工业园区天然气工程节能评估报告.docx
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工业园区天然气工程节能评估报告
***市工业园区天然气工程
节能评估报告
编制单位：
***市工程咨询公司
编制时间：
二〇一一年八月
第一章项目节能评估内容和依据
第一节节能评估范围和内容
一、项目节能评估的范围
《***市工业园区天然气工程节能评估报告》的范围为***市工业园区规划范围内的居民、商业、工业企业及CNG汽车用气。
该项目主要建设内容：
天然气高中压调压站和CNG加气站各一座，中压干支管41.8km。
二、项目节能评估内容
***市工业园区天然气工程节能评估报告评估内容主要有以下四个方面：
1、能源供应保障情况评估。
2、项目建设方案节能评估。
3、项目能源消耗和能效水平评估。
4、项目节能措施评估。
第二节项目节能评估依据
***市工业园区天然气工程节能评估报告评估遵循的法律法规和标准规范主要有：
一、法律、法规和部门规章
1、《中华人民共和国节约能源法》
2、《河南省节能能源条例》
3、《产业结构调整指导目录（2011年本）》（国家发改委令第40号）；
4、工信部《高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录（第一批）》（公告工节［2009］第67号）
5、工信部《节能机电设备（产品）推荐目录（第一批）》（工节［2009］第41号）
6、工信部《节能机电设备（产品）推荐目录（第二批）》，（工节〔2010〕第112号
7、河南省《关于加强固定资产投资项目节能评估和审查工作的通知》（辽发改投资〔2007〕63号）
二、标准和规范
1、《工业企业能源管理导则》GB/T15587-1995
3、《用能单位能源计量器具配备和管理通则》GB17167-2006
4、《评价企业合理用电技术导则》GB/T3485-1998
5、《评价企业合理用热技术导则》GB/T3486-1993
6、《供配电系统设计规范》GB50052-95
7、《综合能耗计算通则》GB/T2589-2008
8、《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》GB18613-2006
9、《节电技术经济效益计算与评价方法》（GB/T13471-2008）
10、《三相配电变压器能效限定值及节能评价值》GB20052-2006
11、《管形荧光灯镇流器能效限定值及节能评价值》
12、《普通照明用双端荧光灯能效限定值及能效等级》GB19043-2003
13、《普通照明用自镇流荧光灯能效限定值及能效等级》GB19044-2003
14、《单端荧光灯能效限定值及节能评价值》GB19415-2003
15、《工业企业总平面设计规范》GB50187－2012
三、项目有关文件资料
1、《***市工业园区天然气工程可行性研究报告》
2、《***市城市燃气专项规划（2010-2020）》
3、现场调研资料
第二章项目概况介绍
第一节项目建设单位概况
单位名称：
河南***工业园区管委会
***工业园区发展现状：
近年来，***市工业园区按照“化工主导、产业集聚、资源集约、结构优化、环境优越”的发展思路，重点发展石油化工、煤化工、盐化工三化链接，装备制造产业和特种玻璃及电光源，太阳能开发利用及新材料产业等三大主导产业，聚集了一批重点企业，使这一区域内的经济获得长足的发展。
园区优势产业明显，工业基础较好。
区域内现有各类企业3OO余家，已经初步形成了特种玻璃及电光源产业、食品加工、化工、建材等优势产业。
