大西街CNG供气方案.docx
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大西街CNG供气方案
大西街CNG小区供气方案投资及财务分析
1.总论
1.1设计范围
CNG供气站及其配套的供电、给排水、消防、配套设施等。
工程投资估算及经济评价
1.2设计原则
⑴在城市总体规划的指导下，充分考虑天然气的需求特点和发展趋势，统一布置，协调发展。
⑵严格执行国家的有关规范、标准与规定，确保长期、稳定、安全供气。
⑶积极采用先进的工艺、技术、新设备、新材料。
1.3主要设计规范、标准和规定
本工程遵循的主要设计规范、标准和规定如下：
《建筑设计防火规范》GB50016
《城镇燃气设计规范》GB50028-93（2003年版）
《车用压缩天然气》GB18047
《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156
《汽车用燃气加气技术规范》CJJ84
《建筑物防雷设计规范》GB50057-94
《化工企业静电接地装置设计规范》GBJ28
《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》SH3063
《建筑物抗震设计规范》GBJ11
《构筑物抗震设计规范》GB50191
《建筑灭火器配置设计规范》GBJ140-90（1997年版）
《原油和天然气工程设计防火规范》GB50183-93
《低压配电设计规范》GB50054-95
《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92
《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92
《自动化仪表选型规定》HG202507-92
2气源
2.1气源
目前距离宣化区最近的CNG气源在北京。
气源母站分别隶属于中石油集团和北京燃气集团。
中石油集团在北京有2个母站，离宣化较近的母站位于西五环京原路衙门口。
北京燃气集团规划有6个母站，距离八达岭高速最近的母站为北郊母站，位于西四环。
2.2气源参数
气源天然气组分：
组份
CH4
C2H6
C3H8
H2S
CO2
H2O
体积含量（％）
95.9494
0.9138
0.1360
0.0002
3.0000
0.0006
长庆气田净化厂外输天然气执行国家GB17820《天然气》Ⅱ级气质标准。
Ⅱ级气质参数见下表。
Ⅱ级气质参数表
项目
高位发热（MJ/m3）
总硫含量（mg/m3）
H2S（mg/m3）
CO2%（体积）
水露点
数值
≥31.4
≤200
≤20
≤3
≤-8℃
天然气物性参数：
⑴天然气平均分子量：
17.052；
⑵天然气的相对密度：
0.5978；
⑶密度0.758kg/m3。
⑷水露点：
－13℃；
⑸天然气体积组分见表2.2-2
⑹华白指数50.86MJ/m3（12167Kcal/m3）。
⑺燃烧势37.61
⑻比热1.55KJ/m3.℃（0.371Kcal/m3.℃）。
⑼天然气低热值：
34.28MJ/m3；
⑽运动粘度10.72*10-6m2/s
⑾爆炸极限爆炸下限5.1%
⑿爆炸上限15.42%
3、供气规模及用气量
3.1供气规模
大西街开发小区2006年至2007年共开发4000户，分一二期开发，2006年一期开发竣工1800户，二期开发竣工1800户左右，大西街路南也规划有居民用户，设计规模近期按照3600户，远期按照6000户。
3.2耗气定额
居民生活用户燃气小时理论计算流量（0℃和101.325kpa），按下式计算：
居民用气热负荷取3140MJ/（人。
年），折天然气91.6m3/（人。
年），每户按3人计算，
Qj—燃气小时计算流量（m3/h）；
Qn—年燃气用量（m3/a）；
Ka—月高峰系数。
计算月的日平均用气量和年的日平均用气量之比；
Kd—日高峰系数。
计算月中的日最大用气量和该月日平均用气量之比；
Kh—小时高峰系数。
计算月中最大用气量的小时最大用气量和该日小时平均用气量之比。
居民生活和商业用户用气的高峰系数，应根据该城镇各类用户燃气用量（或燃料用量）的变化情况，编制成月、日、小时用气负荷资料，经分析研究宣化各高峰系数为：
月高峰系数Km=1.1
日高峰系数Kd=1.1
小时高峰系数Kh=4
QN91.6*3*6000
QJ=--------K1K2K3=-------------1.1*1.1*4=911m3/小时365*24365*24
用宣化区居民2005年的用气情况，冬季平均每户每日用气量为0.7m3（焦炉煤气），折合天然气为0.35m3，
但根据我区居民实际用气情况，理论计算流量偏大，可按照实际情况计算，比较符合实际流量，宣化区居民2005年的用气情况，冬季平均每户每日用气量为0.7m3（焦炉煤气），折合天然气为0.35m3，
