某市xx天然气加气站项目优秀建设可行性研究报告.docx
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某市xx天然气加气站项目优秀建设可行性研究报告
平度市XX天然气加气站项目
可行性报告
二○○八年十二月
平度市XX天然气加气站项目
可行性报告
编制:
校对：
审核：
审定：
二○○八年十二月
1本可行性报告的依据
1.1规范
1）《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2002
2）《城镇燃气设计规范》GB50028-93（2002年版）
3）《天然气》GB17820-19
4）《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92
5）《建筑灭火器配置设计规范》GBJ140-90
6）《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》SH3063-1999
7）35～110kV变电所设计规范GB50059－92
8）10千伏及以下变电所设计规范GB50053－94
9）低压配电设计规范GB50054-95
2燃气汽车的发展状况
进入二十一世纪，全球的城市化进程正以前所未有的规模和速度发展，而发展中国家的城市化速度高出发达国家3～4倍。
到2025年，亚洲和非洲地区的城市人口将会翻一番，全球将有三分之二的人口居住在城市。
城市化的进程直接导致了人们对机动车需求的快速增长。
以往的经验和研究表明，机动车保有量的增长比人口的增长快得多。
在1950年，全球只有5000万辆汽车，大约每1000人仅有2辆汽车，而到1995年，全球已拥有6.5亿辆汽车，平均每1000人拥有100辆汽车；预计2010年，汽车的总保有量将超过8亿辆。
目前世界上大部分汽车集中在富裕地区，而发展中国家的汽车拥有量较少，但其增长速度很快。
随着城市化进程的不断加快和机动车保有量的迅速增加，机动车排放的污染物对城市大气环境的影响日益严重。
调查表明，城市大气污染超标严重的区域往往集中在人口稠密、道路网密集、交通繁忙的区域，这反映出城市大气污染同机动车尾气排放有较高的相关性。
人们对机动车排放的尾气污染的关注始于1950年前后，在此之前工业污染排放和燃煤是影响空气质量的主要因素。
传统的汽油和柴油车尾气排放的主要污染物为CO、HC和Knox等气态污染物和PM。
这些污染物除人体的健康产生直接危害外，它们在适合的光照、温度和湿度条件下，还会发生光化学反应，生成以臭氧和二次颗粒物为代表的二次污染物，对人体健康可能存在更严重的危害。
流行病学的研究表明，长期接触臭氧的人群，容易患肺部等疾病，PM10浓度的上升则与人群的发病率和死亡率密切相关。
天然气是一种清洁燃料，是目前世界各国争相利用的理想能源，在世界能源消费中占24%，据国际能源组织预测，世界天然气消费量2010年将达到3.5～4万亿立方，将以压倒石油和煤炭的优势，成为世界一次能源消费中的首选能源。
在我国，目前车用天然气技术已相当成熟，尤其在有天然气资源的地区,天然气汽车应用的比较普遍，得到了显著的效果。
天然气作为汽车燃料，始于第一次世界大战期间，当时采用常压胶囊装载天然气，用来解决战时燃料紧缺问题。
使用压缩天然气作为汽车燃料则始于30年代的意大利。
经过几十年的发展，压缩天然气汽车技术在许多方面趋于成熟和完善，尤其从20世纪60年代，压缩天然气作为汽车燃料在天然气储量丰富的国家得到了迅速的发展。
目前，世界上已有45个国家拥有天然气汽车，有43家大中型汽车生产商、11家天然气汽车发动机生产商，天然气汽车总量已达105.5万辆，CNG加气站3600座以上。
我国使用天然气汽车的历史可追溯到60年代，当时采用的也是低压帆布气囊。
