亳州西区cng加气子站西站项目建设可行性研究报告.docx

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亳州西区cng加气子站西站项目建设可行性研究报告

前言

天然气是一种优质、高效、清洁、方便的能源。

发展天然气工业对于优化能源结构、保护生态环境、提高人民生活质量、促进国民经济和社会可持续发展，具有十分重要的意义。

为保护生存环境，合理利用现有能源，国家正积极推进城镇燃料天然气化工作。

根据天然气的资源状况和目前的勘探形势，国家建成了陕京天然气管线、西气东输天然气管线、青海涩北-西宁-甘肃兰州管线，重庆忠线-湖北武汉的天然气管道，以满足东部地区对天然气的迫切需要。

正在规划中的引进俄罗斯西西伯利亚的天然气管道将与现在的西气东输大动脉相连接，还有引进俄罗斯东西伯利亚地区的天然气管道也正在规划。

随着国际原油价格的不断攀升，国内汽油、柴油的价格也是屡创新高，同时国内天然气资源相对比较丰富，随着国家“西气东输”、“海气登陆”等大型燃气项目的建设，将天然气利用推向一个快速发展的时期。

环保、节能、安全经济的天然气汽车，各受有关部门推崇，并被列全国“清洁汽车行动”的首选车。

保护城市自然条件与环境、降低汽车污染、提高空气质量是亳州市的一个现实问题。

而建设CNG加气站，推广CNG燃料汽车可以减少汽车尾气污染、改善城市大气环境、降低车辆运营费用，实现显著的社会经济效益。

因此，根据亳州市有利的气源条件，为了使CNG加气站在技术上、经济上合理可行，充分发挥其社会经济效益，受亳州新奥燃气有限公司委托，河北华新燃气工程技术开发有限公司编制了《亳州西区CNG加气站（西站）可行性研究（代初步设计）》。

第一章总论

1.1项目名称、建设单位、企业概况

1.1.1项目名称：

亳州西区CNG加气子站（西站）

1.2.2建设单位：

亳州新奥燃气有限公司

1.1.3企业概况：

亳州新奥燃气有限公司是新奥燃气与亳州城市建设投资有限责任公司共同投资设立的中外合资企业，注册资金400万美元，总投资1332万美元。

公司服务项目包括：

天然气设施安装、管道铺设、管道燃气供应、管道燃气设备维修、改装、定期安全检查等业务。

1.2设计依据及编制原则

1.2.1设计依据

1、设计委托书；

2、《亳州市燃气供应工程可行性研究》代初步设计2003年1月

3、《亳州市城市燃气规划》2004年10月

4、国家有关燃气专业及相关专业标准、规范、规定等

1.2.2编制原则

1、优先采用技术成熟、安全可靠的国产设备，关键设备从国外引进；

2、本工程注重消防、环保、节能、安全生产和劳动卫生；

3、本工程力求技术先进，经济合理，安全可靠，切实可行，造福于民；

4、严格执行国家现行有关规范、规定和标准。

1.2.3编制范围

亳州市城市规划区共建三座CNG加气站（南站、西站、北站）。

本次设计为一期工程：

西区CNG加气子站（西站）。

1.3亳州市概况及天燃气、车用燃料供应状况

1.3.1亳州市概况

亳州市辖一区（谯城区）三县（涡阳县、蒙城县、利辛县），总人口545.7万人，总面积8374平方公里，谯城区面积2226平方公里。

市区建成区面积25平方公里，现辖3个街道办事处，总人口21.53万人。

至2010年市区人口约45-50万人。

1.3.2亳州市天然气供应现状、CNG加气站及气源规划

亳州市目前已建成LNG储存气化站，CNG卸气站作为备用气源。

LNG储存气化站通过将LNG气化后输送进中压天然气管网，亳州市目前天然气主要供应居民及商业用户。

亳州市CNG加气站规划：

市区规划三座CNG加气站，一期工程：

西站，位于西外还LNG储备站内，占地面积6.74亩；二期工程：

南站，结合西气动输“利幸-亳州”支线门站建设，规划占地面积30亩；三期工程：

北站，位于北外还附近，规划占地面积8亩。

气源规划：

亳州CNG加气站以周口加气母站、蚌埠加气母站、利幸加气母站为主要气源点，2010年“利幸-亳州”支线建成后，在亳州门站建设加气母站，利用亳州加气母站为主要气源点，满足CNG加气站的用气需求。

