心偏南側，圍堰內布置LNG臥式低溫儲罐、潛液泵、高壓柱塞泵、增壓器以及EAG加熱器，圍堰外布置高壓氣化器、順序控制盤和儲氣井；加氣區(qū)位于站區(qū)北側，布置有CNG加氣機和LNG加注機；輔助區(qū)位于站區(qū)的東側。詳見《總平面布置圖》〔附圖〕。主要建筑物一覽表序號工程建筑面積〔平米〕占地面積〔平米〕備注1加油站站房5805801F2加油棚132013201F層高9m3儲氣區(qū)175017504儲氣井995設備區(qū)8008006衛(wèi)生間50507道路、場坪8綠地1000合計4509建設用地指標一覽表序號工程計算單位控制指標工程指標備注1總占地面積畝2013334平米代征路面積平米未含在總占地面積內2總建筑面積平方米45093建、構筑物占地面積平方米45094道路及場坪面積平方米5773.75綠化面積平方米10006容積率0.52計算容積率面積5829平米7建筑密度%408綠化率%9投資強度萬元/公頃總圖布置時，站區(qū)與站外建〔構〕筑物及其它設施的防火間距、站內工藝設施與站內建〔構〕筑物及其它輔助設施的防火間距參照《汽車加油加氣站設計與施工標準》中LPG加氣站的相關規(guī)定執(zhí)行；站內LNG轉運設施〔LNG加注機〕與儲罐之間的防火間距及工藝設施之間的防火間距參照《車載燃料系統(tǒng)標準》NFPA52的相關規(guī)定執(zhí)行。壓縮天然氣站周圍沒有重要公共建筑，根據(jù)現(xiàn)行《城鎮(zhèn)燃氣設計標準》、《汽車加油加氣站設計與施工標準》的間距規(guī)定，符合平安規(guī)定要求。天然氣工藝設施與站外建、構筑物的防火距離分別不應小于下表的規(guī)定：氣瓶車固定車位與站外建、構筑物的防火間距〔m〕氣瓶車在固定車位最大儲氣總容積〔m3〕工程＞3000～≤10000＞10000～≤30000明火、散發(fā)火花地點，室外變、配電站民用建筑甲乙丙類液體儲罐，易燃材料堆場，甲類物品庫房其他建筑耐火等級一、二級三級四級鐵路〔中心線〕公路〔路肩〕高速，Ⅰ、Ⅱ級Ⅲ、Ⅳ級架空電力線路〔中心線〕架空通信線路〔中心線〕Ⅰ、Ⅱ級Ⅲ、Ⅳ級氣瓶車固定車位與站內建、構筑物的防火間距〔m〕氣瓶車在固定車位最大儲氣總容積〔m3〕工程＞3000～≤10000＞10000～≤30000明火、散發(fā)火花地點壓縮機室、調壓室、計量室變、配電室、儀表室、燃氣熱水爐室、值班室、門衛(wèi)綜合辦公生活建筑消防泵房、消防水池取水口站內道路〔路邊〕主要次要圍墻壓縮天然氣工藝設施與站外建、構筑物的防火距離〔m〕名稱工程儲氣瓶組、脫硫脫水裝置放散管管口加氣機壓縮機重要公共建筑物100100100明火或散發(fā)火花地點302520民用建筑物保護類別一類保護物302520二類保護物202014三類保護物181512甲、乙類物品生產廠房、庫房和甲、乙類液體儲罐252518其它類物品生產廠房、庫房和丙類液體儲罐以及容積不大于50m3的埋地甲、乙類液體儲罐181813室外變配電站252518鐵路303022城市道路快速路、主干路12106次干路、支路1085架空通訊線國家一、二級不應跨越加油站一般1倍桿高1倍桿高架空電力線路電壓〔＞380V〕不應跨越加油站電壓〔≤380V〕4.4道路及出入口在從道路進站的大門口，設置減速板。為使加氣車輛進出通暢，加氣區(qū)的進出口分開設置。加氣區(qū)最小轉彎半徑分別滿足出租車輛、家庭用車、大型公交車的轉彎要求。4.5圍護設施天然氣加氣站屬于易燃易爆性生產場所，為了加氣站的平安管理，應作適當封閉。站內與站外利用新建圍墻相隔，墻高不低于2.2米；為防止儲罐發(fā)生事故時，LNG液體驟變成氣體前四處流淌，范圍擴大，根據(jù)標準要求，罐區(qū)四周設圍堰，圍堰高1米，采用鋼筋混凝土結構。4.6排水及豎向設計結合站區(qū)場地的地形特點，自然坡度較為平緩，故本工程豎向設計采用平坡式設計方案，設計坡向與原地自然坡向相同。場地雨水按照設計坡向出站后排入站外市政雨水管網(wǎng)。圍堰內設有集液池，集液池內設有潛污泵，收集后的雨水經過潛污泵排出圍堰后排出站外。4.7綠化站內可種植草坪、設置花壇，但不得種植油性植物。本工程綠化主要對站區(qū)南側及工藝區(qū)西側的圍墻周邊進行綠化，綠化面積為1000m2,占站區(qū)總面積的％。5工藝方案.1技術參數(shù)〔1〕設計規(guī)模根據(jù)統(tǒng)計，公交車車輛平均日行程按200公里計，百公里消耗天然氣約30Nm3，那么每輛公交車每天天然氣耗量約為60Nm3；營運出租車平均日行程按300公里計，百公里消耗天然氣約10Nm3，那么每輛出租車每天天然氣耗量約為30Nm3。結合XX已有加氣站狀況和車輛加氣的隨機性，確定本工程LNG加注站設計規(guī)模為：30000Nm3/d，CNG加注站設計規(guī)模為：20000Nm3/d，總設計規(guī)模為50000Nm3/d。LNG儲量按下式計算：式中：V：總儲存容積〔m3〕；n：儲存天數(shù)〔d〕；Gr：平均日用氣量〔kg/d〕；ρY：最高工作溫度下的液化天然氣密度〔kg/m3〕，取356kg/m3；θb：最高工作溫度下的儲罐允許充裝率，θb＝90％。綜合考慮各種因素，確定儲存天數(shù)按天考慮，天然氣標況下的密度取0.717356kg/m3。計算過程如下：V=〔×50000×0.717〕/〔356×0.9〕=m3經計算，本站總儲存容積為m3。因此，確定本站的儲存規(guī)模為180m3，選擇3臺全容積為60m3的LNG儲罐?！?〕設計壓力根據(jù)LNG車輛發(fā)動機的工作壓力確定LNG儲罐的工作壓力為0.4～0.8MPa，LNG儲罐的設計壓力為1.2MPa。〔3〕設計溫度系統(tǒng)采用液氮進行置換和預冷，液氮的溫度為-196℃，系統(tǒng)的設計溫度確定為-196℃。5.工藝流程5.1.LNG工藝說明本站LNG工藝流程可分為輸氣流程、加氣流程以及卸壓流程等三局部?！?〕輸氣流程把天然氣管道中的的LNG輸至加氣站的儲罐內，使LNG從儲罐上進液管進入儲罐。〔2〕加氣流程儲罐中的LNG通過泵加壓經流量計計量后由加氣槍給汽車加氣。車載儲氣瓶為上進液噴淋式，加進去的LNG直接吸收車載氣瓶內氣體的熱量，使瓶內壓力降低，減少放空氣體，并提高了加氣速度?！?〕卸壓流程由于系統(tǒng)漏熱以及外界帶進的熱量，致使LNG氣化產生的氣體，會使系統(tǒng)壓力升高。當系統(tǒng)壓力大于設定值時，系統(tǒng)中的平安閥翻開，釋放系統(tǒng)中的氣體，降低壓力，保證系統(tǒng)平安。通過對目前國內外先進工藝的LNG加氣站的調查了解，正常工作狀態(tài)下，系統(tǒng)的放空與操作過程和流程設計有很大關系。操作和設計過程中盡量減少使用增壓器。設計中由于系統(tǒng)漏熱所帶進系統(tǒng)的熱量，先通過給LNG儲罐內的液體升溫，充分利用自然產生的熱量，減少人為產生的熱量，從而減少放空氣體的量。操作過程中如果需要給儲罐增壓時，應該在車輛加氣前兩個小時，根據(jù)儲罐液體壓力情況進行增壓，不宜在卸完車后立即增壓。5.1.2.2L-CNG工藝說明L-CNG汽車加氣站工藝是將低溫(-162℃～-137℃)、低壓(0.1～0.4MPa)的LNG轉變成常溫、高壓(20MPa)的天然氣，然后將天然氣加注給CNG汽車。其主要設備包括：LNG儲罐、高壓柱塞泵、高壓氣化器、順序控制盤、儲氣井、加氣機等。