80年代初，四川的威远、南充等地开始进行CNG汽车和加气站的试点，并取得了成功。
90年代四川省开始大规模建设CNG项目。
在短短的几年时间内，四川建设了近30座加气站，改车约2000多辆。
北京、上海、西安等地也相继建设天然气汽车工程。
后来国家和地方也陆续出台了一些鼓励使用天然气等清洁能源汽车的优惠政策和意见。
目前，我国已有CNG汽车近40万多辆，加气站500多座。
据了解，目前市区大气污染类型正在由煤烟型向煤烟与机动车污染混合型转化。
据2004年市环保部门对市内主要交通干线两侧人行道空气中的机动车尾气污染状况调查监测数据，岛城主要交通干线两侧人行道中机动车排放CO和Knox的污染比例56.9％和70.3％。
据宏观测算，目前机动车尾气排放对市区市大气环境污染已达到60％以上。
由于机动车污染对城市环境和人体健康造成了严重危害，世界各国都在采取积极的相应措施来控制机动车污染。
治理其根本办法是改进汽车的燃料种类和成分，汽车用天然气是当前最有效的也是最重要的措施之一。
目前,我国各个城市利用天然气是坚持能源、经济、环境可持续发展战略，优化能源结构，保护环境的重大措施。
它对拉动国民经济增长、提高人民生活质量、加快城市现代化基础设施建设，具有很好的促进和推动作用。
无论在经济效益、社会效益和环境效益上，都将产生深远影响。
“十五”期间国家能源结构将进行全面的调整和优化。
随着国家“西气东输”、“海气登陆”等工程的逐步实施，国内的天然气市场将逐步形成并趋于稳定。
中石化天然气产业要发展、中原油田和西部地区等天然气资源要得到很好的开发利用，必须开辟新的天然气市场。
为了支持山东省蓝天碧水工程，提高大气质量和环境质量，优化投资环境，加快城市现代化建设进程，中石化的天然气资源将优先供应山东省，待“西气东输”工程实施后，新疆塔里木、内蒙鄂尔多斯盆地的天然气资源将利用“西气东输”管线，在河南焦作市下气，与中原油田的天然气汇合后全面供应山东市场。
中原油田的天然气资源情况：
1998年底探明天然气地质储量1005.51亿立方米，占资源量的29.3%，开采储量373.8亿立方米，其中气层气190.59亿立方米，溶解气183.21亿立方米，现累计生产天然气251.6亿立方米，剩余开采储量122.2亿立方米。
中原油田每年开采天然气8.5亿立方米。
目前中原油田的天然气已由濮阳输至济南，济南、淄博和青岛的天然气管线已竣工投产。
青岛市的墨市和胶州市分别建设了天然气加气母站,分别向个各个天然气加气站供气。
2005年气田累计探明储量达到2100亿立方米，是四川盆地迄今为止发现的最大整装气田。
通南巴区块2005年新增控制天然气地质储量419亿立方米。
根据中石化天然气开发和配套建设项目安排，川东北天然气开发总规模为100亿立方米/年（商品气为80亿立方米/年）。
包括普光气田60亿立方米/年（商品气为42亿立方米/年）和通南巴区块40亿立方米/年（商品气为38亿立方米/年）的开发。
另外，中海油渤海湾天然气的管道也正在覆盖胶东半岛，所以平度发展天然气汽车在气源供应上是有保障的。
平度市位于山东半岛东部,与烟台市牟平区和乳山市相接,北连威海市环翠区,东邻荣成市,南濒黄海,是一座美丽的充满活力的沿海开放城市.因政府政策的大力扶持,加上地理环境、经济势力等方面的因素，公交和出租车业比较发达。
平度市作为我国东部沿海重要的旅游城市，正在向国际化的都市迈进。
长期以来，平度市的交通能源以汽、柴油为主，城市的大气污染也在日益增大。
减轻大气污染，改善投资环境，最根本的措施就是要改变传统燃料结构，积极引进和推广应用天然气——这一洁净、优质、高效能源。
使会给平度市的经济发展和大气污染的治理带来良好的硕果。
3天然气汽车的优越性
CNG汽车与汽柴油汽车相比，无论是在技术性能上还是在运行工况上，都具有许多优越性，具体体现在以下几个方面：
3.1污染少