1、周口加气母站：

计划2006年4季度建成投产，距亳州130公

里。

2、蚌埠加气母站：

由蚌埠新奥燃气有限公司投资建设，已经投产，

距亳州190公里。

3、利幸加气母站：

由安徽省天然气公司投资建设，计划2007年

1月建成投产，距亳州100公里。

4、亳州加气母站：

计划2010年投产。

1.3.3亳州市车用燃料供应现状

亳州市现有公交车80辆，出租车1000辆，燃料以汽油为主，柴油为辅。

按照规划2011年公交车辆将达到130辆，出租车辆将达到1500辆。

1.3.4亳州市CNG加气站项目建设的必要性

“十五”期间科技部、全国清洁汽车行动协调领导小组办公室组织开展了“清洁汽车关键技术研究开发与示范应用”项目，确定重庆市、西安市等16个城市和地区作为“十五”期间，国家将进一步开展“清洁汽车关键技术研究开发与示范应用”项目，将以CNG为燃料的清洁汽车产业作为重点发展领域，这些无疑都为亳州市CNG汽车产业的发展提供了良好的外部环境。

车用CNG加气站项目的建设符合国家鼓励发展燃气汽车的产业发展政策，符合建设清洁环保城市发展的要求，符合亳州市城市发展规划，该项目建设十分必要。

1.3.5亳州市CNG加气站已经建成投产，在远期“利辛-亳州”西

气东输支线将为亳州市提供充足的管输天然气。

目前在亳州周边城市已经建成两座CNG加气母站，而且在随着管输天然气的到来，规划中亳州市加气母站也将进行建设，亳州市汽车加气站项目有充足的CNG气源保证。

新奥燃气在全国已经建成投产CNG加气站50余座，具有丰富的运营经验。

CNG成份以CH4为主，作为优质的汽车燃料，其具有价格低、污染物少、运行安全的特点，所以天然气作为汽车燃料具有广阔的市场前景。

2、项目建设目的：

建设CNG加气子站，推广使用CNG燃料汽车的目的是为了减少汽车尾气污染、改善城市大气环境、降低车辆运营费用，具有显著的社会经济效益。

因此建设CNG加气子站对实现物质文明和精神文明的现代化城市具有重要意义。

1.4自然及地理条件

1.4.1自然条件

亳州市属亚热带季风气候，气候温和、湿润，四季分明，且春秋

季短，夏季长。

极端最高温度42.1℃

极端最低温度-20℃

年平均气温14.5℃

全年主导风向东南风

夏季主导风向偏东风

冬季主导风向偏北风

年平均风速2.2m/s

最大风速20m/s

年平均降水量811.3mm

年最大降水量1473.3㎜

年最小降水量272.7㎜

最大冻土深度130㎜

1.4.2地理条件

亳州市位于安徽省西北部，地处黄淮平原南端，其地理坐标为东

经115°25′-116°03′，北纬33°25′-34°04′三面与河南接壤，西为郸城县、鹿邑县，北连商丘县、虞城县，东临永城县，南面、东南面与本省的太和县、涡阳县相接，距四周县城平均距离60公里。