該工藝是利用高壓柱塞泵將LNG增壓到20MPa，在液態(tài)下完成低壓變高壓的過程，然后通過高壓氣化器，使其氣化變成常溫高壓天然氣(CNG)，完成由液態(tài)到氣態(tài)、低溫到常溫的過程，再通過加氣機直接給車輛加氣。在不加氣的情況下將產生的CNG儲存在儲氣井中，使CNG有一定的儲量，這樣可以減少高壓柱塞泵的開停次數(shù)，增加設備的使用壽命。該過程不使用天然氣壓縮機，僅使用小功率高壓柱塞泵，無需冷卻水，大大降低了噪聲污染，節(jié)約了大量的電能。5.裝置布置裝置布置的原那么是按照工藝流程的順序布置設備，盡量縮短管線，方便操作維修，方便加氣的車輛進出。本站LNG工藝裝置設有3臺LNG臥式儲罐、1臺增壓器、1臺EAG加熱器、3臺潛液泵、3臺高壓柱塞泵、3臺高壓氣化器以及配套的管道閥門等。LNG設備布置在圍堰內，高壓柱塞泵布置在圍堰內儲罐西側偏北，圍堰外西側為L-CNG裝置區(qū)，從北至南依次布置有高壓汽化器、順序控制盤、高壓儲氣井等設備。圍堰外北側布置有6臺CNG加氣機和6臺LNG加注機，方便公交車輛加氣。5.設備選型本站主要設備有LNG低溫儲罐、潛液泵、增壓器、高壓柱塞泵、高壓氣化器、順序控制盤、儲氣井、LNG加注機、CNG加氣機等。〔1〕LNG儲罐LNG儲存常用的小型儲罐按圍護結構的隔熱方式分類，大致有以下2種：①真空粉末隔熱隔熱方式為夾層抽真空，填充粉末(珠光砂)。真空粉末絕熱儲罐由于其生產技術與液氧、液氮等儲罐根本一樣，因而目前國內生產廠家的制造技術也很成熟，由于其運行維護相對方便、靈活，目前LNG加注站、氣化站使用較多。②高真空多層纏繞絕熱采用高真空多層纏繞絕熱，多用于LNG汽車加注站。應用高真空多層絕熱技術的關鍵在于絕熱材料的選取與工裝以及夾層高真空的獲得和保持。LNG儲罐的絕熱材料一般有20層到50層不等，多層材料在內容器外面的包裝方式目前國際上有兩種：以美國為代表的機器多層纏繞和以俄羅斯為代表的多層絕熱被。多層纏繞是利用專門的機器對內容器進行旋轉,其缺點是不同類型的容器需要不同的纏繞設備,尤其是大型容器旋轉纏繞費時費力。多層絕熱被是將反射材料和隔熱材料先加工成一定尺寸和層數(shù)(一般為10的倍數(shù))的棉被狀半成品,然后根據(jù)內容器的需要裁減成適宜的尺寸固定包扎在容器外。由于真空粉末隔熱具有真空度要求不高、工藝簡單、隔熱效果好、施工難度低的特點，故本站選用全容積為60m3臥式圓筒形真空粉末絕熱儲罐3臺。根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力，并考慮其經濟性，確定儲罐的設計壓力為1.2/-0.1MPa〔內筒/外筒〕。儲罐設計參數(shù)如下：材質：0Cr18Ni9/Q345R〔內筒/外筒〕-0.1MPa〔內筒/外筒〕最低工作溫度：-162℃/環(huán)境溫度〔內筒/外筒〕設計溫度：-196℃/50℃〔內筒/外筒〕充裝系數(shù)：≤90%蒸發(fā)率：≤0.2％/d〔2〕潛液泵潛液泵的流量根據(jù)加注站的設計規(guī)模及加注機的流量選定，本工程選擇3臺潛液泵，其設計流量為8～220L/min。潛液泵包括泵體和泵池兩局部，泵體為浸沒式兩級離心泵，整體浸入泵池中，無密封件，所有運動部件由低溫液體冷卻和潤滑。潛液泵由一臺變頻器控制。根據(jù)LNG泵的性能曲線對潛液泵進行選型，所選潛液泵的主要參數(shù)如下：型號： 浸沒式二級離心泵適用介質：LNG、LN2流量：220L/min揚程： ≥220m電機功率： ≤11kW轉速： 1500～6000rpm電源： 三相，380V，50Hz進口靜壓頭：1～4m〔3〕增壓器增壓器是完成系統(tǒng)卸車的設備，選用空溫式換熱器。增壓借助于列管外的空氣給熱，使管內LNG升高溫度來實現(xiàn)，空溫式換熱器使用空氣作為熱源，節(jié)約能源，運行費用低。根據(jù)公式：式中：Q—升壓所需熱量〔kJ〕，；h1—升壓前LNG的比焓〔kJ/kg〕；h2—升壓后LNG的比焓〔kJ/kg〕；ρ－介質的密度；V－儲存介質的體積；通過上式計算，本設計選用處理量為200Nm3/h的增壓器1臺。其主要工藝參數(shù)如下：處理量：200Nm3/h進口介質：LNG出口介質：NG/LNG進口溫度：≥-162℃出口溫度：>-137℃MPa時的液體溫度〕設計溫度：-196℃最高工作壓力：1.2MPa設計壓力：1.6MPa主體材質：鋁翅片管〔4〕EAG加熱器EAG加熱器是LNG系統(tǒng)平安放散的設備，選用空溫式換熱器。加熱借助于列管外的空氣給熱，使管內EAG升高溫度，實現(xiàn)EAG的平安放散?？諟厥綋Q熱器使用空氣作為熱源，節(jié)約能源，運行費用低。根據(jù)公式：式中：Q—升溫所需熱量〔kJ〕，；h1—升溫前LNG的比焓〔kJ/kg〕；h2—升溫后LNG的比焓〔kJ/kg〕；ρ－介質的密度；V－儲存介質的體積；通過計算，EAG加熱器選擇以下空溫式換熱器：處理量：200Nm3/h進口溫度：≥-162℃出口溫度：>-20℃設計溫度：-196℃最高工作壓力：MPa設計壓力：1.6MPa主體材質：鋁翅片管 〔5〕LNG加注機LNG加注機是給車3/min的加氣槍。所選LNG加注機的主要參數(shù)如下：最小噴嘴壓力：流量：

