LCNG撬装加气站技术方案及说明.docx
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LCNG撬装加气站技术方案及说明
L-CNG橇装式加气站技术方案及说明
1、设备总体说明
LCNG加气站是LNG液体通过低温高压柱塞泵加压到25MPa高压LNG液体在高压空温式汽化器中直接汽化成25MPa勺高压压缩天然气(简称“CNG),由于高压空温式汽化器的传热形式,高压空温式汽化器后的CNG的温度一般低于环境温度5〜10C,对于冬季环境温度低于0C的地区,应考虑将CNG经过水浴式复热器二次加热,符合温度要求的CNG高
压压缩天然气经顺序控制盘充入储气瓶组,储气瓶组中的CNGS过三线双枪加气机将CNG
充入天然气汽车。
LCNG加气站主要由LNG储罐、增压汽化器、低温高压柱塞泵、高压空温式气化器、顺序控制盘、储气瓶组、CNG加气机、低压EAG加热器、管路部分、电气系统、控制仪表系统组成。
LCNG加气站可根据用户的要求采用橇装站的建站方式。
橇装式LCNG气车加气站中,低温高压柱塞泵、高压空温式气化器、管路部分采用整体成橇,LNG氐温储罐、增压汽化器、低压EAG加热器整体成橇,水浴式高压复热器(选装)、顺序控制盘、储气瓶组、CNG加气机根据用户要求现场安装;控制柜、PLC工控机等控制装置安装在安全区域。
设备安装时,将储气瓶组、顺序控制盘、加气机安装到基础上,将控制柜(含PLC)、
安装到控制室内,通过管道将各设备连接完成,LNG储罐撬体与低温高压柱塞泵撬体的连
接管路可采用外保温或真空保温管道的形式。
LCNG加气站的设计、制造、选用材料应遵循下述标准:
GB50156《汽车加油加气站设计与施工规范(2006版)》
GB/T20368《液化天然气(LNG生产、储存和装运》
GB50028《城镇燃气设计规范》
NFPA5《〈〈车辆燃料系统规范》(参考)
GB/T14976《流体输送用不锈钢无缝钢管》
GB50058《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》
GB50054《低压配电设计规范》
GB50034《工业企业照明设计标准》
GB18047《车用压缩天然气》
GB3836.1《爆炸性气体环境用电器设备第1部分通用要求》
GB3836.2《爆炸性气体环境用电器设备第2部分隔爆型“d”》
低温储罐的设计、制造应符合下述标准:
GB150《钢制压力容器》
TSGR0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》
GB18442《低温绝热压力容器》
GB/T18443.1〜5《低温绝热压力容器试验方法》
JB/T4780《液化天然气罐式集装箱》(参照)
HG20584《钢制化工容器制造技术要求》
GB986-88《埋弧自动焊焊缝坡口的基本形式及尺寸》
GB8923-88《涂装前钢板表面锈蚀等级和除锈等级》
JB4708《钢制压力容器焊接工艺评定》
JB4709《钢制压力容器焊接工艺规程》
JB4728《压力容器用不锈钢锻件》
JB/T4730《承压设备无损检测》
GB713《压力容器用钢板》
GB/T14976《流体输送用不锈钢无缝钢管》
JB/T9072《固定式真空粉末绝热低温液体储槽》
储气瓶的设计、制造应符合下述标准要求:
JB4732-95《钢制压力容器-分析设计标准》
Q/SHJ20-2007《大容积钢质无缝气瓶》
GB/T19158《站用压缩天然气钢瓶》
《气瓶安全技术监察规程》(2000年版)
1.1设计规模:
