【文章內(nèi)容簡介】 合10畝2拖車停放區(qū)m28003儲存區(qū)m22300供應(yīng)區(qū)m2850站房m29004硬化m211005綠化m2650 產(chǎn)品方案年供應(yīng)CNG量2528萬m3／年；年供應(yīng)LNG量5000噸／年；年供應(yīng)甲醇燃料240噸／年。第五章 工藝技術(shù)方案 工藝技術(shù)方案選擇 CNG加氣站工藝技術(shù)及流程壓縮天然氣加氣站技術(shù)是由引進技術(shù)發(fā)展而來，國外己有60多年的歷史，我國引進該項技術(shù)并加以改進、推廣也有20幾年的經(jīng)驗。在我國已建成加氣子、母站近200座。多年的實踐、推廣、消化吸收，己使該項技術(shù)在我國的應(yīng)用日臻完善。而壓縮天然氣加氣站技術(shù)中的油水分離、低壓計量、調(diào)壓、深度脫水、壓縮、高壓計量、高壓儲氣卸氣調(diào)壓等技術(shù)，早己在許多領(lǐng)域得到廣泛的成功應(yīng)用。目前我國CNG加氣站主要建設(shè)標準固定加氣站和母子加氣站。①標準加氣站。日產(chǎn)CNG 8000～10000m3，每日可供汽車加氣(50m3/輛)100～200輛，每輛車加氣時間8～lOmin，計量售氣機準確度177。5%，天然氣硫含量≤20mg/m3，凈化后天然氣水露點40℃。全站采用微機操作，自動控制系統(tǒng)，無人職守，高壓計量自動化等先進技術(shù)。標準站的面積約65m50m=3250m2。②母子加氣站。母子加氣站是在尚未鋪設(shè)管道的地區(qū)，利用公路運輸將CNG運到使用現(xiàn)場的加氣設(shè)備中，并對天然氣汽車加氣，投資少，靈活方便。一套母子站系統(tǒng)約有三個部分組成。即一是母站，用以供應(yīng)壓縮天然氣，設(shè)有l(wèi)臺以上的壓縮機和運轉(zhuǎn)車停放場地，無現(xiàn)場儲氣庫，壓縮機可直接為運轉(zhuǎn)車瓶組加滿壓縮天然氣，二為運轉(zhuǎn)車，常采用拖車運載許多氣瓶的方式，一般氣瓶都是永久固定在車上的，運轉(zhuǎn)車在母站加氣后再將CNG送往各個子站。三是子站，用來存放氣體并隨時為天然氣汽車加氣，它可設(shè)有壓縮機及其輔助設(shè)備、調(diào)節(jié)閥、現(xiàn)場儲氣庫、分配器、售氣機等，除此應(yīng)設(shè)有運轉(zhuǎn)車停放場地和慢加氣裝置等。子母站的建設(shè)規(guī)模可以根據(jù)每天供天然氣汽車的加氣數(shù)量決定，氣瓶的轉(zhuǎn)運車數(shù)量也是據(jù)CNG的耗量多少而定。CNG加氣子站的工作原理如下： CNG轉(zhuǎn)運車在母站充氣后（壓力為20MPa，可充近4000 Nm3天然氣）運至加氣子站，天然氣通過接氣柱后分為兩路，一路通過調(diào)壓器、緩沖罐進入壓縮機，可對站用儲氣瓶組充氣至25MPa，另一路到優(yōu)先/順序控制盤，可直接給CNG汽車加氣。當車輛充氣時，因被充裝車輛氣瓶壓力較低，與轉(zhuǎn)運車內(nèi)氣體壓差較大，優(yōu)先/順序控制盤將首先從轉(zhuǎn)運車內(nèi)取氣，通過加氣機直接給汽車加氣；當其壓力差低于設(shè)定值時，優(yōu)先/順序控制盤根據(jù)加氣需要從站用儲氣瓶組內(nèi)取氣，通過加氣機為汽車補氣、補壓（壓力不足時自動倒瓶）。