0.19m3/min〔液態(tài)〕喉管配置：單管計量計量精度：±1.0%工作介質：LNG最低工作溫度：-162℃設計溫度：-196℃〔6〕高壓柱塞泵高壓柱塞泵是將LNG轉變成CNG過程中的主要設備，其可靠性要求非常高，既要求能耐低溫(-162℃)，又要求能夠增壓(出口壓力達20MPa)。本工程設計選用3臺高壓柱塞泵。適用介質：LNG、LN2流量：1200L/h工作溫度：-162℃出口壓力：20MPa電機功率： ≤22kW轉速： 301rpm〔7〕高壓氣化器高壓氣化器是完成LNG高壓氣化的設備，選用空溫式換熱器。本站選用空溫式加熱氣化器，借助于列管外的空氣給熱，使管內高壓LNG升高溫度，實現(xiàn)LNG的氣化。空溫式換熱器使用空氣作為熱源，節(jié)約能源，運行費用低。根據(jù)公式：式中：Q—升溫所需熱量〔kJ〕，；h1—升溫前LNG的比焓〔kJ/kg〕；h2—升溫后LNG的比焓〔kJ/kg〕；ρ－介質的密度；V－儲存介質的體積；通過上式計算，本設計選用處理量為1500Nm3/h的高壓氣化器3臺，交替使用，2臺氣化，1臺化霜。其主要工藝參數(shù)如下：單臺處理量：1500Nm3/h進口溫度：-162℃設計溫度：-196℃最高工作壓力：25MPa設計壓力：27.5MPa主體材質：鋁翅片管〔8〕順序控制盤順序控制盤是保證儲氣設施的充氣按一定順序進行的設備。給儲氣設施充氣的順序是從高壓到低壓，先將壓力較高的儲氣設施充滿到高壓(20MPa)，再向壓力較低的儲氣設施充氣，直至全部充滿到高壓。充氣方式：直充型進氣/出氣口：一進三出控制方式：PLC程序控制 最大工作壓力：25MPa 調節(jié)壓力：22MPa(可根據(jù)用戶使用要求現(xiàn)場調整) 試驗壓力：工作流量：0～2100Nm3/h 〔9〕CNG加氣機〔三線雙槍〕CNG加氣機是對CNG汽車進行計量加氣的設備。加氣時加氣機自動先開啟低壓儲氣井充氣，待充氣壓力較低流速度較慢時，切換到到中壓，待充氣壓力較低流速度較慢時，再自動開啟高壓柱塞泵直接進行充氣，直到CNG汽車氣瓶壓力達20MPa方結束充氣。CNG加氣機主要技術參數(shù)如下：流量：