目前，区内高硼硅玻璃拉管年产量8万吨，占全国市场份额的47％，电光源玻璃企业19家，年产量10万吨，圣诞灯市场份额已占到全国市场的85％以上，成为全国最大、最集中的特种玻璃生产加工基地，是***市及河南省新兴的特色工业集聚区。
工业园区在中原油田腹地，化工产业发展迅猛，是河南省重要的化工产品生产供应区域；区内玻管、高硼硅管产量分别占国内市场的41%和56%；圣诞灯泡生产能力达到530亿粒，已形成世界上最大的圣诞灯泡生产加工集散地；橡胶促进剂质量居世界前列，产量居河南省首位，已经形成以化工行业、装备制造业等为主导的产业支撑体系，是全国及全省重要的电光源生产基地。
目前，***市工业园区发展的势头强劲，集聚了一批规模大、效益高的重点建设项目。
其中，国电***公司规划的2×600MW发电供热项目已完成项目选址，一期总投资50亿元，占地2000亩；濮耐公司（上市公司）投资1.5亿元位于工业园区的新厂正在紧张建设中；龙宇集团二期30万吨烧碱和40万吨PVC项目拟投资23亿元，以及蔚林化工有限公司与韩国锦湖橡胶助剂株式会社合作的年产5000吨TBzTD和6000吨DPG橡胶助剂项目等项目拟投资21亿元，以上项目正在积极筹备，即将动工建设。
第二节项目建设方案
一、项目概况
项目概况表
表2-1
项目名称
***市工业园区天然气工程项目
建设地址
***市工业园区
所属行业
市政基础设施行业
建设性质
新建
投资主体
总投资
5476.82万元
项目建设期
2012.9-2015.9
建设规模和内容
建设小时用气量为15000标准立方米的高中压调压站1座及辅助设施；建设储气能力为3000Nm3加气能力为15000Nm3/d的CNG加气站1座及辅助设施；中压干支管41.8km。
二、工艺技术方案
1、供气范围
该工程的供气范围为***市工业园区规划范围内的居民、商业、工业企业及CNG汽车用气。
工业园区规划范围：
西起东刘官寨东缘一线至沙河寨一线，东至209省道以西500米，北起101省道以南2000米，南至濮范公路以北500米。
规划工业园区总面积为18.5平方公里。
2、供气规模
根据《***市工业园区天然气工程可行性研究报告》，地区2015年高峰小时流量8675Nm3/h，2020年高峰小时流量15056Nm3/h，见下表：
3、供气规模的确定
根据《***市工业园区天然气工程可行性研究报告》，***市工业园区天然气工程用气量由居民用户用气量、商业用户用气量、工业企业用气量、汽车用气量、其它用气量确定。
其他气量包括管网的漏损量以及因发展过程中出现没有预料到的新情况而产生的未预见量。
规划未预见量按总用气量的5％考虑。
三、高中压调压站工艺方案及主要设备
（一）设计参数
（1）设计供气规模
根据用气量计算，确定本工程的高中压站设计供气规模如下：
a、城区中压管网调压系统：
设计小时供气量为15000标准立方米。
b、进站过滤计量系统：
设计小时供气量为15000标准立方米。
（2）设计压力
a、进站次高压：
1.6MPa
b、中压出站管道：
0.4MPa
（二）工艺流程
次高压管道来气进站后进入一级汇管分两路调压（一开一备，调压器后设计压力0.4MPa），汇入二级汇管，二级汇管引出一路中压管道，向城市中压管网供气。
天然气高中压调压站工艺流程详见本项目“高中压调压站工艺流程图”。
（三）主要设备确定
根据设计参数和拟定的工艺方案，结合现有成熟设备的型号，对主要工艺设备确定如下所示：
城区中压管网调压器2个
设计压力：
1.6MPa，设计过流能力：
15000Nm3/h
进口压力范围：
0.6—1.4MPa，出口压力范围：
0.2—0.35MPa
调压器采用内装式消音器及紧急切断阀的自力式调压器。
四、CNG加气站工艺设计
（一）设计内容及规模
