【導(dǎo)讀】德塢LNG、L-CNG加氣站工程可行性研究報(bào)告

　　

【正文】 施工規(guī)范》【 GB501562020（ 2020年版）】、《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（ GB501562020） 等 規(guī)范要求。站內(nèi)布置：站場總體規(guī)劃包括 LNG、 LCNG加氣站及綜合辦公生活區(qū) 。 站區(qū)與站外建（構(gòu)）筑物及其它設(shè)施的防火間距、站內(nèi)工藝設(shè)施與站內(nèi)建（構(gòu)）筑物及其它輔助設(shè)施的防火間距均參照 《 液化天然氣（ LNG）汽車加氣站技術(shù)規(guī)范》 (NB/T10012020)、《汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》【 GB501562020（ 2020 年版）】 等規(guī)范的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。 . 圍護(hù)設(shè)施 天然氣站場屬于易燃易爆性生產(chǎn)場所，為了站區(qū)的安全管理，應(yīng)作適當(dāng)封閉。為防止儲(chǔ)罐發(fā)生事故時(shí)影響范圍擴(kuò)大，根據(jù)規(guī)范要求，罐區(qū)四周設(shè)攔蓄池（圍堰），高 ，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)使用耐低溫防火涂料進(jìn)行保護(hù)。 . 排水及豎向設(shè)計(jì) 本項(xiàng)目擬建場地自然坡度較為 陡峭 。場地雨水通過設(shè)置在路邊的雨水溝收集雨水，匯總后排入市政管道或 公 路邊溝。圍堰內(nèi)設(shè)有集液池，集液池內(nèi)積水通過自流方式進(jìn)入排水系統(tǒng)。 德塢 LNG、 LCNG加氣站工程可行性研究報(bào)告 27 . 項(xiàng)目外部條件 . 供、排水條件 本項(xiàng)目擬選址附近有市政供水管網(wǎng)，站內(nèi)用水可由市政給水管網(wǎng)提供，站內(nèi)的生活污水和雨水由站內(nèi)污水管網(wǎng)和雨水管網(wǎng)分別排入市政污水管網(wǎng)和雨水管網(wǎng)。 . 供電條件 本項(xiàng)目供電可向建設(shè)項(xiàng)目選址所在地電力部門申請(qǐng)，工程由當(dāng)?shù)仉姌I(yè)局工程公司施工，將所需電源引入所建站內(nèi)。 . 交通條件 站場位于 德塢片區(qū)人民西路與西寧路交叉路口西北側(cè) ，遠(yuǎn)離城市繁華區(qū)和人員密集區(qū)域，車流量大、交通便利。 . 其它條件 站內(nèi)按規(guī)范設(shè)置 滅火器 及其它消防設(shè)施，滿足防火需求。 . 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 根 據(jù)場站總平面布置圖（推薦方案），德塢 LNG、 LCNG 加氣站工程的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)： 征地紅線面積： m2 站場用地面積： m2 站場建筑紅線面積： m2 總建筑面積： m2 德塢 LNG、 LCNG加氣站工程可行性研究報(bào)告 28 總建筑占地面積： m2 建筑密度： % 容積率： 綠化率： % 德塢 LNG、 LCNG加氣站工程可行性研究報(bào)告 29 5. 工藝流程及裝置 . 遵循規(guī)范標(biāo)準(zhǔn) 1） 《液化天然氣（ LNG）汽車加氣站技術(shù)規(guī)范》（ NB/T 10012020）； 2） 《汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》 【 GB 501562020（ 2020 年版）】； 3） 《工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程設(shè)計(jì)規(guī)范》 （ GB502641997）； 4） 《工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范》 【 GB503162020（ 2020 年版）】； 5） 《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程 工業(yè)管道》（ TSGD00012020）； 6） 《壓力管道規(guī)范 工業(yè)管道》 （ GB/T ～ ）； 7） 《流體輸送用不銹鋼無縫鋼管》 （ GB/T149762020）； 8） 《鋼制對(duì)焊無縫管件》 （ GB124592020）； 9） 《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》 （ TSGR00042020）； 10） 《特種設(shè)備安全檢察條例》 國務(wù)院【 2020】第 373 號(hào)。 . 加氣站技術(shù)參數(shù) . 設(shè)計(jì)規(guī)模 1） 根據(jù)對(duì) 六盤水市 加氣車輛（出租車、公交車、重型卡車及私家車）的調(diào)研，結(jié)合其他城市加氣車輛氣化率 及氣源情況，本工程近期考慮場站 LNG 加氣量為 104Nm3/d，其中 104Nm3/d，104Nm3/d。 2） LNG、 CNG 儲(chǔ)量 德塢 LNG、 LCNG加氣站工程可行性研究報(bào)告 30 本項(xiàng)目 LNG 的氣源由 華油天然氣廣安有限公司提供 ；結(jié)合本工程加氣量大的特點(diǎn)，考慮到汽車運(yùn)輸狀況，本工程場站內(nèi)擬建 LNG 儲(chǔ)罐（ 60m3/座） 2 座，儲(chǔ)氣量 約為 104Nm3。 CNG 儲(chǔ)氣瓶組 1 組， 儲(chǔ)氣容積為 9m3（單臺(tái)為 3 m3）， 儲(chǔ)氣量約為 104Nm3。 . 設(shè)計(jì)壓力 根據(jù) LNG 車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的工作壓力及氣源 LNG 拖車確定 LNG 加氣站的加氣系統(tǒng)工 作壓力及儲(chǔ)罐系統(tǒng)壓力，其中低溫 烴 泵后加氣系統(tǒng)工作壓力為 MPa，儲(chǔ)罐系統(tǒng)最大工作壓力為 MPa。因此，本工程 LNG加氣管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓力為 ，儲(chǔ)罐系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力為 。 CNG 系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力為 ，最高工作壓力為 25MPa。 . 設(shè)計(jì)溫度 LNG 系統(tǒng)采用液氮進(jìn)行置換和預(yù)冷，液氮的溫度為 196℃ ， LNG管路 系統(tǒng) 、 BOG 系統(tǒng)及 EAG 復(fù)熱器前系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)溫度確定為 196℃ 。EAG 復(fù)熱器后放空管路和氮?dú)庀到y(tǒng)為常溫。 . 工藝流程 LNG 加氣生產(chǎn)工藝共分為五個(gè)流程：卸車流程、調(diào)壓流程、 加液流程、 BOG 回收流程、卸壓流程。 LCNG 加氣生產(chǎn)工藝共分為六個(gè)流程：卸車流程、增壓流程、氣化流程、 CNG 加氣流程、 BOG 回收流程、卸壓流程。 德塢 LNG、 LCNG加氣站工程可行性研究報(bào)告 31 . LNG 加注工藝流程 1） 卸車 流程 把汽車槽車內(nèi)的 LNG 轉(zhuǎn)移至 LNG 加氣站儲(chǔ)罐內(nèi)。采用增壓器與潛液泵聯(lián)合的卸車流程。 LNG 槽車到站后，啟動(dòng)潛液泵，將槽車中的 LNG卸入站內(nèi)的低溫儲(chǔ)罐內(nèi)進(jìn)行儲(chǔ)存。當(dāng)出現(xiàn)停電情況時(shí)，也可利用泵橇上的空溫式增壓氣化器對(duì)槽車儲(chǔ)罐進(jìn)行升壓，使槽車與 LNG 儲(chǔ)罐之間形成一定的壓差后，開啟車、罐之間的卸液管道將槽車中的 LNG 卸入站內(nèi)的低溫儲(chǔ)罐內(nèi)。 2） 調(diào) 壓流程 LNG 儲(chǔ)罐 — 低溫?zé)N泵 — LNG 增壓汽化器 — LNG 儲(chǔ)罐 由于部分的車載瓶本身不帶增壓器，因此加注到車載瓶中的液體必須是經(jīng)調(diào)壓后的飽和液體。為此在給汽車加液之前首先對(duì)儲(chǔ)罐中的 LNG進(jìn)行調(diào)壓后方可給汽車加注。用 LNG 低溫泵將 LNG 貯罐中的部分 LNG輸送到增壓汽化器，使加熱后液體通過液相回氣管路返回 LNG 貯罐，直到罐內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定的工作壓力。