目前各大城市汽车尾气排放是造成城市污染的主要原因，改为天然气后，尾气中的Knox、CO、CO2、PM的排放浓度有较大幅度的降低。
下面是美国能源部的一个CNG公交车与同类柴油车主要污染物排放因子的比较结果（单位：
g/mile）：
Knox
CO
CO2
PM
CNG公交车
11.2
0.74
2828
0.016
柴油公交车
24.3
10.95
2554
1.76
从上表比较可以看出，CNG公交车的Knox、CO和PM排放因子比同类柴油车分别下降55%、98%和99%。
3.2使用安全
天然气相对密度为0.54，比空气轻（空气为1），一旦泄漏后易扩散，不易积聚着火，汽柴油较重，呈液态，泄漏后有挥发过程，不易散失，易着火爆炸，并且天然气的自燃点一般为650℃，比汽柴油自燃点（510～530℃）高，故天然气比汽柴油泄漏着火的危险性小。
另外天然气汽车用钢瓶系高压容器，其材质及制造、检验、试验均有严格的标准控制，其试验压力高于工作压力4倍，并且装有防爆设施不会因为汽车碰撞或翻覆造成火灾或爆炸。
3.3可延长汽车发动机的使用寿命，降低维修费
由于天然气辛烷值大于120，并且高于汽柴油5%～10%，因此运行比较平稳，无爆震现象。
另外，由于天然气燃烧充分，对发动机油污染小，可以减少对发动机的磨损，延长发动机的寿命，同时维护保养费较汽柴油低。
3.4运行费用较低
这不仅表现在燃料成本，而且表现在燃料用量上。
1M3天然气的动力值相当于1.14升汽油，即烧1M3天然气所行驶里程相当于烧1.14升汽油所行驶里程。
3.5动力性能
由于发动机结构参数的制约，致使发动机动力性能略微下降（改装车），但是通过适当增大发动机的压缩比即可使其动力性能提高，一般下降的幅度控制在5%左右，不会影响汽车的爬坡能力。
平度市区目前使用的是中原油田气，其组分和物性参数如下：
1）组分（体积）：
成分
含量（%）
备注
CH4
96.27
C2H6
1.47
C3H8
0.1
N2
0.92
CO2
1.27
2）物性参数
密度0.6967Kg/Nm3
运动粘度1.406×10-6m2/s
露点-15℃
燃气低热值34.5MJ/Nm3
爆炸极限5～15%
3.6天然气即安全可靠又价格实惠。
随着国际原油价格的震荡，汽油价格波动很大。
93#汽油零售价格按照6.05元/升折算。
按照热值折算天然气售价
汽油热值：
45.2MJ/Kg（10800Kcal/Kg）
天然气热值：
34.3MJ/m3（8200Kcal/m3）
汽油密度：
0.743Kg/L
汽油零售价：
6.05元/升
天然气零售价格：
3.86元/m3
根据国内外测试报告：
1m3天然气可替代汽油不低于1.1升，一般取1.14升。
可见，天然气作为汽油的替代燃料，即安全价格又实惠。
在天然气汽车推广使用的前几年内，可能由于汽车改装费用较高，加气站的布局、改装配件和维修等方面不很完善，出租车业主处于观望状态，影响出租车的改气，但随着加气系统的不断完善，会有更多的出租车业主选择燃气，以节省因燃油增加的额外费用。
根据调查：
平度市公交车一般日行驶200公里，每百公里耗油为36升，折算大型公交车天然气耗量约为63.2m3/d。
出租车：
按平均日行驶420公里，每百公里耗油为8.5升，折算天然气耗量约为31.3m3/d。
在平度市建设天然气汽车加气母站更重要的是给需要压缩天然气的经销商供应压缩天然气。
4加气站建设
4.1加气母站方案设计
1）工艺流程
加气母站的流程为：
管道输送来的天然气首先经过螺旋分离器过滤，使气体较为纯净，再经过调压和计量，脱硫塔和脱水器进行脱硫脱水处理，使天然气含水量达到国家汽车用标准，以保障压缩机系统正常运行。
增压后的天然气（25Mpa）经顺序控制盘自动向储气装置供气，或通过装气柱直接向子站运转车装气。
CNG加气母站的工艺流程框图如下所示：
原料气
调压计量
螺旋分离器原料气
高压储气瓶
顺序控制
压缩
干燥
中压储气瓶
