【導(dǎo)讀】3、工藝流程及裝置.........

　　

【正文】 CNG加氣站可行性研究報告 內(nèi)蒙古華油天然氣有限責(zé)任公司 19 氣源及市場分析 氣源 內(nèi)蒙古 華油天然氣有限 責(zé)任 公司憑借著 西北 得天獨厚的天然氣資源優(yōu)勢，投產(chǎn)后將充分保證本項目 LNG 的長期供應(yīng)。 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(chǎn)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(chǔ)產(chǎn)業(yè)改革力度的加大，我國燃?xì)馐袌鰤艛嗑置嬷鸩奖淮蚱?，燃?xì)庑袠I(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(chǔ)設(shè)施產(chǎn)業(yè)，不斷涉足燃?xì)庠O(shè)施基本建設(shè)，促進了我國 LNG 產(chǎn)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(chǔ)設(shè)施需 2200 多億元人民幣，主要用于： （ 1）建設(shè) 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(shè)施。使我國天然氣消費在一次能源消費結(jié)構(gòu)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(wǎng)建設(shè)，形成國產(chǎn)氣管線、進口天然氣管線和沿海管道互相連通的管網(wǎng)，國產(chǎn)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(wǎng)供應(yīng)。 LNG 的廣泛用途 （ 1）用作城市管網(wǎng)供氣的調(diào)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(nèi)蒙古華油天然氣有限責(zé)任公司烏蘭察布 LCNG加氣站可行性研究報告 內(nèi)蒙古華油天然氣有限責(zé)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(jīng)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(jīng)變成人們關(guān)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(jīng)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(wù)院的高度重視 與支持下，由科技部、國家環(huán)?？偩?、國家計委、經(jīng)貿(mào)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(yīng)用。同時，國家“ 863”計劃啟動了包括 LNG/LCNG 汽車加注站專用設(shè)備的研究開發(fā)及產(chǎn)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(jīng)濟適用； （ 2）儲存效率高，占地少，適應(yīng)性強； （ 3）可用于城市燃?xì)庳?fù)荷的調(diào)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(zhì)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(chǎn)業(yè)。 車用燃料現(xiàn)狀 現(xiàn)國內(nèi)重卡及公交主要以柴油為主要燃料。經(jīng)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?xì)赓M 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?cè)剂腺M的 30 %和 %。重型車改裝為 LNG內(nèi)蒙古華油天然氣有限責(zé)任公司烏蘭察布 LCNG加氣站可行性研究報告 內(nèi)蒙古華油天然氣有限責(zé)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(shè) 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(biāo)與汽車種類、車型和單位時間運營里程、累積運營時間有關(guān)。根據(jù)中心城區(qū)的實際情況，參考國內(nèi)其他城區(qū)的燃?xì)馄囉脷饬恐笜?biāo)，得到的出租車、公交車、環(huán)衛(wèi)車的用氣量指標(biāo)為： 公交車： 70Nm3/車天（百公里耗氣 35 m3，日行程里數(shù) 200Km） 出租車： 30Nm3/車天（百公里耗氣 10 m3，日行程里數(shù) 300Km） 環(huán)衛(wèi)車： 35Nm3/車天（百公里耗氣 30 m3，日行程里數(shù) 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(shù) 80Km） 天然氣汽車按 350 天 /年 測算。 市場 情況 根據(jù)調(diào)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(jù) 常規(guī)的各種車輛規(guī)模指標(biāo)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(shù)量為： 公交車 480 輛 出租車 1440 輛 環(huán)衛(wèi)車 72 輛 內(nèi)蒙古華油天然氣有限責(zé)任公司烏蘭察布 LCNG加氣站可行性研究報告 內(nèi)蒙古華油天然氣有限責(zé)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(nèi)的 LNG經(jīng)液化天然氣烴泵加壓至 ～ ，經(jīng)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(shè)備設(shè)施的選擇配置原則及依據(jù) LNG為低溫深冷介質(zhì)，對站內(nèi) 工藝設(shè)備設(shè)施的選擇應(yīng)遵循如下原則： （ 1） 相關(guān)設(shè)備設(shè)施要具備可靠的耐低溫深冷性能。