當車輛儲氣瓶壓力達到20MPa時自動停止加氣。整個運行過程全部是在可編程邏輯控制器的指令下，通過優(yōu)先/順序控制盤的氣動閥門開啟或關(guān)閉自動完成。向CNG汽車加氣子站拖車來氣卸氣柱儲氣系統(tǒng)加氣機壓縮機控制盤≥CNG加氣子站流程簡圖工藝流程說明加氣子站運行原理子站車的壓力為25MPa，與卸氣柱連接后，其中的高壓氣體可通過旁路管線給加氣機和地面儲氣瓶組直接充氣。CNG將同時直接流向地面儲氣瓶組的兩級氣瓶，直到壓力達到平衡為止。如果有加氣需求，子站車將作為低壓儲氣瓶首先給三線加氣機的低壓管充氣；如果加氣機處一直有加氣的需求，則地面儲氣瓶組的中壓、高壓兩級氣瓶將依次給三線加氣機的中壓和高壓管充氣，直到加氣機加氣結(jié)束。，停止從子站車取氣，用滿的子站車更換用空的子站車。如果地面儲氣瓶組的壓力不能滿足加氣機的需求，此時智能化的優(yōu)先控制系統(tǒng)將給PLC一個信號，啟動壓縮機撬塊，給地面儲氣瓶組補氣到25MPa。加壓的順序首先是高壓氣瓶，然后是中壓氣瓶。當儲氣瓶組充滿時，壓縮機停機。CNG加氣子站的智能控制系統(tǒng)利用預(yù)設(shè)的優(yōu)先控制程序，動態(tài)地控制整個加氣站的加氣過程，將CNG通過加氣機直接給汽車加氣，或者供給地面儲氣瓶組。加氣機一般按子站車——中壓儲氣瓶——高壓儲氣瓶——壓縮機的順序取氣。在緊急情況下，優(yōu)先控制盤內(nèi)的電磁閥將切斷子站拖車、壓縮機和儲氣罐的CNG供應(yīng)。本項目加氣系統(tǒng)采用撬裝式壓縮機系統(tǒng)實現(xiàn)對氣體的壓縮，通過優(yōu)先控制盤來對氣體進行管理。進入撬裝式壓縮機系統(tǒng)的氣體，首先經(jīng)過計量、過濾和調(diào)壓；然后經(jīng)兩級增壓，壓力達到25MPa。壓縮機系統(tǒng)的PLC（可編程序控制器）對整個系統(tǒng)進行信號采集、故障診斷、故障顯示、優(yōu)先順序控制、順序啟動/停機等全過程管理，可以實現(xiàn)無人值守全自動工作方式。工藝方案特點A. 進站安全切斷系統(tǒng)：卸氣柱后天然氣管道上設(shè)置緊急切斷閥，在切斷閥后設(shè)有高效過濾器。B. 調(diào)壓系統(tǒng)：子站車上天然氣的壓力隨時間變化逐漸降低，子站車壓力高于10MPa時，壓縮機第一級循環(huán)，第二級進行壓縮；子站車壓力低于10MPa時，壓縮機兩級工作；子站車壓力低于3MPa時，壓縮機停止工作。這時要求更換子站車。C. 全站安全監(jiān)控系統(tǒng)：站內(nèi)需設(shè)置可燃氣體報警器，監(jiān)測壓縮機房等處的泄漏天然氣濃度，同時可燃氣體報警器與壓縮機控制柜聯(lián)鎖，可自動切斷壓縮機進氣。D. 自動化控制系統(tǒng)：站用壓縮機裝置實行高度自動化的控制管理，以可編程控制器PLC為核心，采用大量的溫度及壓力傳感器實現(xiàn)設(shè)備的自動監(jiān)控。各級壓力超壓保護，油、水壓低壓報警和過載保護，故障顯示。E. 高壓管道及設(shè)備的安全泄放：　壓縮機系統(tǒng)各級安全泄壓天然氣在壓縮機房外集中泄放。 