105国道（北京-珠海）、311国道（连云港-西安）在市区交汇，国家南北大动脉“京九”铁路纵穿市区东侧。

1.5工程概况

1.5.1工程项目概述

根据亳州新奥燃气有限公司提供资料，本项目将采用CNG加气子

站为CNG燃料汽车加气。

天然气CNG加气母站压缩后通过CNG子站拖车运至市区各CNG加气子站，通过CNG加气子站系统为CNG燃料汽车加气。

CNG加气子站的建设进度应根据公共交通车辆气化进度合理确定。

本次以一期工程（西站：

西区CNG加气子站）为主要设计内容。

1.5.2工程项目建设内容

亳州西区CNG加气子站在已建亳州LNG储存气化站站内建设。

其加气站房、汽车加气岛均为新建。

站内采用箱式变电站为加气站供电。

加气站内设有液压子站撬体、加气站房、汽车加气岛及箱式变电站。

加气站房内设有营业室、卫生间、办公室、更衣间、控制室。

汽车加气岛内设有三台加气机。

1.6设计规模、供气范围和供气原则

1.6.1设计规模

按照规划2011年公交车辆将达到130辆，出租车将达到1500辆；

亳州西区CNG加气子站（西站）日加气能力为17000立方米。

1.6.2供气范围

亳州西区CNG加气子站（西站）主要为亳州市的CNG燃料汽车提

供车用CNG燃料。

1.6.3供气原则

利用天然气压缩工艺满足CNG燃料汽车的燃料需求，优先气化公

交车、出租车等车辆，并尽量满足其它CNG燃料车辆的用气需要。

第二章CNG加气子站气源及方案比选

2.1CNG加气子站气源

CNG加气子站是以CNG加气母站为气源，天然气在加气母站压缩

后通过CNG子站拖车运至CNG加气子站。

气源：

气源规划：

亳州CNG加气子站以周口加气母站、利辛加气

母站为主要气源点，2010年“利辛-亳州”支线建成后，在亳州门站建设加气母站，利用亳州加气母站为主要气源点，满足CNG加气子站的用气需求。

2.2CNG液压加气子站方案（第一方案）

CNG液压加气子站技术从国外新近引进一种CNG加气子站新技术，

其采用液压增压系统代替传统气体压缩机增压系统，主要设备包括液压子站撬体、加气机。

CNG液压加气子站具有系统整体集成度较高、加气能力强、自动化程度高、安装方便、运行成本低等特点，具有广阔的市场推广价值。

2.2.1技术方案

1、工艺流程

CNG子站拖车到达CNG加气子站后，通过快装接头将高压进液软

管、高压回液软管、控制气管束、CNG高压出气软管与液压子站撬体连接，系统连接完毕后启动液压子站撬体或者在PLC控制系统监测到液压系统压力低时，高压液压泵开始工作，PLC自动控制系统会打开一个钢瓶的进液阀门和出气阀门，将高压液体介质注入一个钢瓶，保证CNG子站拖车钢瓶内气体压力保持在20～22Mpa，CNG通过钢瓶出气口经CNG高压出气软管进入子站撬体缓冲罐后，经高压管输送至CNG加气机给CNG燃料汽车加气。

CNG液压加气子站工艺流程方框图如下：

2、主要设备

序号

项目

主要设备清单

数量

备注

液压子站撬体

撬体、增压系统、液压介质储罐、液压介质、CNG缓冲罐

1套

此4套设备为液压子站系统配套提供。

仪表风气源设备

1套

控制柜

1套

CNG子站拖车

2头

3拖

加气机

单线双抢售气机

3抬

配电设备

YBM22-12/0.4-160

1台

3、技术特点

A）CNG液压加气子站加气能力大，加气能力不低于2000Nm3/h。

B）耗电功率小，系统总功率不超过75KW。

C）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。

D）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。

E）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，且系统二作振动小，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。

F）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。

G）CNG液压加气子站系统卸气余压为1.0Mpa，卸气率达到95%。

H）CNG液压加气子站这几年发展迅速，环境适用能力较强，可以在国内地区很好应用。

2.2.2劳动定员：

29人

2.2.3建设投资

建设投资991万元，其中

工程费用856万元

工程建设其他费用88万元

预备费47万元

2.2.4电能消耗

CNG液压加气子站主要耗能为电能，液压子站系统总功率为75kw，其它动力及照明、仪表用电约为40kw，小时加气能力为2000Nm3，按每天工作12小时计算，全年耗电量为40×104kwh.