0～30Nm3/min額定壓力： 20Mpa最大工作壓力： 25Mpa設計壓力： 額定靜態(tài)壓力： 35MPa計量精度：±%設計溫度：-45℃～+55℃工作電源： 220V±15%，50Hz±1Hz功率： ＜200W〔10〕儲氣井本工程儲氣系統(tǒng)用于儲存高壓壓縮天然氣，以便節(jié)省給汽車充氣的時間，儲氣系統(tǒng)分為高壓、中壓、低壓3組，儲氣方式為地下井式儲氣，本站設置水容積為2m3的高壓儲氣井1口、3m3中壓儲氣井1口，3m3低壓儲氣井1口，合計8m3，可儲存壓縮天然氣2000Nm3。CNG加氣站儲氣設施主要有儲氣瓶組、儲氣罐和地下儲氣井等。井式儲氣是區(qū)別于現(xiàn)行地面金屬容器(如儲氣瓶組或儲氣罐)儲氣的一種先進儲氣方式。井式儲氣裝置采用石油鉆井技術，采用符合國際標準API的石油天然氣套管扣連接接入地下，并用耐高壓的專用密封脂進行密封，實行全井段水泥封固成形，井式儲氣的優(yōu)點是：①井式儲氣平安性能好，井式儲氣裝置最高工作壓力為25MPa，套管具有足夠的強度和抗疲勞性且深埋于地下，與地面金屬容器裝置比較，不受環(huán)境溫度變化影響，不受大氣環(huán)境污染，可最大限度地防止惡性事故的發(fā)生，即使萬一發(fā)生事故時，所造成的損失遠比地面金屬容器裝置小。②占地少、省空間、縮短了防火間距井式儲氣裝置由于深埋于地下，節(jié)省了占地面積，節(jié)省了空間，縮短了防火間距，節(jié)約了土地，提高站內、站外環(huán)境平安等級。③使用壽命長根據(jù)SY/T6535-2002《高壓氣地下儲井》的規(guī)定，儲氣井的使用壽命為25年。根據(jù)我國《壓力容器平安技術監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定，地面金屬壓力容器儲氣瓶的使用壽命為15年。本工程采用地下井式儲氣。儲氣井主要技術參數(shù)見下表：2m3〔水容積〕儲氣井技術參數(shù)表表5-1序號工程技術參數(shù)備注1總儲氣量500Nm32最高工作壓力25MPa3強度及水壓試驗4儲氣井井口數(shù)1口5單井儲氣量500Nm36單井水容積2m37進管疲勞循環(huán)次數(shù)不小于2.5×104次8井斜程度最大井斜≤1.5°9井與井間距10井口離地高度11連接方式單進出、雙閥雙保險、全螺紋連接12儲氣井使用壽命不少于25年13儲氣井套管規(guī)格TP803m3〔水容積〕儲氣井技術參數(shù)表表5-2序號工程技術參數(shù)備注1總儲氣量1500Nm32最高工作壓力25MPa3強度及水壓試驗4儲氣井井口數(shù)2口5單井儲氣量750Nm36單井水容積3m37進管疲勞循環(huán)次數(shù)不小于2.5×104次8井斜程度最大井斜≤1.5°9井與井間距10井口離地高度11連接方式單進出、雙閥雙保險、全螺紋連接12儲氣井使用壽命不少于25年13儲氣井套管規(guī)格TP80〔11〕管材及附件LNG、L-CNG合建站內的所有設備和管道組成件均與天然氣介質相適應，系統(tǒng)設計壓力應比最大工作壓力高10%以上，且在任何情況下不低于平安閥的定壓。站區(qū)低溫管道管材選用GB/T14976-2002《輸送流體用不銹鋼無縫鋼管》GB/T14976-2002不銹鋼無縫鋼管，增壓后的天然氣管道選用《輸送流體用不銹鋼無縫鋼管》GB/T14976-2002不銹鋼無縫鋼管。LNG系統(tǒng)中的管徑根據(jù)以下公式確定：式中：d－管道的內徑〔mm〕；u－工作狀態(tài)的流量〔m3/h〕;ν－工作狀態(tài)的流速〔m/s〕;站區(qū)工藝管道布置合理、緊湊、整齊、美觀，方便維修和操作。低溫管道和高壓管道管材選用0Cr18Ni9不銹鋼無縫鋼管。LNG局部低溫管道和L-CNG加氣局部高壓柱塞泵前管道采用發(fā)泡保冷。站區(qū)除管道與設備連接采用法蘭連接外，其余均采用焊接。低溫管道采用平面借助L型彎頭補償器，地上工藝管道采用高效隔熱支吊架〔管托〕，管架采用型鋼低支架。去加氣機的管道采用管溝敷設方式?！?2〕閥門LNG、L-CNG合建站站內工藝管道上設有手動截止閥、球閥、調節(jié)閥、氣動切斷閥、平安放散閥、止回閥等。LNG儲罐的進、出液管道上設有氣動緊急迫斷閥；液相管道上兩個閥門之間設有去EAG系統(tǒng)的平安閥等。閥門是系統(tǒng)實現(xiàn)自動化運行和平安運行管理的關鍵設備，低溫管道上閥門應具備耐低溫性能。高壓管道上設有高壓控制閥，加氣槍前設置拉斷截止閥。所有閥門選用定點生產廠家的高品質產品。站內平安放散閥選用全啟式平安閥。根據(jù)以下公式進行計算：式中，－壓力容器平安泄放量，〔kg/h〕；q－在泄放壓力下液化氣體的汽化潛熱，〔kJ/kg〕;－保溫層厚度,〔m〕；－常溫下絕熱材料的導熱系數(shù),〔kJ/(m2·h·℃)t－泄放壓力下的飽和溫度，℃；Ar－容器受熱面積，m2。立式壓力容器－壓力容器外徑；－壓力容器內最高液位，〔m〕。儲罐平安閥的選擇：由于時，有：其中：C—氣體特性系數(shù)，，k為氣體絕熱系數(shù)k=Cp/CvK—排放系數(shù)，與平安閥結構有關，應根據(jù)實驗數(shù)據(jù)確定，全起式平安閥K=0.60~0.70；Pd—平安閥的排放壓力〔絕壓〕，Pd=1.1PS+0.1，〔Mpa〕；其中PS為平安閥的整定壓力，〔Mpa〕；M—氣體摩爾質量，〔kg/kmol〕；T—氣體的溫度，〔K〕；Z—氣體在操作溫度壓力下的壓縮系數(shù)；A—平安閥最小排氣截面積，〔mm2〕；全起式平安閥，即h≥?d1時，式中：h—平安閥的開啟高度，〔mm〕；d1—平安閥最小流道直徑，〔閥座喉徑〕，〔mm〕；所以，有：〔13〕儀表風系統(tǒng)LNG加氣站工藝系統(tǒng)中，在需要緊急迫斷或需要實現(xiàn)自動化控制的部位均設置氣動閥，儀表風系統(tǒng)就是為氣動閥提供符合要求的動力控制氣源。本工程確定采用的控制氣源為壓縮空氣。儀表風系統(tǒng)主要設備為無油空壓機、冷干機、氮氣瓶、壓力變送器等，出口氣質滿足《工業(yè)自動化儀表氣源壓力范圍和質量》的要求。根據(jù)氣動閥的儀表風壓力和用量，對儀表風系統(tǒng)設備進行如下選型：設備名稱： 全無油空氣壓縮機規(guī)格型號：AW-0.22/7(AW-30)尺寸〔mm〕：1340×520×975排氣量： 3/min最高排氣壓力： 機體轉速： 400轉/min電機功率： 5.主要工程量XX汽車天然氣加氣站設備材料表表5-3序號設備及材料名稱型號規(guī)格標準或圖號單位數(shù)量備注一設備1LNG儲罐V=60m3臺32增壓器Q=200Nm3/h臺13EAG加熱器Q=200Nm3/h臺14潛液泵Q=220L/min臺35高壓柱塞泵Q=1200L/h臺36高壓氣化器Q=1500Nm3/h臺37LNG加注機Q=190L/min臺68CNG加氣機Q=30Nm3/min臺69順序控制盤2100m3/h臺110儲氣井2m3口111儲氣井3m3口212儀表風系統(tǒng)套1二材料1管子GB/T14976米1050Cr18Ni9Φ45×3.0GB/T14976米1970Cr18Ni9GB/T14976米1500Cr18Ni9Φ32×GB/T14976米50Cr18Ni9ΦGB/T14976米4020Cr18Ni92閥門低溫截止閥DN32PNGB/T12221-2005個20Cr18Ni9GB/T12221-2005個130Cr18Ni9GB/T12221-2005個30Cr18Ni9DN50PNGB/T12221-2005個100Cr18Ni9DN40PNGB/T12221-2005個70Cr18Ni9DN15PNGB/T12221-2005個30Cr18Ni9DN20PNGB/T12221-2005個30Cr18Ni9低溫緊急迫斷閥GB/T12221-2005個70Cr18Ni9GB/T12221-2005個130Cr18Ni9氣動緊急迫斷閥DN25PN32GB/T12221-2005個30Cr18Ni9低溫止回閥DN50PNGB/T12221-2005個20Cr18Ni9DN40GB/T12221-2005個30Cr18Ni9低溫平安閥GB/T12221-2005個120Cr18Ni9DN15PN32GB/T12221-2005個20Cr18Ni9DN15PNGB/T12221-2005個50Cr18Ni9截止閥GB/T12221-2005個120Cr18Ni9DN15PN32GB/T12221-2005個20Cr18Ni9DN15PNGB/T12221-2005個50Cr18Ni9高壓截止閥DN32PN32GB/T12221-2005個80Cr18Ni9DN25PN32GB/T12221-2005個30Cr18Ni9DN15PN32GB/T12221-2005個30Cr18Ni9高壓球閥DN6PN32GB/T12221-2005個200Cr18Ni9DN15PN32GB/T12221-2005個20Cr18Ni9高壓止回閥DN15PN32GB/T12221-2005個30Cr18Ni9高壓平安閥DN15PN32GB/T12221-2005個70Cr18Ni9三絕熱材料1福利凱熱固性保冷材料Φ57x100m72Φ45x100m197Φ32x80m502鍍鋅低碳鋼絲絲徑kg253鍍鋅鐵皮m22314十字盤頭自攻螺釘kg5燃氣調壓站及其平安裝置5.2．1高中壓燃氣調壓站的設計