LNG加氣站工藝技術(shù)及流程LNG加氣站的工藝主要包括3部分流程：卸車流程、儲罐調(diào)壓流程、加氣流程。（1）卸車流程LNG的卸車工藝是將集裝箱或槽車內(nèi)的LNG轉(zhuǎn)移至LNG儲罐內(nèi)的操作，LNG的卸車流程主要有兩種方式可供選擇：潛液泵卸車方式、自增壓卸車方式。①潛液泵卸車方式 該方式是通過系統(tǒng)中的潛液泵將LNG從槽車轉(zhuǎn)移到LNG儲罐中，目前用于LNG加氣站的潛液泵主要是美國某公司生產(chǎn)的TC34型潛液泵，該泵最大流量為340 L／rain，最大揚程為488 m，LNG卸車的工藝流程見圖1。潛液泵卸車方式是LNG液體經(jīng)LNG槽車卸液口進入潛液泵，潛液泵將LNG增壓后充入LNG儲罐。LNG槽車氣相口與儲罐的氣相管連通，LNG儲罐中的BOG氣體通過氣相管充入LNG槽車，一方面解決LNG槽車因液體減少造成的氣相壓力降低，另一方面解決LNG儲罐因液體增多造成的氣相壓力升高，整個卸車過程不需要對儲罐泄壓，可以直接進行卸車操作。該方式的優(yōu)點是速度快，時間短，自動化程度高，無需對站內(nèi)儲罐泄壓，不消耗LNG液體；缺點是工藝流程復(fù)雜，管道連接繁瑣，需要消耗電能。②自增壓卸車方式LNG液體通過LNG槽車增壓口進入增壓氣化器，氣化后返回LNG槽車，提高LNG槽車的氣相壓力。 MPa后，LNG液體經(jīng)過LNG槽車的卸液口充人到LNG儲罐。自增壓卸車的動力源是LNG槽車與LNG儲罐之間的壓力差， MPa， MPa。如果自增壓卸車與潛液泵卸車采用相同內(nèi)徑的管道，自增壓卸車方式的流速要低于潛液泵卸車方式，卸車時間長。隨著LNG槽車內(nèi)液體的減少，要不斷對LNG槽車氣相空間進行增壓，如果卸車時儲罐氣相空間壓力較高，還需要對儲罐進行泄壓，以增大LNG槽車與LNG儲罐之間的壓力差。給LNG槽車增壓需要消耗一定量的LNG液體。自增壓卸車方式與潛液泵卸車方式相比，優(yōu)點是流程簡單，管道連接簡單，無能耗；缺點是自動化程度低，放散氣體多，隨著LNG儲罐內(nèi)液體不斷增多需要不斷泄壓，以保持足夠的壓力差。在站房式的LNG加氣站中兩種方式可以任選其一，也可以同時采用，一般由于空間足夠建議同時選擇兩種方式。對于橇裝式LNG加氣站，由于空間的限制、電力系統(tǒng)的配置限制，建議選擇自增壓卸車方式，可以簡化管道，降低成本，節(jié)省空間，便于設(shè)備整體成橇。（2）儲罐調(diào)壓流程儲罐調(diào)壓流程是給LNG汽車加氣前需要調(diào)整儲罐內(nèi)LNG的飽和蒸氣壓的操作，該操作流程有潛液泵調(diào)壓流程兩種。①潛液泵調(diào)壓流程LNG液體經(jīng)LNG儲罐的出液口進入潛液泵，由潛液泵增壓以后進入增壓氣化器氣化，氣化后的天然氣經(jīng)LNG儲罐的氣相管返回到LNG儲罐的氣相空間，為LNG儲罐調(diào)壓。采用潛液泵為儲罐調(diào)壓時，增壓氣化器的入口壓力為潛液泵的出口壓力，美國某公司的TC34型潛液泵的最大出口壓力為， MPa，增壓氣化器的出口壓力為儲罐氣相壓力， MPa。增壓氣化器的人口壓力遠高于其出口壓力，所以使用潛液泵調(diào)壓速度快、調(diào)壓時間短、壓力高。