本流程具備調(diào)壓的功能。 3） 加 液 流程 LNG 儲(chǔ)罐 — LNG 潛液泵 — 加 氣機(jī) — LNG 車載氣瓶。 儲(chǔ)罐中的飽和 LNG 通過潛液泵加壓、加 氣 機(jī)計(jì)量后通過加液槍給汽車加液，加液壓力 ≤。在給車輛加液時(shí)，先將加注、回氣管路通過專用的 LNG 加液、回氣接軟管與汽車上的 LNG 瓶進(jìn)液、回氣接口相連接，通過回氣口回收車載瓶中余氣以降低 LNG 貯罐內(nèi)的壓力。將低溫儲(chǔ)罐內(nèi)的 LNG 輸送到低溫潛液泵中，通過加液機(jī)來控制泵運(yùn)轉(zhuǎn)輸 德塢 LNG、 LCNG加氣站工程可行性研究報(bào)告 32 送的流量，同時(shí)用 LNG 流量計(jì)計(jì)量出輸送的液體，再在面板上顯示出加液量及價(jià)格。 4） BOG 回收 流程 LNG 儲(chǔ)罐 — BOG 加熱器 BOG 緩沖罐 — BOG 壓縮機(jī) — CNG儲(chǔ)氣瓶 LNG 低溫儲(chǔ)罐 — LNG 泵； LNG 潛液泵泵池預(yù)冷過程中， LNG 儲(chǔ)罐中 LNG 進(jìn)入 LNG 潛液泵泵池，部分 LNG 氣化，產(chǎn)生的 BOG 通過回氣管道返回 LNG 低溫儲(chǔ)罐，既可達(dá)到預(yù)冷潛液泵泵池的目的，又可回收BOG 氣體和對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)。 在給 LNG 儲(chǔ)罐調(diào)壓過程中，儲(chǔ)罐中的液體同時(shí)在不斷的蒸發(fā)和氣化，這部分氣化了的氣體如不及時(shí)排出，儲(chǔ)罐壓力會(huì)越來越大，設(shè)置 BOG 壓縮系統(tǒng)，全部充分回收 并 利用蒸發(fā)氣體。 LNG 車載氣瓶 — LNG 低溫儲(chǔ)罐 ； 給車輛加氣時(shí)，將回氣管路通過專用的回氣接頭與汽車上的 LNG 瓶回氣接口相連接，通過回氣管路將 LNG瓶中的余氣回收到 LNG 儲(chǔ)罐中，同時(shí)用流量計(jì)計(jì)量出回收的氣體量。 5） 泄壓流程 LNG 儲(chǔ)罐、低溫管路 —— 安全閥（泄壓） LNG 貯罐內(nèi)氣相壓力、管道內(nèi)氣相壓力因操作管理等各種原因，如高于安全閥設(shè)定壓力，安全閥自動(dòng)泄壓。 . LCNG 加氣工藝流程 1） 卸車 流程 把汽車槽車內(nèi)的 LNG 轉(zhuǎn)移至 LNG 加氣站儲(chǔ)罐內(nèi)。采用增壓器與潛 德塢 LNG、 LCNG加氣站工程可行性研究報(bào)告 33 液泵聯(lián)合的卸車流程。 LNG 槽車到站后，啟動(dòng)潛液泵，將槽車中的 LNG卸入站內(nèi)的低溫儲(chǔ)罐內(nèi)進(jìn)行儲(chǔ)存。當(dāng)出現(xiàn)停電情況時(shí)，也可利用泵橇上的空溫式增壓氣化器對(duì)槽車儲(chǔ)罐進(jìn)行升壓，使槽車與 LNG 儲(chǔ)罐之間形成一定的壓差后，開啟車、罐之間的卸液管道將槽車中的 LNG 卸入站內(nèi)的低溫儲(chǔ)罐內(nèi)。 2） 增壓流程 LNG 儲(chǔ)罐 — LNG 柱塞泵 — LNG 高壓空 溫汽化器 采用 LNG 低溫高壓柱塞泵直接增壓。 3） 氣化 流程 LNG 儲(chǔ)罐 — LNG 柱塞泵 — LNG 高壓空溫汽化器 — (LNG 水浴復(fù)熱高壓器 (冬季使用 ))— 順序 控制 盤 — CNG 儲(chǔ)氣瓶 從 LNG 儲(chǔ)罐出來的 LNG 經(jīng)過低溫高壓泵增壓到 20～ 25MPa 后進(jìn)入到高壓空溫式汽化器，汽化器通過對(duì) LNG 的加溫汽化，使低溫的 LNG汽化成常溫的 CNG 并且儲(chǔ)存到現(xiàn)場的 CNG 存儲(chǔ)裝置中去。汽化器的設(shè)計(jì)和選型是根據(jù) LNG 的特性，當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和 LCNG 站加氣負(fù)荷計(jì)算來確，確保足夠的汽化率保證汽化后的 CNG 不帶入潛熱進(jìn)入 CNG 儲(chǔ)氣瓶。 4） CNG 加氣流 程 CNG 售 氣機(jī) 利用三線雙槍 售 氣機(jī)，通過從 CNG 儲(chǔ)氣瓶組取氣，給CNG 車輛進(jìn)行加氣。 