．1相關的設計標準

標準化是一項給有關平安、技術、經濟的常見問題找到實際答案的活動，它趨向于在具體情況下找到最正確的解決問題的方案。所以，制定標準就是要應付局面，解決問題，而不是為其所縛，束手無策；制定標準就是要讓社會，特別是經理、供給商和設計師這些燃氣經營者有章可循，有例可引，嚴格遵守平安規(guī)那么且易于操作；制定標準還意味著實際而具體，對規(guī)那么隨時調整，使其成為促進因素而不是一種負擔。

5.2．1．2國際通用標準

EN12186Gassupplysystems-Gaspressureregulationstationsfortransmissionanddistribution-Functionalrequirements(進口壓力1．6MPa以上，流量200Nm3／h以上)；

EN12279Gassupplysystems-Gaspressureregulatinginstallationsonservicelines-Functionalrequirements(含進口壓力1．6MPa以下，流量200Nm3／h以下)；

EN334Gaspressureregulatorsforinletpressuresupto10MPa；

ANSl31．8Gastransmissionanddistributionpipingsystems；

ASMEⅷRulesforconstructionofpressurevessels：

DIN3380調壓器德國標準。

5.2．1．3國家標準

GB50028城鎮(zhèn)燃氣設計標準

GB16802城鎮(zhèn)燃氣調壓器(進口壓力1．6MPa以下)

