加气子站建设方案Word文件下载.docx
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而我国自开展了压缩天然气汽车研究项目，已取得了长足的进展。
各个汽车制造厂也在不断改进工艺，提高燃气汽车的水平，因此，建设压缩天然气项目可有力地改善城市汽车的燃料结构，减轻城市大气污染。
2．为汽车节约运行成本
与汽（柴）油相比，天然气作为汽车燃料可节约燃料成本40-50%左右，同时由于天然气燃烧完全，结碳少，减少气阻和爆震，使发动机寿命延长2～3倍，大修间隔里程延长2～2.5万公里，每年降低维修费用50%以上。
因此，对于燃气汽车来说，天然气是理想燃料，可为用户节约运行成本，提高其经济效益。
1.3CNG的市场前景
压缩天然气（以下简称CNG），是利用天然气作为主要原料，经压缩处理后，进入储气充装装置，经CNG拖车送至各个汽车加气站，主要用于汽车燃料。
CNG的成份以甲烷为主，含水小于8mg/m3（GB17528–1998），硫化氢小于20mg/m3（GBI7528-1998），比重0.7223g/L，即1.4m3/kg。
近年来随着国家环保政策和能源结构调整政策的出台，快速拉动了CNG汽车市场的发展，特别是近年来石油价格剧烈波动，而天然气价格相对平稳，使得汽车用气市场需求更加旺盛。
我国是天然气储量相对较多的国家，丰富的天然气储量为CNG市场的发展提供可靠的资源保障。
1.4CNG与汽油的比较
LPG主要成份是丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等化合物。
CNG一般成分以甲烷为主，纯度较高，含96.3%甲烷以上。
作为一种清洁燃料，CNG占领汽车市场并得以发展，除CNG本身具有很好的环保指标以外，其消费指标是使其能通过市场认可的一个重要指标，我们对CNG和汽油燃料的使用成本进行了对比，详见下表：
汽油、CNG单位成本比较表
燃料名称
热值（MJ）
价格（元）
单位价格（元/MJ）
1m3天然气
36.22
2.3元
0.06
1L（93#）汽油
43.11
7.34元
0.17
注：
天然气和汽油的价格以当地实时的价格为准。
从上表可以看出采用CNG作为燃料其单位能源价格明显优于汽油，说明CNG作为替代燃料不仅具有良好的环保功效，同时也有着明显的价格优势。
天然气易于扩散，在正常温度和压力下，比汽油、柴油更安全。
因其自然着火温度高，当汽车发生碰撞、翻车事故时燃料起火爆炸的可能性比汽油小得多。
低污染是天然气的一大特性，因此燃烧天然气比燃烧汽油干净得多；
而且天然气汽车的润滑油使用期更长，发动机的使用寿命更长。
天然气汽车的诸多优点使得以天然气作为汽车替代燃料，发展天然气汽车受到各国的普遍重视。
因此发展CNG作为车辆燃用油的替代产品在城市汽车领域将有更广阔的发展前景。
1.5设计规模
加气站日加气量10000Nm3/日。
可满足400辆左右的出租车加气量。
1.6主要技术经济指标
主要技术经济指标
序号
项目
单位
数量
1
天然气年供气量
万标米³
/年
400
2
每个加气站加气能力
/日
1-1.5
3
站房面积
米2
300左右
4
劳动定员
人
12
5
每个加气站占地
亩
3.0-4.0
6
项目建设投资
万元
400左右
1.7遵循的主要标准与规范
《城镇燃气设计规范》GB50028-2006
《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2002
《建筑设计防火规范》GB50016-2006
2.工艺技术及建设方案
压缩天然气加气站技术是由引进技术发展而来，国外己有60多年的历史，我国引进该项技术并加以改进、推广也有20多年的经验。
液压式加气子站是一项新型技术，其特点是用液压系统取代天然气压缩机，无需压缩机增压和储气瓶组储气。
与传统子站技术相比，具有建站投资少、占地面积小、运营费用低、耗能低、加气速度快、卸气率高等诸多优点，而且可建成流动加气子站。
这类予站的结构特点是设计结构简单，便于日常操作和维护。
2.1工艺流程
2.1.1加气站工艺流程
传统CNG子站加气流程见图1。
液压式CNG加气站工艺流程如下：
液压式加气子站专用车→液压系统→售气机→CNG汽车
液压式CNG加气站详细工艺流程详见图2。