QN0.35*6000*365
QJ=--------K1K2K3=-------------1.1*1.1*4=424m3/小时365*24365*24
3.3用气量（根据宣化实际情况）：
气化居民6000户
居民年平均日用气量为0.35*6000=2100m3/天
年供气规模80*104m3/年
计算月平均日供气规模2310m3/天
计算日平均小时供气规模105m3/小时
高峰小时供气规模424m3/时
4供气工艺：
4.1供气工艺流程
CNG钢瓶拖车通过公路运输到达供气站，通过高压胶管和快装接头卸气，CNG首先进入一级换热器加热（防止天然气通过调压器减压时温降过大，影响后续设备及管网的正常运行），再进入一级调压器减压，之后依次经过二级换热器，二级调压器，将压力调至0.2MPa，经计量，进入输配管网。
CNG工艺流程
4.2调压工艺：
本调压装置为二级调压，两级换热，双路调压，一级切断。
最大进口压力20MPa，最小进口压力0.5Mpa，出口压力0.2~0.5MPa，流量范围500~1500Nm3/h。
一级调压器采用TARTARINI的RP/10天然气调压器；二级调压器采用美国FISHER进口的627-576天然气调压器。
当进口压力高于5.0MPa时，采用二级调压；当进口压力低于5.0MPa时，打开旁通阀，形成一级调压。
一级调压前压力P1：
20Mpa；二级调压前压力P2：
1.7Mpa；区域调压后压力P3：
3500pa。
由于压力的突然降低引起介质温度骤降，为防止降压过程中结霜、结露和送入城市管网的天然气温度过低，在一、二级调压器前设换热器。
换热器的热媒为热水，热水由小区热网提供。
4.3换热：
4.3.1一级换热器所需热功率Q1（kJ/h）
Q1=GCP（ΔPdt/dp+Δt）
其中：
G-----天然气流量（m3/h）
CP-----天然气比热（kcal/m3.℃）
ΔP—-调压器前后的压差（Mpa）
dt/dp--焦耳-汤姆逊系数（℃/Mpa）
Δt---调压器前后温差（℃）
Q1=424*1.55（（20-1.7）*4+5）=51392（kJ/h）=14.3kW
每套调压设施配套相应的换热器，换热器进口水温85℃，出水温度75℃，进出水温差为10℃。
4.3.2二级换热器所需热功率Q2（kJ/h）
Q2=424*1.55（（1.7-0.1）*4+5）=7491（kJ/h）=2.1kW
4.3.3换热形式采用热水加热式。
换热器采用双路，一、二级一体设置，总耗热量18kW。
换热管采用不锈钢材料。
一级换热器出口温度≥48℃，二级换热器出口温度≥20℃，天然气出口温度≥0℃。
4.3.4热源：
冬季采用厂区采暖水供换热器使用，夏季采用电加热。
4.4调峰措施
⑴季节、日调峰措施
采用调节高压撬车运输次数进行调节。
4.5安全措施：
4.5.1进口设超压切断阀，当一级调压器和二级调压器的出口压力，其中一个超压后，立即切断，控制系统自动报警。
切断阀选用气动阀，需氮气瓶一个。
4.5.2在一级调压器的出口处和二级调压器的出口分别设超压放散装置，在任何情况下，保证设备和系统的安全性。
5电力防雷系统
5.1电力、照明
站区的调压计量装置、卸气台属于“I区”爆炸危险环境，按国标GB50058-92〈爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范〉的要求设计，电气设备选用隔爆型，照明导线穿钢管明敷。
厂区电缆敷设方式采用直埋（埋深不小于0.8）进入室内则穿钢管保护至设备。
动力电缆选用V22-1KV型，控制电缆选用KVV22-0.6KV型。
5.2防雷
按《建筑物防雷设计规范》GB50057-94的要求设计。
“I区”环境按“二类”工业建、构筑物防雷要求设计：
房顶安装不大于10M*10M的避雷网，防雷引下线不少于两处，间距不大于18M。
5.3接地
低压室工作接地、保护接地利用同一接地网，接地电阻不大于4欧；需要重复接地电源点其重复接地电阻不大于10欧；为防止静电危害，厂区内的主要金属管道、金属设备等正常情况下不带电的金属体就近与接地装置做可靠金属连接。
6、自控系统
6.1控制参数
卸气总管温度、压力指示、压力与电动球阀联锁
换热器后天然气温度指示
出站总管天然气流量指示及累计，压力温度指示
热水系统供回水总管温度指示
天然气泄露浓度检测与报警：
调压装置、卸气台
6.2主要仪表设备选型
6.2.1就地指示仪表—温度计选用双金属温度计，压力表选用弹簧压力表，微压力选用膜片压力表。
6.2.2二次远传仪表—温度选用铂热电阻一体化温度变送器，压力选用电容式压力变送器。
流量选用涡轮流量计，天然气泄露检测选用半导体式传感器，仪表显示选用智能数字显示调节仪，现场安装的电子仪表均为防爆型。
7、高压天然气撬车
7.1管束式撬车：
管束式大气瓶储气瓶组撬车，此种撬车安全隐患较少。