5.2．2調壓站設計的通用準那么

在當?shù)丨h(huán)境中應保證調壓站的功能可以正常發(fā)揮；

調壓站設計時，站中的相關部件應便于操作和維護：

整站或站中不同的氣路應可以通過截斷閥門宋別離阻斷；

站中所有的供氣路，包括旁通備用路都應符合功能性的要求；

同時，在設計時應考慮到諸如安裝地基的沉陷，管路腐蝕等不利因素，并采取有效的措施預防之。

．3燃氣調壓站的構成通常一個完整的燃氣調壓站由以下三大局部構成：

進口管段：由調壓站上游的管路構成，氣體由此進入調壓站中；

主管段：由各功能性管路構成的，實現(xiàn)調壓計量功能的管路集成，通常包括氣體預處理功能段，調壓段和計量段幾個局部；

出口管段：由調壓站下游的管路構成，氣體由此流出調壓站。

如果對其進行細分的話，系統(tǒng)中可能由以下局部組成：

(1)主開關閥；

(2)上游絕緣接頭；

(3)上游主引出接頭；

(4)上游開關閥；

(5)過濾器；

(6)上游壓力表；

(7)切斷閥；

(8)換熱器；

(9)執(zhí)行監(jiān)控器；

(10)監(jiān)控器；

(11)壓力表(測中間壓力)；

(12)執(zhí)行(主)調壓器；

(13)一級調壓器：

(14)執(zhí)行(主)調壓器內裝切斷閥；

(15)執(zhí)行(主)調壓器內裝監(jiān)控器；

(16)下游主引出接頭；

(17)下游開關閥；

(18)排空裝置(可選)；

(19)下游主引出接頭；

(20)下游絕緣接頭。

5.2.3調壓站的平安性

燃氣調壓站——顧名思義，它的主要目的是將上游氣體通過減壓至下游管網(wǎng)(或設備)所需的壓力，使其滿足下游設備的正常工作，也是為了滿足正常的減壓功能，才會需要增加上面所提到的一些設備，以在各方面增加其在調壓時的平安性。那么，我們通常在哪些方面考慮呢?歸納一下，主要有以下幾個方面：

改變調壓方式；

增加氣體預處理系統(tǒng)；

加裝平安裝置(緊急迫斷閥、平安放散閥)；

設置燃氣調壓站監(jiān)控系統(tǒng)；

其它平安措施(對周圍環(huán)境的影響)；

5.2.3．1改變調壓方式

5.2.3．1．1加裝監(jiān)控器

監(jiān)控器是一應急調壓器，如因某種原因使調壓器出口壓力到達預定的監(jiān)控器介入壓力時，監(jiān)控器就會替代主調壓器進入工作狀態(tài)，而在正常供氣狀態(tài)時監(jiān)控器是全開的。

與調壓器配用的監(jiān)控器可以是一臺同型號或不同型號的調壓器。與主調壓路調壓器并聯(lián)安裝那么稱為并聯(lián)式監(jiān)控器(也就是備用調壓器)，而調壓器那么稱為主調壓器，如圖(并聯(lián)監(jiān)控)所示。圖1并聯(lián)監(jiān)控它安裝在調壓器之前稱為串聯(lián)式監(jiān)控器，而調壓器那么稱為主調壓器，如圖2所示。此時，監(jiān)控器也可直接安裝在主調壓器的閥體上，即兩臺調壓器共用一只閥體，而有各自的頭部、預調器與導閥，稱為內裝式監(jiān)控器。

圖2串聯(lián)監(jiān)控監(jiān)控器的工作原理與主調壓器相同，唯一不同點是：

◆串聯(lián)監(jiān)控時，其驅動壓力設定得略高于主調壓器的驅動壓力，調節(jié)監(jiān)控器導閥的設定彈簧就可做到這一點。所以正常狀態(tài)下監(jiān)控器處于全開狀態(tài)，而主調壓器在起調壓作用。如果主調壓器發(fā)生故障使出口壓力升高，監(jiān)控器就自動進入工作狀態(tài)，此時出口壓力將略高于原出口壓力。

◆并聯(lián)監(jiān)控時，其驅動壓力設定得略低于主調壓器的驅動壓力，調節(jié)監(jiān)控器導閥的設定彈簧就可做到這一點。所以正常狀態(tài)下監(jiān)控器處于全關狀態(tài)，而主調壓器在起調壓作用。如果主調壓器發(fā)生故障使出口壓力升高，監(jiān)控器就自動進入工作狀態(tài)，此時出口壓力將略高于原出口壓力。

5.2.3．1．2進行多級調壓供氣

在調壓器選用時，經常需兼顧多方面的因素，如調壓器的開啟度、馬赫數(shù)(調壓器出口法蘭流速)、噪聲等方面。一般當流量要求確定后，調壓器的開啟度就會與進、出口壓力差有關，馬赫數(shù)與出口壓力有關。故當進、出口壓力降很大時，建議采用多級調壓的供氣方式(圖3)，

圖3多級調壓供氣

以使所選用的調壓器始終處于最正確的工作位置(一般為最大開啟度的15％～80％左右)。

5.2.3．1．3進行多路并聯(lián)供氣

同樣在進行系統(tǒng)設計時，經常會碰到當流量較大時，往往即使選用最大的調壓器，仍不能滿足系統(tǒng)所需流量的要求；或者當下游用戶投產初期流量較小，假設直接選用較大調壓設備，初期調壓器的開啟度就會很小，使調壓器難以處于正常的開啟位置。此時，就需要考慮采用多路并聯(lián)的供氣模式，如圖4所示：圖4多路并聯(lián)供氣5.2.3．2增加氣體的預處理系統(tǒng)

為保證調壓設備的正常工作，通常需對氣體進行預處理。一般，對氣體的預處理局部可以分為燃氣的過濾與別離以及燃氣預熱兩大局部。

1、氣體的過濾與別離

在固體雜質或者液體有可能進入燃氣管路并影響正常的調壓、計量功能的時候(通常此類情況在實際工況中無法防止)需要在整個系統(tǒng)中設置固體或液體雜質的捕捉和收集裝置。在設計此類設備時應考慮最苛刻的使用工況，即流量最大，壓力最低的情況。

對于過濾器來說，應設置差異指示裝置，以便于了解過濾元件的污染程度。

過濾別離設備開啟部位的設計結構應能保證操作人員在開啟過程中沒有任何危險，對于集液器來說，設備上應有手動或自動的排放裝置，在必要的情況下還可加裝廢液收集裝置。

2、氣體的加熱

當燃氣減壓過程導致燃氣溫度降低到有可能影響系統(tǒng)中設備的正常運行時，需要對燃氣進行加熱。

但是在設置氣體加熱裝置的時候，需要注意加熱的方式和方法應符合相應防爆等級的要求。此外，作為直接加熱氣體的替代方法之一，可以在燃氣中注入抑制劑(甲醇)以降低氣體的露點。

5.2.3．3加裝平安裝置

壓力調節(jié)系統(tǒng)應保證下游壓力在設定范圍內，不超過允許值，在這里所說的下游系統(tǒng)應包括下一壓力邊界前的所有管線。然而在調壓系統(tǒng)失靈的情況下，平安裝置應自開工作防止下游壓力超過允許值(考慮設定誤差)。