2.3CNG常规加气子站（第二方案）

CNG常规加气子站技术采用传统气体压缩机增压系统，主要设备包括卸车压缩机、顺序控制盘、储气瓶组、加气机。

2.3.1技术方案

1、工艺流程

CNG子站拖车到达CNG加气子站后，通过卸气高压软管与卸气柱相连。

启动卸气压缩机，CNG经卸气压缩机加压后通过顺序控制盘进入高、中、低储气瓶组。

储气瓶组里的CNG可以通过加气机给CNG燃料汽车加气。

CNG常规加气子站工艺流程方框图如下：

CNG

2、主要设备

气体压缩机撬体

撬体、增压系统

2套

储气瓶组

8个0.92m3储气钢瓶组成

1套

CNG子站拖车

2头3拖

售气系统

三线双枪售气机

3台

顺序控制盘

通过能力2000Nm3

1套

卸气拄

包括质量流量

1套

配电设备

YBM22-12/0.4-320型箱变

1台

3、技术特点

a）单台气体压缩机的小时加气能力根据拖车内压力不同而在600-2000Nm3范围内变化，小时加气能力平均为1000Nm3。

b）压缩机主电机功率为90kw，共两台，系统总功率不超过220kw。

C）系统设备主要设备有气体压缩机撬体、储气瓶组、顺序控制盘、CNG加气机等，CNG加气机采用三线双枪加气机，气体压缩机为往复式压缩机，震动较大，为了满足减震要求需要较大的基础。

d）常规加气子站主要依靠储气瓶组的压力通过CNG加气机为CNG燃料汽车加气，加气速度根据储气瓶压力不同而变化。

e）常规加气子站系统需要设置必要压力、泄露报警等控制仪表，其压缩机停机可以与储气瓶压力连锁自动控制，压缩机启动需要操作人员根据储气瓶组压力人为启动。

f）常规加气子站系统卸气余压为2.4MPa,卸气率为88%。

2.3.2劳动定员32人

2.3.3建设投资

建设投资1007万元，

其中

工程费用869万元

工程建设及其他费用89万元

预备费49万元

2.3.4电能消耗

CNG常规加气子站主要耗能为电能，加气子站系统设备总功率为180kw，其它动力及照明、仪表用电约40kw，小时加气能力为2000Nm3，按每天工作12小时计算，全年耗电量为84.68×104kw.h。

2.4方案比较与推荐方案

2.4.1方案比较

1、技术方案比较

a）CNG液压加气子站用电功率为115kw，远远小于CNG常规加气子站的220kw，从而大大降低能源消耗。

b）CNG液压加气子站相对于CNG常规加气子站主要设备少，连接管道数量少，因此管道连接点少，漏气的可能性降低，设备基础少，因此在土建投资、施工费用上大大降低，安全性显著提高。

c）CNG液压加气子站相对于CNG常规加气子站设备整体集成度高，安装非常方便，设备安装周期大大缩短。

d）由于CNG液压加气子站加压设备采用的液压泵，而CNG常规加气子站采用往复式气体压缩机，因此相对于CNG常规加气子站，CNG液压加气子站系统具有震动小、噪音低的特点。

e）CNG液压加气子站系统子站拖车内CNG始终保持较高而且比较稳定的压力，因此加气速度快；而CNG常规加气子站储气瓶组内的压力是变化的，加气速度随着储气瓶组的压力降低而降低，因袭CNG液压加气子站相对于CNG常规加气子站加气压力高而稳定，加气速度快。

