【導讀】3、工藝流程及裝置.........

　　

【正文】 CNG加氣站可行性研究報告 內蒙古華油天然氣有限責任公司 19 氣源及市場分析 氣源 內蒙古 華油天然氣有限 責任 公司憑借著 西北 得天獨厚的天然氣資源優(yōu)勢，投產后將充分保證本項目 LNG 的長期供應。 市場分析 我國 LNG 的發(fā)展道路 目前國家正在制訂天然氣產業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃，加快天然氣勘探、開 發(fā)和利用。 隨著基礎產業(yè)改革力度的加大，我國燃氣市場壟斷局面逐步被打破，燃氣行業(yè)發(fā)生了巨大的變革，迎來了嶄新的發(fā)展生機。國外資本、民營企業(yè)、個人資金紛紛涌入基礎設施產業(yè)，不斷涉足燃氣設施基本建設，促進了我國 LNG 產業(yè)的發(fā)展壯大，為 LNG 加注站提供了可靠的氣源保證。 從 20xx 至 2020 年，天然氣基礎設施需 2200 多億元人民幣，主要用于： （ 1）建設 5萬公里的天然氣管線。 （ 2）建成千萬噸規(guī)模的液化天然氣 接收站，形成年進口 5000 萬噸（近 700億 m3）規(guī)模的接收設施。使我國天然氣消費在一次能源消費結構中的比例從現(xiàn)在的 %提高到 12%。 （ 3）建造 30多艘大型 LNG運輸船，形成百萬噸規(guī)模的液化天然氣運輸能力。 國家將加快天然氣管網建設，形成國產氣管線、進口天然氣管線和沿海管道互相連通的管網，國產氣、進口氣和 LNG 互相銜接，實現(xiàn)全國區(qū)域性乃至全國的天然氣聯(lián)網供應。 LNG 的廣泛用途 （ 1）用作城市管網供氣的調峰氣源和事故備用氣源 （ 2）用作大中城市管道供氣的主氣源 （ 3）用作 LNG 小區(qū)氣化的氣 源 ○ 撬裝氣化站 適用于小城鎮(zhèn)居民及商業(yè)用戶供氣以及中、小型工業(yè)用戶集中供氣。 ○ 瓶組氣化站 內蒙古華油天然氣有限責任公司烏蘭察布 LCNG加氣站可行性研究報告 內蒙古華油天然氣有限責任公司 20 適用于小區(qū)居民及小型商業(yè)用戶供氣，小型工業(yè)用戶集中供氣。 （ 4）用作汽車加氣的燃料 隨著我國國民經濟的高速發(fā)展和人民生活水平提高，城市環(huán)境污染的治理已經變成人們關注的重要問題。在城市環(huán)境污染的諸多因素中，汽車尾氣的排放已經成為城市環(huán)境污染的一個主要方面，盡快遏制這種城市大氣污染日趨惡化的勢頭已刻不容緩。 1999 年 4 月，在國務院的高度重視 與支持下，由科技部、國家環(huán)?？偩?、國家計委、經貿委等十三個部門開始實施“空氣凈化工程 清潔汽車行動”，啟動了代用燃料汽車的研究開發(fā)和推廣應用。同時，國家“ 863”計劃啟動了包括 LNG/LCNG 汽車加注站專用設備的研究開發(fā)及產業(yè)化、單一燃料 LNG 公交車示范運行的天然氣汽車項目。 液化天然氣（ LNG)的特點 （ 1）液化后體積大幅減小，可用專用車輛、輪船進行運輸，方便、快捷、可靠，經濟適用； （ 2）儲存效率高，占地少，適應性強； （ 3）可用于城市燃氣負荷的調節(jié)，氣化過程釋放出的冷量可以廣泛用于冷藏、 冷凍等用途； （ 4）可以作為優(yōu)質的車用燃料，與傳統(tǒng)的燃油相比，具有抗爆性好、燃燒完全、排氣無污染、發(fā)動機壽命長、成本低等優(yōu)點； （ 5）安全性高。天然氣的燃點在 650℃左右，比汽油高 230℃左右，氣態(tài)時密度小于空氣密度，即使稍有泄露也可以自行揮發(fā)飛散，不易引起事故； （ 6）利用天然氣，減少城市污染，屬于國家重點扶持的朝陽產業(yè)。 車用燃料現(xiàn)狀 現(xiàn)國內重卡及公交主要以柴油為主要燃料。經過理論計算和我公司 20xx、20xx 年在烏海、錫盟等地實際運行證明： LNG 比汽 /柴油便宜 30~40%。 目前 0號柴油的 價格為 元 /L， 35 號柴油 元 /升（ 20xx 年 2月價），LNG 天然氣價格為 元 / m3。