對于不同壓力的燃氣調壓站應設置不同的平安裝置，但可歸納為非排放式和排放式兩大類，其中非排放式平安裝置有監(jiān)控器、超壓緊急迫斷閥和超壓截斷閥等；排放式平安裝置有直接作用式和間接作用式的平安放散閥等。在這里，以下幾個方面必須值得注意：

全流量放散閥只能用作第二平安裝置，且必須與非排放式的平安裝置一起使用，以保證排放到大氣中的燃氣越少越好；

平安裝置的選擇原那么應遵循在任何情況下，都不使壓力超過限定值的原那么；

監(jiān)控器的允許值與在調壓裝置控制下的臨時工作壓力有關，而其它平安裝置的允許值與系統(tǒng)在平安狀態(tài)下短時間的工作壓力有關；

決定平安裝置的設定值時應考慮系統(tǒng)的反響時間，以保證壓力值不超過系統(tǒng)在平安狀態(tài)下短時間的工作壓力。

然后，講一下壓力調節(jié)系統(tǒng)中平安裝置的選用，在這之前，需對以下術語符號進行解釋。

DP——設計壓力；

OP——工作壓力；

MOP——最大工作壓力，系統(tǒng)在正常工作狀態(tài)下可持續(xù)工作的壓力；

TOP——臨時工作壓力，系統(tǒng)在調壓裝置控制下的臨時工作壓力；

MIP——最大突發(fā)壓力，系統(tǒng)在平安狀態(tài)下短時間的工作壓力；

STP——強度測試壓力；

MOPu——最大上游工作壓力；

MOPd——最大下游工作壓力；

MIPd——最大下游事故壓力；

STPd——下游強度測試壓力。

其中壓力關系見表1。表1MOP、OP峰值、TOP和MIP的關系MOP(1)(bar)OP峰值≤TOP≤MIP≤MOP＞4016＜MOP≤405＜MOP≤162＜MOP≤50.1＜MOP≤2(2)(1)MOP≤DP，但以上公式只有在DP等于MOP時才成立。

(2)如果燃氣用具的氣密性在150mbar下測試，并且被直接安裝在用戶屋內管路上，最后一個調壓器的MIP值不應超過150mbar。

當不需要平安裝置時，對于由調壓器上游MOP≤100mbar的系統(tǒng)供氣的用戶屋內設備而言，調壓器下游的TOP和MIP值與下游壓力的MOP值無關。

注：

a．MOP小于DP，表1中的壓力關系應與DP相關。例如：DP等于0．1bar，MOP等于0．075bar時，TOP等于1．5×0．1bar，MIP等于2．5×0．1bar。

b．調壓系統(tǒng)應保證出口壓力不超出下游的允許范圍。設定的壓力值不應超過MOP。但OP由于調壓系統(tǒng)的動態(tài)特性可能超出設定值。調壓系統(tǒng)應使下游壓力不超過表1第二例中的數(shù)值。

c．無外能源的調壓器應符合EN334標準。不在EN334范圍內的設備可作為替代品用于調壓系統(tǒng)，只要其適應性已得到證實。

如何應用平安裝置：

在以下情況下，可以不使用平安裝置：

MOPu≤MIPd

MOPu≤100mbar

在以下情況下，可以只安裝一個平安裝置，第二個平安裝置是為增加平安性：

MOPU＞MIPd：

MOPu-MOPd＞STPd而MOPu＞MIPd。

5.2.3．4設置燃氣調壓站監(jiān)控系統(tǒng)

這個話題，我就不再展開，在后面蔡博士關于《城市燃氣管網(wǎng)輸配調度綜合信息平臺》將有詳細的闡述。

5.2.3．5減少對周圍環(huán)境的影響——基于環(huán)保的考慮

1、噪聲控制

燃氣在減壓過程中會產生噪聲，如果不加以控制的話，噪聲會通過管道或者系統(tǒng)中的設備發(fā)散出來并導致以下后果：

影響調壓站附近居民的生活；

對調壓站工作人員的聽力造成損傷：

導致設備故障。

設計中如何考慮噪聲的影響：

采用更大口徑的調壓器；

采用不同結構形式的調壓器；

調壓器加裝消音器；

管路中加裝消音器。

2、為減少污染物的影響，可采用集中放散和排污的方式

典型調壓設備的改良過程5.2.4．1最簡單的平安模式——調壓器和全流量放散閥的組合

圖5顯示了一套歐美國家上世紀六十年代常用的簡易減壓系統(tǒng)，它采用了一個調壓器和一個全流量放散閥，全流量放散閥可在調壓器出現(xiàn)故障時將整個系統(tǒng)中的氣體排入大氣中。

圖5調壓器和全流量放散閥的組合這種平安方式目前仍在美國及某些國家內普遍采用，但由于具有以下原因，我們不建議我們的用戶采用。

排入大氣的氣體會造成污染，產生溫室效應；

排入大氣的氣體碰到強風等惡劣氣候條件，假設排入人口密集的住宅就會造成事故；

從經濟方面考慮，天然氣是一種昂貴的能源，排入大氣的氣體造成了很大的浪費。

5.2.4．2最經濟的平安模式——調壓器、緊急迫斷閥和微流量放散閥的組合

圖6顯示了一套歐美國家上世紀七十年代常用的簡易減壓系統(tǒng)，它采用了一個調壓器、一個緊急迫斷閥和一個微流量放散閥。

圖6簡易減壓系統(tǒng)微流量放散閥是一種微量放散裝置(一般為最大流量的1％～5％)，所起的作用是將非故障引起的出口壓力升高的氣體排出，以防止緊急迫斷閥因誤動作而切斷導致該調壓路切斷。但當真正的故障發(fā)生時，超壓的氣體來不及放散，緊急迫斷閥就會按正常方法切斷。這種平安方式目前在我國普遍采用，但由于假設調壓器發(fā)生故障時必將引起緊急迫斷閥的關閉，故我們建議我們的用戶在選用該種平安方式時，為保證下游的正常供氣，必須采用兩條具有自動切換功能的調壓路。