工艺设计内容包括进站调压计量系统（设于门站内）、天然气进压缩机前的缓冲装置、废气收集装置、干燥装置、压缩机加压系统、贮存装置、CNG汽车充装、安全泄放等以上各个子工艺进行综合的流程设计、设备选型以及配管设计。
工艺设计规模
储气能力：
3000Nm3
加气能力：
15000Nm3/d
（二）主要设计参数
根据CNG汽车加气站工艺、设备的技术，结合相关的标准与规范，该项目设计参数如下：
（1）高压储气井
额定工作压力：
25.0MPa；设计压力：
32.0MPa。
（2）加气机
额定工作压力：
20.0MPa；设计压力：
25.0MPa
（3）压缩机
压缩机最低/高入口压力：
0.6-1.4MPa；
压缩机最高输出压力：
25.0MPa；
压缩机处理量：
600Nm3/h；环境温度：
—20～+60℃
（4）前置干燥装置顺序控制盘
额定工作压力：
1.2MPa；设计压力：
1.6MPa
处理量：
1500Nm3/h
（5）缓冲罐（水容积3Nm3）
额定最高工作压力：
1.2MPa；设计压力：
1.6MPa
（6）回收罐（水容积3Nm3）
额定最高工作压力：
1.2MPa；设计压力：
1.6MPa
（7）进站管道
额定工作压力：
0.6-1.4MPa；设计压力：
1.6MPa、
（8）压缩机后CNG管道
额定最高工作压力：
25.0MPa；设计压力：
27.5MPa
（9）顺序控制盘
额定最高工作压力：
25.0MPa；设计压力：
27.5MPa
（三）主要工艺流程简述及主要设备表
CNG加气标准站就是将管道天然气压缩后以CNG方式给汽车充气的加气站。
主要工艺流程为：
进站天然气经过调压计量装置、通过干燥装置脱出水分、经过缓冲罐进入压缩机，经压缩机压缩后，然后经顺序控制盘控制，依次进入高、中、低压储气井中储存。
储气井内的天然气通过加气机向汽车充气。
第三节项目用能情况
一、项目能源消耗品种和数量
本项目涉及能耗有以下几种：
（1）工艺场站站内压降及中压管网压降；
（2）工艺设备的内漏和外漏、安全放空、设备检修放空、清管时排污和放空等天然气损耗；
（3）管网漏损、检修时安全放空等天然气损耗。
（4）场站设备耗水、耗电、耗热；
（5）值班人员耗气、耗电、耗水
输配系统利用燃气压能采用管道密闭输送，输配过程无其它能耗，属于节能系统。
输配管网压力能损失以及检修放散和事故泄漏带来的燃气损失消耗量很小。
故该项目主要能源消耗品种为电力、热力、汽油。
（一）电力
该项目年耗电力130万kWh，主要用于CNG标准站的办公、CNG压缩机、干燥器等设备的运行、辅助机电设备和照明。
CNG加气站计算用电负荷320KW，高中压调压站计算用电负荷10KVA，按每天运行16小时考虑。
电气设计负荷等级及电源选择如下：
a、高中压调压站
高中压调压站供电负荷等级为二级，计算用电负荷约10KW，站内设置EPS作为备用电源,计算机信息系统设置不间断电源。
b、CNG加气站
加气站负荷等级为三级，采用一路10kV供电电源供电，另外设置EPS作为自控仪表及应急照明的备用电源，对其不间断供电。
CNG加气站主要用电设备为压缩机电动机（3台，2开1备）和前置干燥装置，计算用电负荷320kVA；加气站中选用箱式变电站一座（400kVA），内装10kV真空负荷开关并选配干式变压器，在低压侧进行电能计量。
c、照明设计
照明设计主要考虑加气区罩棚内及工艺设备区照明，照明灯具选择dⅡBT4型隔爆型防爆灯具，并考虑事故应急照明。
加气罩棚内采用钢管顶部安装，调压站工艺装置区采用露天布置。
照明配电柜安装于控制室，挂墙安装。
照明电缆选用交联聚乙稀铜芯电缆，穿钢管埋地敷设。
（二）热力
该项目年耗热力10846GJ，主要用于场站及营业所冬季采暖用热。
热源由附近热电厂供给。
（三）汽油