重型汽車每輛車按年運行 20 萬公里，每百公里耗油量約 45升，消耗天然氣約 55 m3 計算，則重型車一年燃油費為 66 萬元（ 0）、75萬元（ 35），燃氣費 萬元；油改氣后每輛重型汽車一年可節(jié)省燃料費分別為 萬元和 萬元，占總燃料費的 30 %和 %。重型車改裝為 LNG內蒙古華油天然氣有限責任公司烏蘭察布 LCNG加氣站可行性研究報告 內蒙古華油天然氣有限責任公司 21 汽車改裝費用為 8 萬元，按此測算，半年節(jié)省的費用就可收回改裝成本。 烏蘭察布 建設 LCNG 加氣站市場分析 市場依托 在烏蘭察布市中心城區(qū)考慮天然氣汽車的供氣對象為公交車、出租車、環(huán)衛(wèi)車。 汽車用氣量指標與汽車種類、車型和單位時間運營里程、累積運營時間有關。根據中心城區(qū)的實際情況，參考國內其他城區(qū)的燃氣汽車用氣量指標，得到的出租車、公交車、環(huán)衛(wèi)車的用氣量指標為： 公交車： 70Nm3/車天（百公里耗氣 35 m3，日行程里數 200Km） 出租車： 30Nm3/車天（百公里耗氣 10 m3，日行程里數 300Km） 環(huán)衛(wèi)車： 35Nm3/車天（百公里耗氣 30 m3，日行程里數 117Km） 其他車輛（旅游車、郵 政車）： 16Nm3/車天（百公里耗氣 20 m3，日行程里數 80Km） 天然氣汽車按 350 天 /年 測算。 市場 情況 根據調研 及規(guī)劃 ，烏蘭察布中心城區(qū)的汽車保有量將呈爆炸性增長， 城鎮(zhèn)人口按照 20xx 年規(guī)劃 48 萬人計算，則根據 常規(guī)的各種車輛規(guī)模指標為 ： 公交車 1 輛 /1000 人（氣化率 100%） 出租車 3 輛 /1000 人（氣化率 3040%） 環(huán)衛(wèi)車 輛 /10000 人（氣化率 100%） 由此推算出 至 20xx 年，烏蘭察布的車輛數量為： 公交車 480 輛 出租車 1440 輛 環(huán)衛(wèi)車 72 輛 內蒙古華油天然氣有限責任公司烏蘭察布 LCNG加氣站可行性研究報告 內蒙古華油天然氣有限責任公司 22 工藝流程及裝置 （只針對加氣部分） LNG 加氣站的工藝流程 LCNG 加氣站的工藝分 4 個部分： 卸車流程、 增 壓流程、 氣化流程、 加氣流程。 LCNG加氣除了包括 LNG加氣站的 LNG卸車進罐儲存外還包括儲罐內的 LNG經液化天然氣烴泵加壓至 ～ ，經高壓氣化器氣化后，儲存于 CNG高壓瓶組，通過 CNG加氣機給 CNG公交車加氣。高壓系統(tǒng)的最大運行壓力 。 LNG 加氣 站工藝設備設施的選擇配置原則及依據 LNG為低溫深冷介質，對站內 工藝設備設施的選擇應遵循如下原則： （ 1） 相關設備設施要具備可靠的耐低溫深冷性能。特別是儲存設備應至少滿足耐低溫 162℃ 以下，應達到 196C。 （ 2） 儲存設備保冷性能要好。若 LNG儲存設備保冷性能不好，將引起設備內溫度升高，壓力上升， 排氣量增大相應的 危險性 也 增大。 （ 3） LNG輸送管道、截止閥門等的耐低溫性應與 LNG儲存設施一致。 （ 4） 除滿足工藝要求外，所有安全閥件 (裝置 )應耐低溫且完好、靈敏可靠。 據上述選擇原則及依據，考慮了 LNG的特殊性及風險性，并對供氣工藝流程反復討論、研究確定后，對如 下 LNG站工藝設備設施進行了選擇與配置。 設備選型 本項目采用的主要工藝設備為 60m3 的臥式低溫儲罐 2臺、低溫泵 及泵池 2套 、增壓器 1臺和 EAG 加熱器 1臺。其中低溫泵采用進口（美國）設備。 （ 1） LNG 儲罐 LNG 儲罐按圍護結構的隔熱方式分類，大致有以下 3 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 )，常見于小型 LNG 儲罐。 粉末絕熱儲罐由于其生產技術與液氧、液氮等儲罐基本一樣，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，目前氣化站使用較 多。 2）正壓堆積隔熱采用絕熱材料，夾層通氮氣，絕熱層通常較厚，廣泛應用內蒙古華油天然氣有限責任公司烏蘭察布 LCNG加氣站可行性研究報告 內蒙古華油天然氣有限責任公司 23 于大中型 LNG 儲罐和儲槽。 