5.2.4．3最平安的城市供氣模式——調壓器和兩套平安裝置的組合

1、調壓器、微流量放散閥+兩個緊急迫斷閥的平安模式(圖7)

圖7調壓器、微流量放散閥+兩個緊急迫斷閥的平安模式2、調壓器、微流量放散閥、監(jiān)控器+緊急迫斷閥的平安模式(圖8)

圖8調壓器、微流量放散閥、監(jiān)控器+緊急迫斷閥的平安模式3、調壓器、微流量放散閥、緊急迫斷閥+全流量放散閥的平安模式(圖9)

圖9調壓器、微流量放散閥、緊急迫斷閥+全流量放散閥的平安模式在我國的能源使用方面，最近幾年天然氣已日顯重要，國家能源委員會也已將天然氣列為未來的主要能源之一。這種燃料因清潔、方便、用途廣泛且費用低廉，使用量在不斷增加，無論是使用地區(qū)還是用戶數(shù)量均在不斷擴大，并已根本進入了使用能源的各個方面。對這種依靠管道輸送的能源，只有使天然氣從采集地送到最終用戶這一整套輸送系統(tǒng)具有絕對的可靠性，才能使最終用戶得到穩(wěn)定、持續(xù)的天然氣。

6儀表及自動監(jiān)控系統(tǒng)6.1設計依據(jù)的標準及設計原那么6.1.1設計中主要依據(jù)的標準《石油化工自動化儀表選型設計標準》SH3005-1999《石油化工企業(yè)可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計標準》SH3063-2023《石油化工控制室和自動分析器室設計標準》SH3006－1999《石油化工儀表供氣設計標準》SH3020-2001《石油化工儀表接地設計標準》SH/T3081-2003《儀表供電設計標準》HG/T20509-20006.設計原那么〔1〕自控儀表系統(tǒng)設計遵循在確保設備及人身平安的前提下，保證系統(tǒng)平安、可靠、先進、經濟性原那么?！?〕在滿足使用功能的前提下，盡量采用先進技術，集成化設計，到達國內目前先進水平?！?〕系統(tǒng)配置應滿足平安可靠、運行操作靈活和便于檢修、維護的要求。6.2設計范圍本站的自控儀表設計范圍包括：本站的站控系統(tǒng)設計，站內可燃氣體的泄漏檢測報警和火災檢測報警系統(tǒng)的設計以及儲罐液位超限和潛液泵壓力超限的緊急迫斷。各工藝設備上的自控設備由廠家成套帶，不在本次設計范圍內。6.3控制系統(tǒng)要求控制系統(tǒng)的主要功能是通過各種傳感器對現(xiàn)場工藝裝置、設備的正常運轉和對相關設備的運行參數(shù)進行監(jiān)控，并在設備發(fā)生故障時自動報警并記錄故障，方便維修人員進行故障診斷和故障分析。由于該工程工藝生產介質為易燃易爆物品，控制要求精確，過程參數(shù)的控制要求非常嚴格?；谶@一特點，決定采用目前比較先進可靠的可編程控制系統(tǒng)〔簡稱PLC〕對該生產的全過程進行集中監(jiān)視控制和管理。6.3.1控制系統(tǒng)主要功能控制系統(tǒng)采用可編程控制器〔PLC〕的監(jiān)控模式，對加氣站的各工藝參數(shù)及設備運行情況進行全方位的監(jiān)視和聯(lián)鎖控制，并對液位、溫度、壓力等工藝參數(shù)實現(xiàn)顯示、報警、控制、查詢、打印等功能。6.3.2控制點要求主要遠傳顯示參數(shù)如下：儲罐液位、壓力；潛液泵壓力；高壓柱塞泵出口壓力；高壓氣化器出口溫度；高壓氣瓶組壓力等參數(shù)。主要控制參數(shù)如下：潛液泵的啟?？刂?、高壓柱塞泵啟停控制、緊急迫斷閥的開停控制和可燃氣體泄漏報警顯示、及超限緊急迫斷等控制參數(shù)。6.4儀表選型6.4.1選型原那么在平安可靠的根底上，盡量采用先進的技術和設備，使整個場站的設計表達平安可靠、技術先進、經濟合理、符合環(huán)保的要求。系統(tǒng)應運行穩(wěn)定、功能強大、方便、靈活、易于擴展和維護。主要表達在以下幾個方面：〔1〕可靠性系統(tǒng)設計充分考慮高可靠性要求，選擇成熟、穩(wěn)定、可靠的硬件設備，保證系統(tǒng)長期、不間斷運行。并在通訊和重要節(jié)點采用冗余設備方案，確保整個系統(tǒng)的可靠運行。〔2〕先進性系統(tǒng)應結合計算機技術、通信技術、自動化控制技術，實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動采集、傳輸、處理、報警、控制、報表打印等功能，從而保證全站操作自動化。〔3〕平安性系統(tǒng)對用戶訪問權限進行設置；數(shù)據(jù)庫和應用軟件的訪問和修改權限設置限制；RTU設備進入防爆區(qū)域回路均采用隔爆設計等措施，確保系統(tǒng)的平安運行?！?〕經濟性系統(tǒng)充分考慮本站的應用需求和目前的自動化水平，結合工程特點及系統(tǒng)的實際情況，建立一套滿足應用需要，價格合理的自動化控制系統(tǒng)。6.4.2現(xiàn)場儀表●在防爆區(qū)域環(huán)境下的儀表選型為隔爆型或本安型，其防爆等級不低于ExdIICT6；●集中溫度測量選用一體化溫度變送器；●平安檢測分析儀表選用催化燃燒式可燃氣體探測器和三波長紅外火焰探測器；●緊急迫斷閥的執(zhí)行機構可通過開關量〔ON/OFF〕信號實現(xiàn)PLC遠程控制閥門位置全開或全關，并反響閥位開關信號，行程開關可送出常開，常閉接點一對〔DPDT型，干接點〕，接點容量220VAC，3A。6.5平安技術措施●PLC系統(tǒng)選用的控制站具有冗余容錯技術，電源單元和通訊總線等采用雙重化設置，使PLC系統(tǒng)具有很高的可靠性和平安性?！窀鶕?jù)生產裝置危險區(qū)