该加气站设计规模为平均日销售CNG1500〜20000Nr(约合LNG液体为25〜33用),可满足1200车次/天CNGB租车或满足250车次/天CNG^交车的加气需求,根据CNG勺加气量以及加气站日常运行的要求选定储罐为50用,根据设备集成的需要LNG储罐选择卧式储罐;根据加气车辆的要求选择4台CNGE线双枪加气机。
1.2技术设计指标:
序号
指标名称
指标内容或数据
1
LNG储罐设计压力/有效容积
1.2MPa/50m3
2
增压汽化器汽化量/工作压力
3
300Nm/h/1.6MPa
3
低温高压柱塞水单台最大流量/功率
25L/min/22KW
4
高压空温式汽化器汽化量/工作压力
1000Nmh/25MPa
6
顺序控制盘(一进四出)最大流量/工作压力
2000Nmh/25MPa
7
CNG储气瓶组工作压力/水容积
3
25MPa/5.52m
9
低压EAG加热器汽化量/工作压力
200Nnl/h/1.6MPa
10
设备总功率
48KW
12
控制方式
PLC可编程自动控制
13
LNG储罐常温静态蒸发率
0.2%
14
LNG加气机计量误差
±0.5%
15
LNG储罐真空度
<3Pa
16
设备
尺寸
储罐撬体(参考)
长15000mrX直径3100mm
低温柱塞泵橇块(参考)
5000mr^4800mM4000mm
2、工艺流程
2.1卸车流程:
LNG槽车一增压汽化器一LNG储罐
橇装式LCNG汽车加气站利用增压汽化器进行卸车,通过LNG槽车的增压口排出LNG液体,LNG液体经增压汽化器汽化以后,通过LNG槽车的气相口返回LNG槽车气相空间为LNG槽车增压;LNG槽车内的液体在压差的作用下,经过卸车软管、管道、低温阀门被灌注到加气站的LNG储罐中,完成LCNG汽车加气站的自增压卸车。
根据工艺需要,卸车可选择上进液或下进液。
2.2汽车加气流程:
LNG储罐一低温高压柱塞泵一高压空温式汽化器-顺序控制盘-储气瓶组-加气机一CNG车载气瓶
LCNG加气站启动时,系统自动检测储气瓶组的压力,当压力值达不到设定值时,系统启动低温高压柱塞泵预冷程序,进行预冷;预冷合格以后,系统启动加压程序为储气瓶组增压,高压柱塞泵将LNG以25MPa的高压排入高压空温式气化器,汽化以后通过顺序控制盘,按照高压、中压、低压的顺序充入储气瓶组,当压力达到设定值以后,系统停止加压。
加气时,将CNG加气机上的加气枪连接到CNG汽车上的车载气瓶的进口;CNG加
气机会根据设定自动启动顺序控制盘、经储气瓶组排气阀,按照低压、中压、高压或者直冲的顺序给CNG汽车充气,将车载储气瓶组的压力充装到20MPa。
在加气机控制面板上显示所售出CNG的标方数和价格。
2.3低压泄压流程:
LNG储罐一安全阀一EAG低压汽化器(泄压)
LNG储罐中的LNG液体在长期存放时因吸热汽化,会导致LNG储罐内的压力升高,当气相压力高于安全阀整定压力时,气态的天然气气体通过安全阀、泄放管路、EAG低压
汽化器进行泄压。
2.4高压泄压流程:
CNG储气瓶组、CNG高压管线一安全阀一EAG高压汽化器(泄压)在设备运行过程中,CNG储气瓶组及CNG高压管线因温度升高或设备运行不正常造成超压,当压力高于安全阀整定压力时,高压天然气气体通过安全阀管路、安全阀进行泄压。
4、撬体布置示意图
4、工艺设备选型
(1低温储罐
低温储罐为LNG储罐,储罐的有效容积为50m3;采用珠光砂填充绝热,LNG储罐的设计压力为1.2MPa,设计温度为-196C,日蒸发率小于0.2%。
设计技术参数表
指标名称
指标内容或数据
介质
LNG
介质密度(kg/m3)
426(各地不同)
日蒸发率
<0.2%
封结真空度
<3Pa
真空夹层漏放气速率(Pa-m3/s)
<6X10-6
外形尺寸(mm)
长15000mmX直径3100mm
内容器