f）CNG液压加气子站系统控制主要依靠液压子站撬体自带的PLC控制系统来自动完成的，而CNG常规加气子站需要另行设计控制仪表系统且自动程度低，因此CNG液压加气子站相对于CNG常规加气子站自动化程度高，控制仪表系统投资少，控制效果好，操作人员少。

h）CNG液压加气子站相对于CNG常规加气子站卸气余压低，卸气率高达95%，每次卸气可以多卸315Nm3。

2、技术经济方案比较

CNG加气子站投资、运行费用等主要经济指标进行比较，见下表：

序号

项目

液压加气子站

常规加气子站

建设投资

991万元

1007万元

占地面积

6.74亩

7-8亩

年加气量

595×104m3

耗电量（×104KWh/a）

40.0

84.68

耗水量（t/a）

4000

劳动定员

29人

32人

年运行成本

389.3万元

430.7万元

电费

25.4万元

53.8万元

水费

0.7万元

车用燃油

124.2万元

人员工资福利费

116万元

127万元

维修费用

50万元

52万元

其他费用

73万元

2.4.2推荐方案

通过上述方案的鳔胶可以看出，从投资方面，常规加气子站略高于液压加气子站，CNG液压加气子站的有时不很明显；从技术和运营方面，液压加气子站都明显优于常规加气子站；因此推荐液压加气子站方案。

2.5天然气组分、基本参数

亳州市CNG加气子站的气源：

近期以周口加气母站、蚌埠加气母站为主要气源点，中期气源点增加利辛加气母站，远期利用“利辛-亳州”“西气东输”支线在亳州市新建加气母站为主要气源点，通过CNG子站拖车将CNG运至CNG加气子站。

几个气源点均为“西气东输”气源。

2.5.1“西气东输”天然气组分及参数

天然气主要组分（v%）

成分

CH4

C2H6

C3H8

CO2

96.768

1.15

0.224

0.045

0℃，1标准大气压下天然气性质：

1、低热值36.31MJ/Nm3

2、华白指数52.88MJ/Nm3

3、爆炸极限5.0%—15.4%

4、燃烧势38.3

5、运动粘度13.79×10-6m2/s

6、动力粘度10.8kg.s/m2

7、密度0.75kg/m3

8、比重0.58

2.6CNG与汽油、LPG、柴油的对比

2.6.1CNG与汽油的对比

CNG作为汽车燃料与汽油相对比具有以下特点：

1、污染物少

目前各大城市汽车尾气排放是造成城市空气污染的主要原因，它占了空气污染源总量的60%以上，将汽车燃料由汽油改为CNG后，尾气污染将会明显减少。

CNG汽车尾气中，CO减少97%，HC减少72%，NOX减少24%，SO2减少90%，可以说天然气是汽车最佳的清洁燃料。

2、运行费用低

近年来随着国际原油价格直线上升，国内汽油价格也随着不断上涨，而CNG价格一直保持稳定，单价差额保持在1.4-1.7左右，因此以CNG为燃料将大大降低车辆运行费用。

汽油与CNG性能对比表

燃料

热值

密度

单位体积热值

93#汽油

43.953MJ/Kg

0.75Kg/L

32.96MJ/L

CNG

36.31MJ/Nm3

0.75Kg/Nm3

36.31MJ/Nm3

对单位体积热值的比较，用CNG取代汽油，1Nm3天然气相当于1.10L汽油。

以出租车日行驶293公里经济效益比较表：

燃料

百公里耗量

单价

日燃料成本

93#汽油

4.9元/L

129.36元

CNG

8.2Nm3

3.5元/Nm3

84元

出租车以CNG为燃料替代汽油每天燃料成本减少45.36元，大大降低了运行出租车的运营成本，经济效益明显。

3、运行安全

天然气相对密度（空气为1）小，为0.58～0.62，泄露后很快升空，易散失，不易着火；汽油蒸气较重，液态挥发有过程，切不易散失，易着火爆炸。

天然气爆炸极限为5.0%～15.4%，汽油爆炸极限为1%～6%，而且天然气自燃点（在空气中）为650℃，比汽油自燃点（510～530℃）高，故天然气比汽油泄露着火的危险小。