2.1.2工艺流程简述
液压式加气子站系统工作原理：
液压系统将特殊液压介质充入子站专用车的气瓶，将天然气压出经售气机充入CNG汽车的储气瓶中。
利用液体的不可压缩性，当气瓶压力降低时，只要充入少量的液体介质，即可保持整个加气系统的高压状态。
液压系统使子站车气瓶内的压力始终保持恒定（一般为20MPa），而无需配用天然气压缩机和储气瓶组。
2.1.3液压式天然气汽车加气子站特点
1技术特点：
（1）CNG液压加气子站加气能力大，加气能力不低于1000Nm3/h。
（2）耗电功率小，主电机功率为30KW，系统总功率不超过35KW。
（3）系统设备少，主要设备只有液压子站撬体、CNG加气机，且CNG加气机采用单线双枪加气机，减少了连接管道数量，也减少了管道连接点，漏气的可能性低；
设备基础少，减少土建投资；
（4）CNG液压加气子站设备整体集成度高，安装方便，设备安装周期短。
（5）CNG液压加气子站系统始终提供较高并且较稳定的压力介质给CNG，且系统工作振动小，而CNG则始终在一个较高的工作压力下单线输出至加气机，提高了加气速度。
（6）CNG液压加气子站系统自动化程度高，除泄漏报警系统需要单独设置外，其它系统控制主要依靠液压子站撬体自带的PLC控制系统来完成，液压子站系统的启动和关闭都由控制系统自动控制。
（7）CNG液压加气子站系统卸气余压为1.0Mpa，卸气率达到95%。
2系统特点：
（1）运行维护费用低
液压式加气子站系统充分利用了液体的相对不可压缩性，特有的全流程不减压作业更是节约能源的关键，系统装机功率极小；
液压式天然气汽车加气子站系统结构简单、自动化程度高、设备数量少、易损件少、操作简单、系统维护费用低；
液压式天然气加气子站能使天然气在几乎恒定的高压（20MPa）、近乎常温的状态下充入车载瓶，充气速度快，并能使CNG运输车的卸气率达到95%，大大提高了场站运行效率；
（2）占地面积小
液压式加气子站系统为撬装式，结构紧凑，占地面积小，可以省去专用站房及站内地面储气瓶组，大大降低了场站设备实际占地面积。
在大中城市土地紧张的地方以及在加油站基础上的油气合建项目中，其优势更是无与伦比；
（3）安装速度快
因系统设备简单，安装方便，建设周期短，且不需要专门的基础，土建工作量小，在配套设施满足要求的前提下，72小时即可完成整个工艺设备的安装及系统调试，加气站可快速投入使用，可直接为企业增加效益。
（4）环境适应性强
液压式天然气汽车加气子站系统设备震动小，由于撬体采用了隔噪结构，设备噪音低于75dB（A），即使在离居民居住区较近的地方也可正常工作不会扰民，在站址选择上具有优势，较之传统式加气子站所用气体压缩机噪声污染严重的情况，其环保优势非常显著。
子站撬体附带有加热装置和风冷散热装置，配以不同的液压介质，环境温度适应范围大大加宽。
2.2CNG加气子站站址
2.2.1CNG加气子站站址选择原则
（1）CNG加气子站的布局和规模应按照供气可靠和经济实用的原则来确定。
（2）CNG加气子站的站址应符合城市统一规划，征得规划部门同意,尽量不占或少占良田,节约用地并注意与城市景观协调。
（3）CNG加气子站应具有良好、适宜的地形和工程地质，具备供电、运输、供水。
（4）CNG加气子站与周围建、构筑物的安全距离必须符合《建筑设计防火规范》的有关规定。
2.2.2CNG加气子站平面布置
CNG加气站平面布置主要执行《汽车用燃气加气站技术规范》及《建筑设计防火规范》中有关规定。
按照《汽车用燃气加气站技术规范》，本站为三级站。
总体布局考虑充分利用建站地点已建设施，力求做到流程短、顺，布局合理紧凑，美观大方，保证安全生产，方便操作、施工和检修，减少噪音影响。
每座加气站占地面积3.0-4.0亩。
2.3CNG加气子站建设内容
本项目CNG加气子站内主要包括站房、加气岛及罩棚、工艺装置区等项目，主要建设内容如下表：
主要工程建设内容
工程内容
主要设备名称
工艺装置区
PLC控制系统、液压系统、子站专用车
加气岛及罩棚
售气机、罩棚
站房
变配电及控制设备、收费系统
管线及阀门
土建工程
道路及场地
7
仪表系统
8
给排水及消防系统
9
电气系统
3.主要设备选型
结合CNG加气站工艺需要，设备选型立足安全可靠，合理配置，既降低工程投资，又提高装置整体技术水平。
主要设备选型表单位：
项目
名称
序
号
设备及
规格型号