脱硫塔
低压储气瓶
子站转运车
加气母站的工艺流程见图Q0558-2
2）系统组成
加气母站系统和常规加气站系统类似，其主要有以下八部分组成：
（1）原料气除尘系统：
因天然气来源不一，气质也不一样，为了去除原料气中的灰尘、铁锈、水分等固液体颗粒，在天然气进站后设置两套规模为20000Nm3/h的螺旋分离器，一用一备。
分离效率约85～98%。
一期全部建成。
（2）调压计量系统：
每两套压缩机组配套一组调压计量装置，全部为橇装式。
一期设置2套3000Nm3/h的调压计量橇，阀后压力为0.3MPa。
二、三期分别设置1套3000Nm3/h的调压计量橇，阀后压力为0.6MPa。
每套系统由过滤净化、调压、计量和安全保护等子系统组成。
过滤净化：
采用双路四台高效过滤器（过滤精度5µm2台，过滤精度50µm2台）、带差压显示，使进入调压器的燃气得到充分有效的过滤、净化，保护调压器及后端设备，且便于观察过滤器的清洁程度，及时清洗。
调压：
调压结构采用2+1型式，即一级调压双路调压加旁通手动调压，调压器前安装安全切断装置，在旁通管上设置节流截止阀，在非正常情况下，实现手动调压，保证不间断供气。
计量:
作为与上游结算的依据。
配置智能涡轮流量计一台，带温压补偿功能，计量精度：
1.5级；可实现智能计量，显示瞬时流量、累计流量。
安全保护:
主要是为了保证后续设备如压缩机、阀门、仪表等设备的运行安全。
包括进出口安全放散阀，安全切断阀，超高压或超低压自动切断。
响应速度快，切断精度1％。
切断时间小于0.1秒。
（3）脱硫系统：
脱硫装置设在压缩机前，一方面可保护压缩机组，有利于压缩机运行和维护，保证车用瓶组的安全使用，同时主要能提高气质标准，有利于降低汽车尾气污染，净化城市空气质量。
采用干法脱硫技术，脱硫剂更换周期一般为1年以上，出脱硫装置后天然气中的硫含量一般不大于10mg/Nm3。
脱硫塔一般要求双塔配置。
每两套压缩机组配套一组脱硫装置，全部为橇装式。
一期设置2套3000Nm3/h的脱硫橇，设计压力1.0MPa。
二、三期分别设置1套3000Nm3/h的脱硫橇，设计压力1.6MPa。
（4）脱水干燥系统：
主要是对天然气进行深度脱水，天然气的水露点在25Mpa的压力下，满足最低温度的要求。
其主要包括除尘、脱水干燥等工序。
拟选用双塔再生干燥器，整体撬装式结构，吸附塔为双塔设置。
脱水剂为分子筛，可实现深度脱水。
再生时可在双塔间切换，可实现24小时连续工作，不间断输出洁净、干燥的气体，确保输出气体的露点满足车用天然气国家标准。
为了能够实时掌握压缩天然气水露点情况，保证压缩机的正常运转，在系统中拟设置在线式水露点检测报警仪，以便实时监测干燥器的水露点，当干燥器出口的水露点超过设定值时，发出报警信号，提示操作人员将干燥器切换到再生工作程序。
一期设置2套3000Nm3/h的脱水橇，设计压力1.0MPa。
二、三期分别设置1套3000Nm3/h的脱水橇，设计压力1.6MPa。
（5）压缩系统：
它是加气母站的核心，设计拟采用进口设备。
设计采用一机一橇形式。
一期设置4套1500Nm3/h的压缩机组，入口压力为0.3Mpa，二、三期分别设置2套2500Nm3/h的压缩机组，入口压力0.6MPa。
橇装底盘上除装有压缩机、电机外，还装有控制系统、安全防护系统、风冷式冷却器、气体净化系统及缓冲罐回收罐系统，橇块外部装有全天候防雨隔音防护罩，外罩外部为彩钢板，内部装有特殊材料可起到隔音、降噪、防火、保温作用。
（6）储气系统：
为了满足汽车不均衡加气的需要，CNG加气站应设置高压储气系统、以储存加压后高压气。
（7）控制系统：
加气母站的控制系统也分为6个部分，即电源控制、压缩机组运行控制、储气控制、净化过程控制、系统安全控制、装气控制。
加气站的控制系统对于加气站的正常运行非常重要，一个自动化程度高，功能齐全的控制系统可以大大地提高加气站的工作效率，保证加气站的安全、可靠运行。