外壳
设计压力(MPa)
1.2
-0.1
设计温度「C)
-196
60
工作温度「C)
-162
环境温度
内容器有效容积(m3)
50
主体材料
封头
0Cr18Ni9
Q345R
筒体
0Cr18Ni9
Q345R
壁厚(参考)
封头
>10mm
>8mm
筒体
>8mm
>6mm
焊接接头系数
1
0.85
安全阀开启压力(MPa)
1.16
(2)低温高压柱塞泵
生产厂家:
法国Cryostar低温咼压柱塞泵(进口)
型号:
MRP-40/55
数量:
2台
介质:
LNG
(3)高压空温汽化器
橇装式LCNG加气站配有2台高压空温式汽化器,
其规格型号为:
VQLCNG-1000/320,单台汽化能力1000
Nm3/h,最高工作压力32Mpa,加热方式为自然空温式,无需外加热源。
经高压柱塞泵加压后的LNG通过高压
空温气化器后汽化为CNG,压力降w0.2Mpa,受压管为
0Cr18Ni9不锈钢无缝钢管,换热
管为LF21防锈铝,翅片形式为抗氧化表面处理的大翅片,受压管采用胀接方式紧密贴合在换热管内。
护DN20
在高压空温气化器的出口处都设有温度检测和压力检测传感器,为保证系统的安全运
行,在系统工作时必须对这两个检测点进行严格监控。
(4)卸车/增压汽化器
1、橇装式LCNG加气站配置有一台规格为VZLNG-300/16-W的增压汽化器,汽化能力300Nm3/h,工作压力为1.6MPa,卧式结构安装。
2、可做为卸车增压汽化器使用。
即当LNG运输车没有配自增压汽化器时,可通过站内工艺管道与此设备相连实现汽化增压卸车;
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逼UDN32
(5)储气瓶组
为保证CNG供气系统的稳定运行,在系统中配置了大容积高压储气瓶组。
瓶组分为高、中、低压三级,其主要性能如下:
1)瓶体材质为4130X优质铬钼钢,经调质处理,具有优良的综合机械性能;
2)瓶组分为高、中、低压三组;
3)每组容器设进出气汇管,并装有进出气球阀;
4)每组容器装有安全阀,安全阀前装有球阀,平时处于常开位置,安全阀后设置统一放散汇管;
5)每只容器一端设有1/4寸排污阀,排污阀后设1/4寸汇管,对外接口为1/4寸卡套接头;
6)总水容积5.52m3,工作压力25MPa
(6)顺序充气控制盘
并联式顺序充气控制盘的功能是将从高压汽化器来的CNG按次序依次分配给每个储
气瓶组,充气从最小容量的高压瓶组开始,即高、低的顺序依次向储气瓶组输入气体,实现自动顺序充气。
顺序充气控制盘参数:
最大流量2000Nm3/h
工作压力:
35Mpa
工作温度:
-40~60°C
进口接管:
©22X4不锈钢焊管
出口接管:
©22X4不锈钢焊管,4根。
顺序充气控制盘示意图
(7)水浴(电加热)式高压复热器
本撬选用2台汽化能力1000Nm3/h的水浴式气化器,工作压力25MPa,设计压力28MPa。
加热采
用热水和电加热两种方式,既可单独使用,也可同时用电和热水加热。
与空温式汽化器采用串联形式连
接。
技术参数
单位
工作介质
NG
复热能力
Nn^/h
1000
工作压力
MPa
25
设计压力
MPa
28
进口温度
C
-80
出口温度
C
+10
电加热功率
KW
10
进水温度
C
60
回水温度
20
主体材质
不锈钢管
壳体材质
16Mn
(8)加气机(售气机)
加气机选用专业厂家生产的CNG加气机,加气机采用双枪三线加气机,流量计选用罗斯蒙特的高压质量流量计,选用国内标准接口加气枪。
加气机的主要技术指标
序号
指标名称
指标内容或数据
1
适用介质
压缩天然气(CNG)
2
流量范围
2〜40Nm3/min