3）高真空多層隔熱 采用高真空多層纏繞絕熱，多用于槽罐和 LNG 加氣站儲罐。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。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 (一般為 10 的倍數 ) 的棉被狀半成品 , 然后根據內容器的需要裁減成合適的尺寸固定包扎在容器外。 通過以上論述，本站的 LNG 儲存量不大，保冷性能要求較高，因此，本站選用機器多層纏繞的高真空多層纏繞絕熱型儲罐。 根據上文 LNG 儲存量計算結果，并考慮到 占地面積小以及工藝設施少等，選用 60m3 的 立 式儲罐。儲罐設 ITT 液位計、差壓變送器、壓力變送器、溫度變送器、壓力表各一套，以實現(xiàn)對儲罐內 LNG 液位、 溫度、壓力的現(xiàn)場指示及遠傳控制。罐體頂部設安全防爆裝置，下部設夾層抽接 口及度測試口。 根據 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 MPa（內筒 /外筒）。設計參數如下： 幾何容積： 60m3 有效容積： 54m3 充裝率： 90% 工作介質： LNG 內筒直徑： 2800mm 外筒直徑： 3300mm 工作壓力 : / 設計壓力： MPa/ 氣壓試驗壓力： MPa 氣密性試驗壓力： MPa/ 安全閥開啟壓力： MPa 內蒙古華油天然氣有限責任公司烏蘭察布 LCNG加氣站可行性研究報告 內蒙古華油天然氣有限責任公司 24 工作溫度： 162℃ /常溫 設計溫度： 196℃ /50℃ 腐蝕裕量： 0/1 焊縫系數： 固定方式： 立 式、室外、 日蒸發(fā)率： 小于等于 %（ LNG） （ 2） LNG 高壓柱塞泵， 2套 排量： 1500L/h 配電機：最大 55KW。 (3)高壓氣化器， 2臺 ,1開 1備 (4)高壓氣瓶組 選用一套三容積儲氣瓶組，分為高、中、低三組，最高儲氣壓力為 25 兆帕。儲氣量可達 1168 標米 3。 瓶組設計壓力： 瓶組工作 壓力： 瓶組設計溫度： 40～ 93℃ 瓶組水容積： 179。 （ 5）雙槍售氣機（三線進氣） 售氣機是用來給 CNG 汽車充裝高壓天然氣。它由流量計、微電腦控制售氣裝置和壓縮天然氣氣路系統(tǒng)組成。其屏幕顯示售氣單價、累計金額和售氣總量。 本站選用雙槍三線型售氣機： 2 臺（每臺配雙槍） 最大流量： 480m179。/h 最大工作壓力： 25MPa （ 6）充氣優(yōu)先順序控制盤 天然氣優(yōu)先順序控制盤的作用是控制儲氣和加氣順序，儲氣充氣順序是由高級壓力至低級壓力，而汽車加氣則相反。 內蒙古華油天然氣有限責任公司烏蘭察布 LCNG加氣站可行性研究報告 內蒙古華油天然氣有限責任公司 25 控制系統(tǒng)：天然氣優(yōu)先順序控制盤一套，工作壓力為 25MPa。緊急切斷系統(tǒng)一套。 （ 6）閥門 閥門是實現(xiàn)系統(tǒng)開閉、系統(tǒng)自動化控制和系統(tǒng)安全運行的關鍵設備。這些閥門應具備耐低溫性能，儲罐根部閥及氣動閥應選用進口產品，其余閥門選用國產的高品質產品。 站內工藝系統(tǒng)設有手動截止閥、球閥、調節(jié)閥、氣動切斷閥、安全放散閥、止回閥等。 LNG 儲罐的進、出液管道上設有氣動緊急切斷閥；為了實現(xiàn)自動化控制， LNG低溫泵的進口均設有氣動閥；增壓器的進口設有氣動調節(jié)閥；液相管道上兩個截止閥之間設置安全閥。 （ 7）儀表風系統(tǒng) 本設計 在需要緊急切斷或需要實現(xiàn)自控的部位均設有氣動閥，儀表風 系統(tǒng)就是為氣動閥提供符合要求的控制氣源，本設計中控制氣源為壓縮空氣。儀表風系統(tǒng)主要設備有空壓機、干燥器、一級過濾器、二級過濾器、 三級過濾器等，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。 根據氣動閥儀表風壓力和用量，對儀表風系統(tǒng)設備進行選型： 空壓機： 型式 螺桿式 排氣量 排氣壓力 ~ a 冷卻方式 風冷 儲氣