单价
（万元/套）
数
量
金
额
拟进
国别
加气站
液压系统
1台
国产
售气机
4台
子站专用车
2辆
PLC控制系统
3.1液压系统
液压系统是液压式CNG加气站中的关键设备，只有液压系统的安全可靠运行，才能保证液压式CNG加气站的正常运行。
3.2加气机
加气机按进气方式为三线制。
根据国内外CNG加气站设备的运行经验以及CNG项目的具体特点，建议选用三线制加气机。
CNG加气机按能力可分为适用于大客车加气（30Nm3/min）型和适用于小轿车加气（8Nm3/min）型两种，选型时可根据主要用户特点选型。
3.3液压式加气子站专用车
液压式子站系统需配置子站专用车。
在给汽车加气前，启动子站车管束顶升装置，使子站车管束的前端抬升一定角度。
这样利于专用液压介质快速卸出。
子站的控制系统能控制予站车上的每个气瓶的开闭。
当气瓶的进液阀打开，专用液压介质进入气瓶内，天然气被压出进入售气机给汽车加气。
随着瓶内气量减少液压专用介质接近充满气瓶，液位控制装置反馈信号到液压控制系统，气瓶的进液阀自动关阀，卸液阀同时打开，液压专用介质回流，控制系统自动切换至其它气瓶继续加气。
半挂车行走机构是子站专用车的主要结构之一，它既是运输部件又是主要的承载部件。
行走机构采用骨架式结构，车架为16MnL高强度贯穿梁和鹅颈加强型设计，配置标准集装箱锁具，可与集装管束的框架相匹配。
此外，根据子站车的使用特点还需增加管束顶升装置，它可设置在行走机构的前端，由液压油缸系统组成，液压系统提供液压油。
项升装置两侧各设置一根辅助支腿，当管束举升时，辅助支腿落地，以分担行走大梁和支腿的承载。
行走机构后端横梁处装有转轴，转轴与集装管束的角件连接。
在顶升装置举升时，集装管束可绕该轴转动。
集装管束由框架、气瓶组、前仓、后仓四部分组成。
其中，框架的外形尺寸符合GB/T1413-1998《系列1集装箱分类、尺寸和额定重量》标准的要求。
角件符合GB/T1835—1995《集装箱角件的技术条件》的要求，这样使得框架与半挂车行走机构上的角件锁具实现良好的配合。
4.主要辅助系统
4.1自动控制
子站设备在运行时由控制系统的PLC自动控制。
系统中的所有自控阀门都由气动执行器负责打开和关闭，而气动执行器的动作则由PLC控制。
当加满气的拖车来到子站后，停到相应的停车位置，分别连接液体高压管路、压缩空气控制管路、CNG高压管路等，打开相应的控制阀门，关闭放空阀门，检查无误后即可开启增压系统，开始给加气机供气。
当系统开始工作时，首先第一个钢瓶上的进液阀门、出气阀门打开，回液阀门关闭；
在高压泵的作用下，液体介质开始充入第一个钢瓶，同时高压天然气被推出钢瓶；
当大约95%的天然气被推出时，自动控制系统发出指令，关闭该钢瓶的进液阀门、出气阀门，打开回液阀门，此时第一个钢瓶内的高压介质开始返回橇体内的储罐中；
间隔几秒钟后第二个钢瓶的进液阀门、出气阀门打开（此时回液阀门关闭），高压液体开始充入。
当第一个钢瓶内的液体介质绝大部分返回到储罐后（此时钢瓶内还有少量不能返回的剩余介质），自动控制系统发出指令，回液阀关闭。
设备运行时，由PLC程序控制实现8个钢瓶依次顺序工作。
气动执行器根据PLC控制程序适时开启和关闭各钢瓶的进出口阀门，顺序转换工作钢瓶。
当前一辆拖车的天然气卸完气后，由人工调换快装接头到第二辆拖车（转接时间在3-5分钟左右），实现加气站不间断运行。
在人工调换快装接头时须注意：
先把充液软管、高压气管、3个控制气快装接头调换过去，留下回液软管、第8个钢瓶的回液阀门控制气管，待第8个钢瓶回液完毕后，立即把回液软管、第8个钢瓶的回液阀门控制气管调换至第二辆车上。
4.1.2设计内容
加气站检测仪表、控制仪表系统主要包括：
（1）加气枪流量检测
（2）可燃气体泄漏检测
（3）智能控制与管理系统
4.1.3现场仪表选型
在满足工艺要求的前提下，力求仪表品种统一，减少备品备件品种，为仪表的维护提供方便。
所有仪表均为隔爆型，防护等级不低于IP65。
（1）温度仪表
温度检测选用结构简单、维护量小、无漂移的隔爆型号自电阻（Pt100），精度A级，所有铂电阻配安装套管。
（2）压力仪表
压力检测全部选用智能压力变送器。
（3）流量仪表
加气站流量检测均选用进口流量计并进行温、压补偿。
（4）可燃气体浓度检测与报警