该项目年耗汽油2.03t，主要用于维持泵站运营所需车辆消耗。
汽油由加油站购入。
二、项目用能方案
（一）项目能源主要用途
从项目能源供应侧看，该项目主要能源消耗品种为电力、热力、汽油。
从项目能源需求侧看，项目终端设备能源消耗主要有水泵电机、风机电机、灯具和采暖设备。
项目能源流向，见下图。
项目能源流向图
（二）项目主要生产系统能耗情况
该项目主要生产系统用电设备为压缩机电动机和前置干燥装置，电机总装机容量为1380kW，其中3台460kW电机（3台，2开1备），在用总装机容量为920kW；
该项目主要生产系统根据工艺要求采用变频恒压供气技术，变频节能计算以年平均负荷率52%进行估算。
压缩机额定流量运行时，消耗功率为370kW，当压缩机52%流量运行时，对应实际消耗功率约160kW。
按平均负荷率52%所对应的压缩机实际消耗功率计算本项目主要生产系统能耗情况，见下表：
项目主要生产系统能耗情况表
表2-4
序号
设备名称
台数
单台
功率
实际
功率
年运行时间
年耗电量（104kWh）
总台数
工作
台数
备用台数
（kW）
（kW）
1
主电动机
3
2
1
460
160
5840
186.9
合计
186.9
（三）辅助和附属生产系统用能情况
1、辅助生产系统用能情况
辅助生产系统用能情况，见下表：
辅助生产系统用能情况表
表2-5
序号
设备名称
台数
单台功率
工作功率
年运行时间
年耗电量（104kWh）
总台数
工作台数
备用台数
（kW）
（kW）
1
直流屏
1
1
10
10
8760
9
2
PLC屏
1
1
3
3
8760
3
3
空调
1
1
3
3
2160
1
4
维修营业所用电
1
1
95
95
8760
83
5
变频低压电源
10
8
2
10.4
83.2
8760
73
6
路灯
20
20
0.25
5
4380
2
7
通风机
10
10
2.2
22
4380
10
8
通风机
20
20
0.55
11
4380
5
9
电动阀门
10
1
0.37
0.37
4380
0
10
排水泵
2
1
1
1.5
1.5
4380
1
11
起重设备
1
1
23.5
23.5
4380
10
12
站房及配电室照明
1
1
20
20
4380
9
合计
206
2、附属生产系统用能情况
该项目采暖面积合计约为10358m2。
按照当地平均气温-1.5℃。
室外设计参数：
冬季室外采暖设计温度-11℃，室内设计参数为办公室18℃，楼梯间10℃，泵房5℃；供热时间152天计算：
泵站热负荷：
Q=10.1×2405×（5+11）=388kW；维修营业所热负荷：
Q=2.4×4900×（18+11）=341kW；地下车库热负荷：
Q=7.8×3052.8×（10+11）=500.04kW；供热总负荷为1229.04kW，采暖期152d，全年耗热10846GJ。
该项目配备一台车辆，年行驶里程按20000km计算，汽油单耗按14L/100km计算，年耗汽油总量约为2800L，93号汽油的密度为0.725kg/L，则年耗汽油总量为2.03t。
（四）损耗情况
该项目变压器损耗及线路输送损耗计算情况汇总，见下表：
变压器电损及电线输送损失计算情况汇总表
表2-6
年耗电量104kWh
计算公式
变压器
1.8
△E=P0T+β2Pkt
P0-空载损耗；Pk—表示负载损耗；β-表示变压器的负载率；T运行时间；t负载运行时间
线路损耗
73
△Px1＝（P2R/U2COSφ2）×10-3
合计
74.8
——
（五）项目总耗电量
本项目总耗电量见表2-7
项目总耗电量
表2-7
项目
耗电量
（万kWh）
设备年耗电量
186.9
总损耗
变压器损耗
1.8
线路损耗