而且天然气汽车的钢瓶是高压容器，其材质及制造、检验试验有严格的规程控制，不易因汽车碰撞或翻覆造成失火或爆炸，而汽油汽车的油箱系非压力容器，着火后容易爆炸。

2.6.2CNG与LPG的对比

CNG作为汽车燃料与LPG相对比具有以下优点：

1、运行费用低

CNG与LPG都是清洁的汽车燃料，但近年来LPG价格受国际原油价格影响较大，而CNG价格相对稳定，从而使CNG作为汽车燃料相对于LPG大大降低了车辆的运营成本。

以出租车日行驶293公里经济效益比较表：

燃料

热值

单价

日消耗量

日燃料成本

LPG

47.3MJ/Kg

5.5元/Kg

18.4kg

101.3

CNG

36.31MJ/Nm3

3.5元/Nm3

24Nm3

车辆以CNG为燃料替代LPG每天燃料成本减少17.3元，降低饿运行出租车的成本，经济效益明显。

2、车辆故障率低

目前国内的LPG的杂质较多，有时会造成油路堵塞，导致车辆的维修量增大，影响车辆运营，而CNG主要成份是CH4，纯度高，杂质少，燃烧充分，因此使用CNG为燃料车辆故障率低。

3、运行安全

天然气相对密度（空气为1）小，为0.58～0.62，泄露后很快升空，易散失，不易着火；LPG密度比空气重，液态挥发有过程，易着火爆炸。

天然气爆炸极限为5.0%～15.4%，LPG爆炸极限为1.5%～10%，故天然气比LPG泄露着火的危险小。

2.6.3CNG与柴油的对比

柴油与CNG性能对比表

燃料

热值

密度

单位体积热值

柴油

37.92MJ/L

0.84Kg/L

37.92MJ/L

CNG

36.31MJ/Nm3

0.75Kg/Nm3

36.31MJ/Nm3

对单位体积热值的比较，用CNG取代柴油，1Nm3天然气相当于0.95L柴油。

以公交车日好耗量经济效益比较表：

燃料

日耗量

单价

日燃料成本

柴油

45L

4.64元/L

208.8元

CNG

47Nm3

3.5元/Nm3

164.5元

公交车以CNG为燃料替代柴油每天燃料成本减少44.3元，大大降低了公交车的运营成本。

2.6.4CNG的时常前景结论

通过CNG与汽油、LPG、柴油的对比，CNG是一种更清洁、更安全、更经济的替代车用燃料。

因此CNG作为车用燃料的市场前景非常广阔，随着CNG燃料市场的进一步扩展，必将为社会创造巨大的经济效益和社会效益。

第三章CNG加气子站项目市场预测

亳州市CNG加气子站项目市场定位为公交车、出租车等公共交通车辆。

目前CNG加气站项目作为“十一五”期间开展天然气分销利用业务的重要组成部分，而且使用CNG作为汽车燃料能够创造巨大的经济效益和社会效益，所以应该在政策规划、汽车改装、燃气汽车的鼓励政策等方面加以扶持，从而进一步CNG加气站项目市场拓展。

3.1公共交通车辆保有量及预测

根据目前亳州市公交车、出租车保有数量以及发展趋势，对亳州市2006年至2011年公交车、出租车数量作如下预测：

名称年份

2006

2007

2008

2009

2010

2011

公交车（辆）

100

110

120

130

出租车（辆）

1000

1100

1200

1300

1400

1500

3.2车辆用气指标

亳州市公交车、出租车用气指标表：

（1Nm3天然气相当于1.10L汽油）

名称年份

日耗油量（L）

日耗气量（Nm3）

公交车

38.5

出租车

26.4

3.3CNG燃料汽车用气量

2006、2007、2008、2009、2010、2011公交车、出租车日加气

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