特別是儲存設(shè)備應(yīng)至少滿足耐低溫 162℃ 以下，應(yīng)達到 196C。 （ 2） 儲存設(shè)備保冷性能要好。若 LNG儲存設(shè)備保冷性能不好，將引起設(shè)備內(nèi)溫度升高，壓力上升， 排氣量增大相應(yīng)的 危險性 也 增大。 （ 3） LNG輸送管道、截止閥門等的耐低溫性應(yīng)與 LNG儲存設(shè)施一致。 （ 4） 除滿足工藝要求外，所有安全閥件 (裝置 )應(yīng)耐低溫且完好、靈敏可靠。 據(jù)上述選擇原則及依據(jù)，考慮了 LNG的特殊性及風(fēng)險性，并對供氣工藝流程反復(fù)討論、研究確定后，對如 下 LNG站工藝設(shè)備設(shè)施進行了選擇與配置。 設(shè)備選型 本項目采用的主要工藝設(shè)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(shè)備。 （ 1） LNG 儲罐 LNG 儲罐按圍護結(jié)構(gòu)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(chǎn)技術(shù)與液氧、液氮等儲罐基本一樣，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(yīng)用內(nèi)蒙古華油天然氣有限責(zé)任公司烏蘭察布 LCNG加氣站可行性研究報告 內(nèi)蒙古華油天然氣有限責(zé)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(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(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(nèi)容器進行旋轉(zhuǎn) , 其缺點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(nèi)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(jù)上文 LNG 儲存量計算結(jié)果，并考慮到 占地面積小以及工藝設(shè)施少等，選用 60m3 的 立 式儲罐。儲罐設(shè) 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(nèi) LNG 液位、 溫度、壓力的現(xiàn)場指示及遠(yuǎn)傳控制。罐體頂部設(shè)安全防爆裝置，下部設(shè)夾層抽接 口及度測試口。 根據(jù) 系統(tǒng)的工 作 壓力 ，并考慮其經(jīng)濟性， 確定儲罐的設(shè)計壓力為 MPa（內(nèi)筒 /外筒）。設(shè)計參數(shù)如下： 幾何容積： 60m3 有效容積： 54m3 充裝率： 90% 工作介質(zhì)： LNG 內(nèi)筒直徑： 2800mm 外筒直徑： 3300mm 工作壓力 : / 設(shè)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(nèi)蒙古華油天然氣有限責(zé)任公司烏蘭察布 LCNG加氣站可行性研究報告 內(nèi)蒙古華油天然氣有限責(zé)任公司 24 工作溫度： 162℃ /常溫 設(shè)計溫度： 196℃ /50℃ 腐蝕裕量： 0/1 焊縫系數(shù)： 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(biāo)米 3。 瓶組設(shè)計壓力： 瓶組工作 壓力： 瓶組設(shè)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(nèi)蒙古華油天然氣有限責(zé)任公司烏蘭察布 LCNG加氣站可行性研究報告 內(nèi)蒙古華油天然氣有限責(zé)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(guān)鍵設(shè)備。這些閥門應(yīng)具備耐低溫性能，儲罐根部閥及氣動閥應(yīng)選用進口產(chǎn)品，其余閥門選用國產(chǎn)的高品質(zhì)產(chǎn)品。 站內(nèi)工藝系統(tǒng)設(shè)有手動截止閥、球閥、調(diào)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(shè)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(shè)有氣動閥；增壓器的進口設(shè)有氣動調(diào)節(jié)閥；液相管道上兩個截止閥之間設(shè)置安全閥。 （ 7）儀表風(fēng)系統(tǒng) 本設(shè)計 在需要緊急切斷或需要實現(xiàn)自控的部位均設(shè)有氣動閥，儀表風(fēng) 系統(tǒng)就是為氣動閥提供符合要求的控制氣源，本設(shè)計中控制氣源為壓縮空氣。儀表風(fēng)系統(tǒng)主要設(shè)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(zhì)滿足《工業(yè)自動化儀表氣源壓力范圍和質(zhì)量》的要求。 根據(jù)氣動閥儀表風(fēng)壓力和用量，對儀表風(fēng)系統(tǒng)設(shè)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(fēng)冷 儲氣