母站拟采用PLC（可编程序控制器）自动控制系统。
PLC放置在控制室内的控制柜中，可以集中控制压缩机所有功能，并可同时控制电机、冷却系统、回收系统、优先顺序控制系统的所有操作，保证压缩机能安全运行。
主PLC主要负责压缩机组间的通讯联络。
（8）加气系统：
本规划的母站主要是向子站转运车加气。
一般情况下，母站设备的正常加气速度应满足在60分钟左右内加满1辆4500立方米的气瓶转运车（有效运量约4300立方米）。
根据规划总量和子站转运车的数量，设计拟设置2台拖车加气柱，每套配置单枪高速加气枪一个，带质量流量计，加气管线应带有气体放空装置，能将加气尾气通过加气柱顶端放空到大气中。
3）工艺设备配置
加气母站主要工艺设备配置表
序号
内容
规格
单位
数量
备注
一期
二期
三期
1
螺旋分离器
20000Nm3/h
台
1
2
调压计量装置
3000Nm3/h,P2=0.3MPa
套
1
5000Nm3/h,P2=0.6MPa
3
脱硫装置
3000Nm3/h,P2=0.3MPa
套
1
5000Nm3/h,P2=0.6MPa
4
双塔再生
干燥器
3000Nm3/h,P2=0.3MPa
套
2
5000Nm3/h,P2=0.6MPa
1
5
压缩机组
1500Nm3/h,P1=0.3MPa
套
1
2500Nm3/h,P1=0.6MPa
1
6
储气井
3m3
套
7
加气柱
6400Nm3/h
套
2
合计
10
4）站址描述和总图
整个母站布置分成2个区：
站区分为生产辅助区，包括办公、维修维护中心和变配电室等。
生产区，由铁栅栏将其再分为天然气加工区和天然气加气区，方便车辆出入，设置4个装车位，站房和加气罩棚以及转运车停车场；天然气加工区主要由螺旋分离器、调压计量设备、脱硫塔、脱水干燥装置、压缩机以及天然气气瓶车（或储气井）等组成。
整个站区面积为占地面积约3330平方米，其中建筑面积约为120平方米。
站区设置非实体围墙，其它三面设置实体围墙，高度一般为2.2米。
生产区设宽为12米的大门两座，辅助区设置宽7米的大门一座，生产区与辅助区之间用高为2.2米的实体围墙隔开。
另外可预留供民用的天然气减压设施的地方，下一步专供城市居民用天然气。
装车位和天然气转运车停位处，设计为平坡。
装车柱和转运车之间设置挡车护栏。
站内停车场和道路路面为混凝土路面。
站区根据规划要求种植草坪、设置花坛，但生产区不能种植油性
植物。
5）消防和给排水
已有城市消火栓，根据《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB50156-2002）的规定，压缩天然气站可不设消防给水系统，所以本母站只根据规范设置必要的消防器材。
在每台装车柱边配置1只8Kg手提式干粉灭火器；变配电室设置4个8Kg手提式干粉灭火器；值班室设置2个8Kg手提式干粉灭火器。
压缩机操作棚等生产区设置4台35Kg推车式干粉灭火器；在站房内设置5只4Kg手提式干粉灭火器。
站内供水接站外现有供水管网。
地面雨水散流向东排出站外。
站内生活污水经站内化粪池后排到站外污水系统。
6）电源方案
（1）供电要求
本工程的工艺装置是加工处理易燃易爆危险介质的连续生产装置，在生产过程中的突然停电将导致人身和设备重大损伤及巨大经济损失，因而要求保持生产连续性、安全可靠性和稳定性，其主要用电负荷均属一、二级负荷，因此，要求外供电源引自两个独立的电源点，当一电源故障失电时，另一电源能满足其用电要求。
（2）供电方案
<1>供电电压等级：
①三相交流10kV：
厂内中压配电电压。
②三相交流380V/220V：
厂内低压配电电压。
③单相交流220V：
照明等用电设备电压。
④单相交流36V：
检修照明电压。
<2>供电设施
①装置10kV变配电所