管束式高压天然气撬车，工作压力为20Mpa，撬车钢瓶水容积18m3，每辆撬车有效储气容积4540Nm3，一般实际储气3800Nm3。
撬车上每个钢瓶的体积为2.25m3，钢瓶总数为8只。
需要撬车数量：
2挂，在站可用气量为3800Nm3，可保证1.5天的用气量。
7.2瓶组式撬车：
小气瓶储气瓶组撬车，此种撬车安全隐患较多。
瓶组式高压天然气撬车，工作压力为20Mpa，撬车钢瓶水容积11.25m3，每辆撬车有效储气容积2835Nm3，一般实际储气2500Nm3。
撬车上每个钢瓶的体积为0.09m3，钢瓶总数为125只。
需要撬车数量:
2挂，在站可用气量为2500Nm3，可保证1天的用气量。
在此方案中我们优先选择管束储气，储气量大，安全可靠。
8、建筑
8.1生产辅助用房：
控制室、值班室，为砖混结构。
8.2卸气台罩棚：
9、消防设施
9.1室外消火栓
9.235kg手推灭火车2台，MF8手推灭火器10个。
10、供气站运行：
选择2台撬车、1个车头运行。
保持站内停留1台撬车，1台撬车运气。
往返路程400公里，18小时往返1次。
11、设备及造价：
11.1主要设备造价
序号
设备
规格
数量
单价
（万元）
总价（万元）
备注
1
调压集成设备
流量500Nm3/h
1套
22.5
22.5
三级调压，不包括加臭设备
2
控制系统
1套
3.25
3.25
3
配套供电
1套
1
3
储气设备（瓶组撬车）
2835m3
3台
40
120
4
车头
1
35
35
5
卸车系统
1套
1.15
1.15
6
值班室、控制室
综合办公室
45m2
0.1
4.5
7
地面
445m2
0.005
2.23
8
围墙
87.4米
0.006
0.57
9
照明、防爆、报警
1.0
10
生活及消防水
1.0
11
防雨棚
5.0
12
低压管道
DN100钢管
8000
180
13
中压管道
DN150、DN100
各1500
70
14
管道截门及附属设施
1
区域调压器
6
5
30
16
征地
1亩
25
25
11.2工程项目的总投资详见附表1
12工程财务评价
12.1编制依据
12.1.1国家计委和建设部颁发的《建设项目经济评价方法与参数》（1993）。
12.1.2主要设备依据厂家提供的报价。
12.1.3其他工程费用费率系数：
建设单位管理费1.5%
工程建设监理费1.5%
勘察费为工程费0.55%
设计费按工程设计收费计取
施工图预算编制费为设计费的5%
联合试运转费按第一部分费用设备及安装费用总值的1.5%
12.1.4假设该项目享受免税政策，不收取城市建设税及教育附加，销售税金及附加为零。
12.2基础数据
该项目2006年开始施工，2006年底建成投产，建设期为0.5年，生产服务年期为20年，计算期为20年,年输气量及其他基础数据见附表经济评价基础数据表（附表1）。
12.3营运成本和费用估算：
12.3.1费用估算基础数据
（1）柴油费用4.75元/L；
（2）撬车往返路程收费站共收费600元，撬车养路费6600元/月，往返共消耗柴油240L；
（3）固定资产投资的折旧，按平均年限法计算折旧，折旧年限为20年，综合折旧率4.75%，设备年维修费用为折旧费用的30%。
（4）站内人员工资1200元/（月.人），职工福利费，按生产工人工资的14%计算.
（6）用气量按每天24小时用气2100m3计算，365天用气。
每月撬车5年一检，检测费用10万元/车。
（7）燃料费：
年购气量84×104m3/a，购气价格1.9元/m3，
（8）动力费：
耗电量9000kw·h/a,电价0.55元/kwh，耗水量2000m3/a，水价2.5元/m3，年动力费1万元。
（9）输气损耗：
输气损耗率为5%.
（10）无形资产摊销费：
不计
递延资产摊销费：
不计
（11）其他费用：
按照工资及福利费用总额的50%计算，
（12）销售费用：
销售收入的0.5%。
12.3.2成本构成说明
由成本和费用估算表（见附表2）可以看出，本工程达到规模年，年售气量80万m3/年，购气量84万m3/年，总平均成本263.3万元，单位平均成本3.29元/m3。
13结论与建议：
由于宣化离气源点衙门口较远，距离为200公里，且八达岭高速路经常堵车，造成气源的运费较高，综合运营成本为3.29元/m3，经过财务分析，天然气售气价格为2.5元/m3时，此投资为亏损项目；天然气售价为3.9元/m3时，此项目各项财务评价参数接近标准参数，项目为盈利项目。
但根据我区的实际情况，参考现有煤气入户费用3800元/户，天然气也暂定为3860元/户，只依靠收取的入户费就可回收投资，并且在服务期结束时还可有盈余，所以根据我区的实际情况，在等待长输管线的过渡时期，如果长输管线在2008年引进，售气价格定为2.5元/m3时，届时项目还有盈余729万元。
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