73
总耗电量
397.7
第三章项目建设方案节能评估
第一节项目主要生产系统节能评估
一、项目主要生产工艺流程
（一）高中压调压站工艺流程
次高压管道来气进站后进入一级汇管分两路调压（一开一备，调压器后设计压力0.4MPa），汇入二级汇管，二级汇管引出一路中压管道，向城市中压管网供气。
高中压调压站工艺流程图如下：
（二）CNG加气站工艺流程
CNG加气标准站就是将管道天然气压缩后以CNG方式给汽车充气的加气站。
主要工艺流程为：
进站天然气经过调压计量装置、通过干燥装置脱出水分、经过缓冲罐进入压缩机，经压缩机压缩后，然后经顺序控制盘控制，依次进入高、中、低压储气井中储存。
储气井内的天然气通过加气机向汽车充气。
二、项目主要生产工艺流程节能评估
（一）管网及其附件配置的合理性分析
管网根据用气量，选择最经济流速来确定合理的管径；另外管网设计充分利用气源压力，合理利用自身能量；采用密封性好的设备阀件，作好巡线检漏工作，尽可能减少天然气漏损；合理设置截断阀门，在事故及检修情况下迅速关断阀门，将天然气的泄漏和排放量控制在最小范围内；
（二）CNG加气站加压工艺的合理性分析
采用先进的监控系统，优化运行管理，合理调度配气，确保设备可靠高效运行；加强计量管理，输差控制在3%以下；利用站内自身天然气，采用燃气锅炉；工程所需的进口和国产设备，在满足工艺要求的前提下，优先选用节能型产品。
三、主要生产工艺设备节能评估
该项目主要生产系统用电设备为压缩机电动机和前置干燥装置，电机总装机容量为1380kW，其中3台460kW电机（3台，2开1备），在用总装机容量为920kW；为了进一步降低了能源的消耗该项目主要生产系统根据工艺要求采用变频控制技术。
（一）压缩机能效评估分析
通过对该项目压缩机选型的能效计算分析，该项目所配置水泵能效为85%，达到标准规定的节能评价值要求。
（二）水泵与电机配置的合理性分析
根据AP1610规程的规定的轴功率安全余量要求，电机额定功率应该为泵轴功率的1.1-1.15倍。
压缩机：
轴功率=377kW，需配置电机额定功率应为415-434kW，实际配置的电机功率为460kW。
（四）变频调速装置的节能评估
由于该项目用气量变化较大，故泵站设计中采用了变频调速供水技术。
变频调速是解决用气量变化以及供水管网可靠运行的主要节能措施之一，最大限度的提高了项目能源的利用效率。
（五）主要生产系统主要工艺设备节能评估汇总
根据国家产业结构调整指导目录（2011）和国家工信部《高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录》，该项目选用的电机无国家明令禁止和淘汰的落后设备。
项目主要生产系统电机节能评估情况汇总，见下表：
主要生产系统电机节能评估情况汇总表
表4-1
序号
名称
型号参数
能效参数
能效等级
参照标准
1
压缩机
460kW
——
符合导则要求
《评价企业合理用电技术导则》（GB/T3485-1998
2
电机变频装置
460kW
——
节能装置
国家“十一五”推广的十大重点节能工程内容之一。
第二节项目辅助生产系统节能评估
该项目辅助生产系统主要有变配电系统和输水管网系统。
一、变压器能效评估分析
经咨询厂家，该项目选用的400kVA型三相变压器，空载损耗P0=880W，负载损耗Pk（120℃）=3470W；根据《三相配电变压器能效限定值及节能评价值GB20052-2006》标准规定，该容量电压器能效限定值为空载损耗P0=880W，负载损耗Pk（120℃）=3470W。
该项目所选变压器满足《三相配电变压器能效限定值及节能评价值GB20052-2006》能效限定值要求。
二、天然气输配管网用能的合理用能分析