装置区设一个10kV变配电所，变配电所内设10kV配电室、高压电容补偿室、低压配电室（包括变压器）、控制室及值班室，其供电范围为本项工程的全部高压用电负荷和低压用电负荷。
②该变配电所10kV和0.38kV供电系统均采用单母线分段接线。
③无功补偿：
为了便于无功调节，在工程中主要采用高、低压无功补偿，主要措施为：
装置10kV变配电所设10kV高压补偿装置；变电所380V低压侧设自动无功补偿装置，补偿后的功率因数为0.92。
④事故应急电源
生产单元变配电所受电均为双电源，当一回路电源失电，另一回电源自动投入，较重要的电动机等重要用电设备设有自起动装置。
仪表控制系统设UPS供电，蓄电池后备时间为30分钟。
⑤微机综合自动化系统
在装置10kV变配电所设置微机监控及保护系统，把保护、控制、监测、计算、记录和制表综合起来。
微机监控系统集中在装置10kV变配电所，变配电所将借助通讯线联网，可实现无人值班。
继电保护采用数字式综合保护器，它具有多功能的保护（短路、接地等）并具备数字记忆功能。
10kV、0.38kV的综合保护系统采用分散式。
<3>配线方式
主要采用高性能的阻燃电缆沿电缆桥架架空敷设，个别情况采用电缆直埋敷设方式，电缆桥架采用高强度大跨距耐腐蚀的铝合金桥架。
<4>照明
照明主要分为工作照明、事故照明和检修照明，照明电源与动力电源共用变压器，设置稳压、节能照明控制柜，并且有电量计量功能。
<5>防雷、接地
站区设备和管道应根据要求设置防雷、防静电接地。
接地设计包括工作接地、保护接地、防雷接地和防静电接地，上述接地采用共用接地网，接地电阻不大于10Ω。
7）电信
本工程的电信包括站区的火警电话、办公行政电话。
市政电话网可以满足本工程市话直拨电话、火警直通等通信的需要，本工程站区内统一以交接配线方式进行配线。
在办公室内设置20线交接箱，以便站内通信网的配线。
室外电缆采用地下直埋敷设，室内以暗配管线敷设为主。
8）主要设备
根据地区的气候条件及设备运行的特定环境选择符合国家标准的电气设备，以确保装置电气运行的可靠性，安全性和先进性。
<1>防爆电器
爆炸危险区域内的电气设备按照国家标准选用防爆类型的产品，以确保操作运行的可靠安全性。
<2>普通电气设备
所有设备和材料应是国家批准用于规定的用途、环境和用法，并标明遵循的标准。
①中压配电装置（10kV）
10kV为带真空断路器的户内型金属铠装开关柜。
②电动机
0.55～132kV电动机：
3相380V。
160kW及以上电动机：
3相10kV。
③低压配电装置（380V）
380V动力中心及马达控制中心采用户内安装多层结构。
9）自控
站区加气系统采用PLC 控制。
每两台压缩机由1套PLC控制，共4套，每套PLC可以完成对各自的压缩机系统进行数据、信号采集、故障显示和诊断、顺序启动/停机等全过程管理，并可同时控制电机、冷却系统、气体回收系统、优先顺序控制系统、紧急关断系统的所有操作，保证压缩机能安全运行。
由设置在控制室内的主PLC通过与各压缩机PLC通信联络，可以实现机间控制。
整个系统的压力、温度、流量以及其它报警信号参数也由主PLC来完成。
且备有远程通讯接口。
在压缩机撬内、储气装置、调压计量区、脱硫区、脱水区、加气区等区域应设置可燃气体浓度检测器。
10）采暖通风
加气母站内的站房、办公楼等建筑物内应根据要求进行采暖和通风设计。
冬季采暖可采用燃气锅炉供热，夏季降温可采用电扇，部分房间可采用柜式或挂式空调器。
爆炸危险区域内的房间还应按照有关规范要求进行通风。
11）建筑
加气母站的一期工程主要建设有压缩机房,控制操作室,配电室,休息更衣室和办公室等,主要完成天然气加气母站的功能.二期工程将建设民用天然气调压和供气设施,具备向城市居民供气的能力并完善厂区的员工工作,办公和休
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