对可能出现可燃气体的压缩机撬、加气区进行监视，选用可燃气体报警器对可燃气体进行检测，浓度超标时进行报警，提示操作人员及时处理。
（5）其它
信号类型：
整个站内的控制信号为4～20ｍA标准信号，流量信号为脉冲信号。
电缆类型：
模拟信号选用对绞屏蔽电缆，开关信号、铂电阻信号均选用屏蔽电缆。
站内的仪表均为隔爆仪表，防护等级不低于IP65。
4.2供配电
4.2.l用电负荷等级
CNG加气站用电设备负荷为二级负荷。
4.2.2CNG加气站供配电
加气站用电负荷见表6-1：
加气站用电负荷统计表表6-1
负荷名称
安装容量（kw）
运行负荷（kw）
负荷等级
系统总功率
35
二级
其它
20
15
三级
合计
55
50
最大能力时
由于液压式CNG加气站用电量不大，并且每一座加气站所在地点不同，因此，具体工程量根据建站地点决定。
4.3通信
为满足加气站生产需要，每座加气站配置1部直拨电话。
4.4土建
4.4.l设计原则
依据项目建设要求，综合考虑地区地理环境、建筑物使用功能、结构施工、材料和建筑经济等方面问题，因地制宜进行设计。
遵守国家及企业标准、规范、法规，建筑物设计做到：
“安全性、适用性、耐久性、经济性”。
安全性：
建筑结构应能承受在正常使用过程中可能出现的各种情况，在偶然事件发生时及发生后，仍能保持必须的整体稳定性。
适用性：
建筑结构在正常使用过程中应具有良好的工作性能。
耐久性：
建筑结构在正常维护条件下，能够完好地使用到设计所规定的年限。
经济性：
建筑选型、选材合理，节约资金，降低成本。
建筑物、构筑物设计在满足工艺使用功能以及经济性的同时，做到外观造型美观大方，与站区环境相协调。
4.4.2土建工程量
液压式CNG加气站土建部分主要工程量为站房、加气罩棚、设备基础、围墙等。
每个CNG加气站土建部分主要工作量详见下表：
其中站房主要设配电及控制室、收费厅、卫生间。
CNG加气站土建部分主要工程量表
结构类型
座
砖混结构
液压系统基础
混凝土桩基
加气罩棚及基础
钢、混凝土结构
加气机基础
个
围墙
4.5消防及给排水
4.5.l设计原则
贯彻“预防为主，防消结合”的消防工作方针，正确处理生产和安全的关系，积极采用先进的防火和灭火技术，做到保障安全生产、方便使用、经济合理。
严格执行国家和地区有关工程建设的各项方针、政策、规定。
4.5.2CNG加气站消防系统内容
4.5.2.l消防对象
加气站为天然气压缩及充装装置，日处理天然气量大于10000m3，主要消防对象为装置区、储运区、加气区、站房，室外消防用水量为30L/s，火灾时间按3小时计算，站房消防用水量为15L/s，火灾时间按2h计算，总用水量按一处着火最大用水量考虑。
满足规范要求。
室内外消防用水量按30L/s考虑，即108m3/h。
4.5.2.2消防给水
加气站消防给水采用市政消防给水管网水源，直接接入加气站内。
4.5.2.3消防控制
一旦发生火灾，通过感温探头发出信号，操作人员开启灭火设施进行灭火。
4.5.2.4消防设置
站内设SS80-1.6地上式消火栓1套，消防管网管径为DN80，消防保护半径不大于150m。
管网中间设有必要的切断阀门。
如果建站地点距市政消火栓距离小于80m，可不设消火栓。
4.5.3灭火器配置
CNG加气站灭火器配置根据《建筑灭火器配置设计规范》要求，加气站站房内共设MF4干粉灭火器4具，MF8干粉灭火器共设8具，其中充气区设4具，压缩机撬块设2具，仪表控制间设2具，储气瓶组设MFT25推车式干粉灭火器设2具，并且均置于明显易于取用处。
4.5.4站内给水设置
站内生活非饮用水与消火栓系统共用，总给水量约为lm3/h。
站房设蹲便器2套，小便器2套，台式洗面器2套。
生活饮用水接自附近饮用水管网。
4.5.5排水
本工程污水为生活污水，污水量同给水量，污水量很少，对环境不产生污染，可进入市政排水管网外排。
5.人员编制
根据《油田地面建设规划设计规范》的规定，按三班三运转8小时工作制配备定员，每个加气子站定员见下表：
CNG加气站劳动定员表
单项名称
在岗人数
班/日
小计
文化程度
专业技能
站长
1
大学
燃气
站房操作
中专以上
机、电、仪
加气
中专
出纳
财会
加气机具备刷卡功能，现金员可只安排一人。
负责日常的刷卡充值。
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