②自增壓調(diào)壓流程 LNG液體由LNG儲罐的出液口直接進入增壓氣化器氣化，氣化后的氣體經(jīng)LNG儲罐的氣相管返回LNG儲罐的氣相空間，為LNG儲罐調(diào)壓。采用這種調(diào)壓方式時，增壓氣化器的入口壓力為LNG儲罐未調(diào)壓前的氣相壓力與罐內(nèi)液體所產(chǎn)生的液柱靜壓力(容積為30 MPa)之和，出口壓力為LNG儲罐的氣相壓力()，所以自增壓調(diào)壓流程調(diào)壓速度慢、壓力低。（3）加氣流程 在加氣流程中由于潛液泵的加氣速度快、壓力高、充裝時間短，成為LNG加氣站加氣流程的首選方式。 甲醇燃料工藝技術(shù)及流程車用甲醇汽油燃料的生產(chǎn)工藝簡單，無須加熱，主要是將汽油、甲醇、助溶劑（添加劑）按比例在調(diào)配罐快速混合而成，全過程都在密閉設(shè)備和管輸中有序進行，經(jīng)過活化調(diào)理分析合格后即為成品。生產(chǎn)過程及儲運過程中不產(chǎn)生有害氣體、液體等廢物。生產(chǎn)流程見下圖： 甲醇燃料汽油生產(chǎn)流程 自動控制技術(shù)方案1．嚴格執(zhí)行國家和行業(yè)有關(guān)方針、政策、規(guī)范和規(guī)定。2．因地制宜，采用國內(nèi)、國外成熟可靠的技術(shù)。3．在滿足工藝和生產(chǎn)管理需要的前提下，盡量簡化數(shù)據(jù)采集點和控制回路。4．根據(jù)情況，選擇可靠性高，環(huán)境適應(yīng)能力強的儀表。 加氣子站控制系統(tǒng)構(gòu)成由于整個加氣站工藝流程簡單，儀表檢測點數(shù)量比較少，沒有調(diào)節(jié)回路的組成，并且CNG壓縮機自帶PLC控制系統(tǒng)，根據(jù)控制系統(tǒng)的不同方案，選用PLC控制顯示設(shè)備。其中加氣島上的設(shè)備及計算機、打印機等設(shè)備由廠商成套供貨。 設(shè)計內(nèi)容本項目自控技術(shù)方案主要為加氣站控制系統(tǒng)。因此本工程檢測儀表、控制儀表、關(guān)斷系統(tǒng)主要包括：1．加氣站出站流量檢測2．加氣站進站氣源緊急切斷3．加氣站進站流量檢測4．加氣站進站溫度、壓力檢測5．壓縮機進口、出口壓力檢測6．儲氣瓶出口壓力檢測7．加氣槍入口流量檢測8．可燃氣體泄漏檢測9．火災(zāi)探測與報警 現(xiàn)場儀表選型1．配套設(shè)施 （1）天然氣壓縮機聯(lián)鎖保護系統(tǒng)；（2）加氣壓力順序控制系統(tǒng)；（3）加氣壓力安全限壓系統(tǒng)；（4）進站天然氣、貯氣瓶組天然氣出口緊急切斷系統(tǒng)；（5）可燃氣體濃度報警系統(tǒng)；在本站內(nèi)的加氣區(qū)、壓縮機區(qū)、變配電室、控制室等危險場設(shè)置天然氣檢漏報警探頭。當可燃氣體濃度達到爆炸下限的20%時，即自動報警。報警裝置集中設(shè)置值班室。檢漏報警裝置的安裝和使用符合《爆炸性環(huán)境用電氣設(shè)備》(GB3836)的有關(guān)規(guī)定?？扇細怏w檢測器和指示報警儀的技術(shù)性能，符合《作業(yè)環(huán)境氣體檢測報警儀通用技術(shù)要求》的有關(guān)規(guī)定。（6）有關(guān)壓力、溫度、流量的檢測系統(tǒng)；2．