5） BOG 回收流程 LNG 儲(chǔ)罐 — BOG 加熱器 BOG 緩沖罐 — BOG 壓縮機(jī) — CNG儲(chǔ)氣瓶 德塢 LNG、 LCNG加氣站工程可行性研究報(bào)告 34 LCNG 加氣站工藝系統(tǒng)（儲(chǔ)罐、設(shè)備、管道、卸車、增壓、余氣回收裝置）所產(chǎn)生的 BOG 氣體通過專用 BOG 加熱器升溫、壓縮后進(jìn)入 CNG輸氣總管進(jìn)行統(tǒng)一控制調(diào)配。 . 裝置布置 裝置布置的原則是按照工藝流程的順序布置設(shè)備，盡量縮短管線，方便操作維修，且方便加注的大型車輛進(jìn)出。 場站工藝裝置中 LNG 儲(chǔ) 罐 、 LNG 加液泵撬、 LCNG 低溫高壓泵撬布置在圍堰 內(nèi)， CNG 儲(chǔ)氣瓶 、 BOG 加熱器撬、順序控制盤 等設(shè)備布置在工藝裝置區(qū)， LNG 加 氣 機(jī) 、 CNG 加氣機(jī) 布置在加氣棚區(qū)。 . 設(shè)備選型 根據(jù)本場站氣源狀況及加氣規(guī)模，主要工藝設(shè)備設(shè)置如下： 2 臺(tái)60m3 LNG 儲(chǔ)罐 （預(yù)留 1 臺(tái)） 、 1 組儲(chǔ)氣瓶組 、 1 臺(tái) BOG 加熱器 撬 、 1臺(tái) LNG 加液 泵撬 、 1 臺(tái) LCNG 高壓泵撬 、 1 臺(tái)順序控制盤、 3 臺(tái) LNG單槍 加氣機(jī)、 3 臺(tái) CNG 售 氣機(jī) 。 . LNG 儲(chǔ)罐 LNG 儲(chǔ)罐按圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱方式分類，大致有以下 2 種： 1）真空粉末隔熱 常用的單罐公稱容積為 60 m3 以下的圓筒形雙金屬 LNG 儲(chǔ)罐通常采用這種絕熱方式。在 LNG 儲(chǔ)罐內(nèi)外罐之間的夾層中填充粉末 (珠光砂 )，然后將該夾層抽成高真空。通常用蒸發(fā)率來衡量儲(chǔ)罐的絕熱性能。目前國產(chǎn) LNG 儲(chǔ)罐的日靜態(tài)蒸發(fā)率體積分?jǐn)?shù) ≤ ％。真空粉末絕熱儲(chǔ) 德塢 LNG、 LCNG加氣站工程可行性研究報(bào)告 35 罐由于其生產(chǎn)技術(shù)與液氧、液氮等儲(chǔ)罐基本一樣，因而目前國內(nèi)生產(chǎn)廠家的制造技術(shù)也很成熟，由于其運(yùn)行維護(hù)相對(duì)方便、靈活，目前 LNG加氣站使用較多。 2）高真空多層隔熱 多用于 LNG 槽車和罐式集裝箱車，采用高真空多層纏繞絕熱。應(yīng)用高真空多層絕熱技術(shù)的關(guān)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(chǔ)罐的絕熱材料一般有 20 層到 50 層不等，多層材料在內(nèi)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(jī)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(jī)器對(duì)內(nèi)容器進(jìn)行旋轉(zhuǎn)纏繞 ， 其缺點(diǎn)是不同類型的容器需要不同的纏繞設(shè)備，尤其是大型容器旋轉(zhuǎn)纏繞費(fèi)時(shí)費(fèi)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(nèi)容器的需要裁減成合適的尺寸固定包扎在容器外。 根據(jù)本站的 LNG 用氣量需求特點(diǎn)，本工程選用真空粉末隔熱 LNG儲(chǔ)罐；該儲(chǔ)罐生產(chǎn)制作技術(shù)成熟，安裝簡單，運(yùn)行維護(hù)方便，適合類似本 站性質(zhì)的 LNG 加氣站。 根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力，并考慮其經(jīng)濟(jì)性，選用 CFW60/ 型 臥式儲(chǔ)罐。其設(shè)計(jì)壓力為 / MPa（內(nèi)筒 /外筒），具體設(shè)計(jì)參數(shù)如下： 表 儲(chǔ)罐技術(shù)特性表 指標(biāo) 項(xiàng)目 內(nèi)罐 外罐 工作壓力 MPa（ G） 設(shè)計(jì)壓力 MPa 德塢 LNG、 LCNG加氣站工程可行性研究報(bào)告 36 指標(biāo) 項(xiàng)目 內(nèi)罐 外罐 工作溫度 ℃ 162 環(huán)境溫度 設(shè)計(jì)溫度 ℃ 196 0 介質(zhì) LNG 膨脹珍珠巖 腐蝕裕度