（一）管径选择用能的合理性分析
合理的选择天然气管道的管径，对于天然气工程运行的经济性，节能效果具有十分重要意义。
《***市工业园区天然气工程可行性研究报告》对天然气管道管径进行了经济分析。
目前国内中压天然气输送管道通常采用钢管和PE管，DN>300多采用钢管，DN≤300多采用PE管。
钢管具有强度高、施工方便、便于穿越障碍等优点，但其耐腐蚀性较差，因此钢管的防腐至关重要。
PE管耐腐蚀，不采用任何防腐措施，施工方便，但由于强度不高，因而在使用上受到了一定的限制。
另外，由于在管件和施工工具上还不够配套，PE管和钢管在经济上比较，当DN>300时，PE管造价高于钢管。
但随着管件和施工工具的不断开发，PE管的造价将会有所降低。
基于以上原因，本工程的中压管采用PE80SDR11系列PE管，穿跨越各种障碍时仍采用钢管。
另外，采用单位长度的年费用最小法来分析管道的经济管径范围。
对25个不同流量5种管径进行了125个方案的计算和选择，合理确定最佳管径。
对天然气管道进行管径年值分析并选用年值最小者，就意味着所选用的管径在建成后的多年运行中年耗能少，运行费用最小，管径选择是合理的。
（二）管材选择用能的合理性分析
《***市工业园区天然气工程可行性研究报告》对于天然气管道的材质进行了二种不同材质的选择比较，即钢管，PE管。
不仅对二种管材进行了技术性能的比较。
同时也详细论述了二种管材的使用特点并且进行了技术经济分析，最后PE管。
这种管材的突出优点是使用寿命长，防腐蚀能力强，而且便于施工，管道摩擦阻力小。
管道粗糙系数n值：
钢管为0.012；PE管为0.011。
选择PE管更加有利于节能，符合合理用能要求。
第三节项目附属生产系统节能评估
该项目附属生产系统主要有建筑、采暖、空调和照明等。
一、建筑节能评估
根据《***市工业园区天然气工程可行性研究报告》和现场调研，该项目在立项备案阶段，其建筑方案还没有进入到设计阶段，该项目建筑类型和建筑面积，见下表：
项目建筑类型和建筑面积汇总表
表4-2
序号
建筑名称
数量
建筑面积（m2）
1
站房
1
2404.8
2
营业所
1
4900
由于没有建筑节能相关分析数据，建议建设单位的项目建筑设计时营业所建筑遵循公共建筑节能设计要求；泵站和地下车库遵循工厂建筑设计要求。
二、冬季采暖用能的合理性评估
项目采暖年耗热力10846GJ，分别为站房、营业所供暖，利用站内自身天然气，采用燃气锅炉取暖。
站房为24小时用热，采用连续供热是合理的，但营业所不需要24小时供热，仅工作时间需要取暖，采用连续供热，会产生一定的热力浪费。
三、空调和照明节能评估
该项目所选空调和照明没有具体选型，建议建设单位在空调选型时优选达到节能评价值要求的空调；在灯具选型时优选达到《管形荧光灯镇流器能效限定值及节能评价值》、《普通照明用双端荧光灯能效限定值及能效等级》、《普通照明用自镇流荧光灯能效限定值及能效等级》、《单端荧光灯能效限定值及节能评价值》等标准规定的节能评价值要求的灯具。
第四节项目选址、总平面布置节能评估
一、管网布置对能耗影响评估分析
根据园区规模、供气规模、供气安全性等因素，确定***工业园区中压输配管网采用中压A一级输配系统。
中压管网布置一期，中压管道自高中压调压站引出后沿经二路、经四路、经七路、纬二路、纬五路、纬八路敷设中压管道形成园区主供气管道。
二期，随着园区规模的扩大，沿纬三路、纬四路、纬六路、纬十路、经五路、经八路、经九路、经十路、顺西路、赵寨路、许家庄路敷设中压管道，对主供气管道进行补充。
由于《***市工业园区天然气工程可行性研究报告》的比较没有对能耗
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