儀表選型現(xiàn)場就地儀表選用性能優(yōu)良、質(zhì)量可靠的產(chǎn)品。壓力選用智能壓力變送器，溫度選用一體化智能溫度變送器。在滿足工藝要求的前提下，力求儀表品種統(tǒng)一，減少備品備件品種，為儀表的維護提供方便。所有儀表均為隔爆型，防護等級不低于IP65。 自控系統(tǒng)方案1．優(yōu)先順序控制系統(tǒng)本套設(shè)備的優(yōu)先順序控制系統(tǒng)是安裝在壓縮機撬體上，采用一進三出自動控制，自動實現(xiàn)優(yōu)先向儲氣瓶組充氣。儲氣系統(tǒng)通常設(shè)計具有三種不同壓力儲氣瓶組，分別稱為高壓級、中壓級和低壓級儲氣瓶。首先啟動壓縮機為高壓儲氣瓶充氣，當達到設(shè)定壓力()后，停止對高壓組充氣，并自動切換到中壓儲氣瓶充氣；當達到中壓組設(shè)定壓力()后，停止對中壓組充氣并自動切換到低壓儲氣瓶充氣；當達到低壓組設(shè)定壓力()后，再對三組儲氣瓶同時充氣至25MPa。這種充氣方法使得每一組儲氣瓶內(nèi)的氣體都能得到冷卻，從而使儲氣瓶能達到最高壓力。對儲氣瓶組充氣完成后，壓縮機自動停機。另外，當加氣站為汽車加氣時，儲氣瓶中的氣體壓力會降低，給汽車加氣時先用低壓組，其次設(shè)有中壓組和高壓組。高壓、中壓、低壓組均設(shè)有最低壓力值(、)，當高壓組壓力降至設(shè)定的最低值時壓縮機自動啟動通過高壓組直接給汽車加氣，加氣完成后，壓縮機將自動對各級儲氣瓶按優(yōu)先順序進行充氣。2．電控系統(tǒng)加氣站采用PLC自動控制系統(tǒng)，位于中控室，每個壓縮機撬塊中設(shè)一套PLC控制系統(tǒng)。PLC可以集中控制壓縮機所有功能，并可同時控制電機、冷卻系統(tǒng)、回收系統(tǒng)、優(yōu)先順序控制系統(tǒng)的所有操作，保證壓縮機能安全運行。3．加氣機長空牌系列加氣機專門用于加注壓縮天然氣CNG。由下列部件組成，并具有如下功能：（1）壓力系統(tǒng)：過濾器、電機驅(qū)動的氣壓球閥、帶有電子界面的流量計、三通閥、加氣軟管、通用減壓閥等；（2）安全裝置：控制內(nèi)部壓力以防超壓；（3）電腦頭：可顯示加氣量、單價、金額等數(shù)據(jù)；電腦頭配備一個自診斷系統(tǒng)及阻塞裝置；（4）指示燈：指示加氣機狀態(tài)；（5）流量范圍：120m3/h～1200m3/h。 主要設(shè)備的選擇 CNG加氣站主要工藝設(shè)備選擇CNG站主要設(shè)備為：CNG壓縮機撬塊、脫水設(shè)備、地面儲氣瓶組、加氣接頭、加氣機、調(diào)壓計量、站內(nèi)連接工藝管線、閥門等。1．CNG站撬裝壓縮機系統(tǒng)（1）壓縮機的結(jié)構(gòu)特點本項目壓縮機系統(tǒng)采用托格（上海）(30200)250型，(30～200)250型CNG加氣子站壓縮機是加氣子站專用機型，符合JB/T102982001《汽車加氣站用天然氣壓縮機》標準。整機采用撬裝，主、輔機安裝在同一撬塊上，安全性高。撬上裝有防爆PLC軟啟動控制柜，自成體系，減少現(xiàn)場電氣接線。▲壓縮機結(jié)構(gòu)形式：立式，單列、兩級壓縮。該機具有耗能少、噪音低、啟動轉(zhuǎn)矩小、振動小、全天候高可靠性、自動化程度高、操作維護方便等