车用天然气加气站项目可行性研究报告.docx
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车用天然气加气站项目可行性研究报告
第一章总论----------------------------------3
第二章站址选择-----------------------------------10
第三章总平面设计---------------------------------11
第四章工艺设计-----------------------------------12
第五章给排水设计---------------------------------17
第六章建筑设计-----------------------------------17
第七章消防系统设计-------------------------------18
第八章采暖与通风---------------------------------20
第九章电气设计-----------------------------------20
第十章自控和仪表---------------------------------22
第十一章劳动安全与工业卫生-----------------------23
第十二章环境保护---------------------------------26
第十三章节能评价---------------------------------28
第十四章劳动定员---------------------------------29
第十五章投资估算和资金筹措-----------------------29
第十六章经济评价-------------------------------30
第一章总论
1项目概况
1.1项目名称
车用天然气加气站项目
1.2建设单位
*****燃气有限责任公司
1.3法人代表：
****
1.4项目背景
CNG——压缩天然气。
主要是指将天然气在高压条件下储存在钢瓶中，通过汽车运输（指子母站方式），作为原料供应某些距离较为适当的工业或民用户。
或者将天然气直接压缩成高压气，储存在汽车的特制气瓶中，作为汽车的燃料，替代原来的传统燃料。
作为管线输气的有效辅助手段，CNG已成为被经常采用的一种天然气供应方式。
针对某些管线暂时无法到达的或是用气量无法满足修建管线所必需的经济要求的地区的天然气用户，CNG不失为一种较佳的解决方案。
更为重要的是，目前利用CNG可使天然气替代传统的汽油、柴油，大大降低城市污染，减轻对日趋紧张的石油的依赖，有效降低汽车的运营成本。
这一方案被我国已经使用天然气的绝大多数城市接受，并且积极运作，取得了良好的社会和经济效益。
许多城市的CNG加气站前等待加气的汽车排气了长龙，CNG加气站的天然气使用量已经占了各级天然气公司供气量的相当比重。
城市环境状况及汽车尾气治理的迫切性
城市环境污染的一个重要因素是机动车尾气污染。
截止到2002年的有关统计资料表明，阜城城区环境空气中的悬浮物、微粒物0.365mg/m,超过国家二级标准0.2，超标率58.7%;二氧化硫含量为0.13，超过国家二级标准0.06，超标率50.6%;氮氧化合物0.075，超过国家二级标准0.05，超过标准率22.8%。
特别是冬季环境温度低，燃烧不充分时，机动车尾气污染占的比例更高，加上机动车尾气排放位置低，实际对低空环境浓度分担率达70%以上。
机动车排放的CO、氮氧化合物NO，对人体健康产生危害。
氮氧化合物中毒性大的主要的是NO2，对人体的呼吸器官有刺激作用，易引起气管炎、肺炎、肺气肿，甚至致癌。
机动车排放的污染物还可以引起光化学烟雾。
光化学烟雾是汽车尾气的二次污染物，与机动车排放的HC、NOx有关，其中臭氧（O3）刺激人的鼻、眼、呼吸道、损害肺功能，机动车排放的废气，特别是柴油车排放的颗粒物还有致癌物。
据环保部门检测，***部分地段冬季已有明显的光化学烟雾污染出现。
因此，采取有效措施防治机动车尾气污染，防止光化学污染的公害，已成为环保工作的重中之重。
从以上情况分析，***对汽车尾气进行治理刻不容缓，特别是对私人公交车、出租车等长期在市区内运营的车辆，占城市汽车保有量的10%，但对市区大气环境污染的分担率为50%，因此私人公交车、出租车，应该成为首批治理的重点。
汽车排放的尾气污染是造成城市大气污染的元凶之一。
尤其是出租车和私人公交车，由于其几乎不停的在城市中来回穿梭，加之过于计较成本往往保养不善，排气量极其恶劣，排气质量破坏极大。
如果置换为天然气燃料，汽车尾气中的一氧化碳减少97%，碳氢化合物减少72%，氮氧化合物减少39%，二氧化碳减少24%二氧化硫减少90%，噪音减少40%，并不含铅、苯、等致癌物质。
可见，如置换天然气作为汽车燃料，可大大的改善和降低由于汽车尾气排放而造成的空气污染。
目前，国际原油价格节节攀升，石油资源紧张。
我国作为石油进口国对国际原油依赖较强。
有效依靠其他能源，替代传统的汽油，柴油，会得到政府的支持和欢迎。
CNG加气站方案十分符合国家的能源政策。
随着国际原油价格的不断攀升，国内汽车用汽油、柴油的价格也是屡创新高。
据专家分析，今后将进入一个高油价的时代，低于30美元／桶的低油价世纪已永远成为过去。
相对而言，目前天然气的价格比较低，而且国内国际储量丰富，供应充足。
特别是随着国家西气东输、海气登陆等大型燃气项目的启动，将天然气利用推向了一个快速发展的时期。
国家还在投资建设进口液化气项目，并与俄罗斯等国家谈判建设进口天然气管道，相信未来国内可利用的天然气资源将更加丰富。
就在**省**市周边的卫星城镇建设加气站项目而言，具有较强的市场发展优势，如在***建站距离**博能天然气公司母站50多公里，距石黄高速出口仅20公里，气源供应有一定的保证。
华北油田任丘CNG加气站，德州市的天然气母站等，从长远来看，这些都是***加气站的气源保障或补充气源的渠道。
因此，在**市周边发展天然气汽车，不但顺应时代的发展要求，而且也改变了只有**省、市内有燃气汽车的现状。
时代发展的需要
随着时代的发展，环保问题越来越重要。
在汽车能源的利用领域，用清洁的天然气替代成品油以缓解其供应紧张局面、降低汽车废气排放量以保护环境是当今现代城市的通常做法。
据统计，在城市各项污染中，汽车尾气造成的污染占40%以上。
降低污染、提高空气质量状况、美化城市是每届政府、每个公民应尽的义务。
作为公认的绿色环保汽车——天然气汽车正是顺应时代发展的需求而生的。
作为**省**市的卫星城市，环保一直是政府关心的首要问题而使用天然气汽车则是保护自然条件与环境、降低汽车污染、提高空气质量、提高城市综合素质的首选措施。
良好的城市需求
国内汽油价格近两年内增长了二分之一多，致使燃油车辆的成本大幅增加，特别是汽车运输业的成本大幅度增加，使企业和投资者利益被严重侵蚀。
天然气的价格相对来说比较稳定，而且价格要比汽油低得多。
使用天然气作为汽车燃料，将大大缓解成品油供应紧张的局面，降低汽车运行的成本。
目前，就***开发建设天然气汽车加气站项目所作的客运车和出租车市场的调研情况表明，对此市场人士都表现出浓厚的兴趣，希望能尽快运作汽车改装、加气业务。
***有私人公交车50辆，出租车300辆。
另外还有数十辆短途客运车辆。
因此在***进行车用“油改气”及建设加气站的项目有较好的市场基础和一定的发展空间。
2建站依据
本项目遵循国务院13部委于1999年联合成立的全国清洁汽车行动协调领导小组的相关文件以及主要现行标准、规范及有关技术规定：
《输气管道工程设计规范》GB50251—2003
《原油和天然气工程设计防火规范》GB50183—93
关于处理石油管道和天然气管道与公路相互关系的若干规定（试行）
《原油和天然气输送管道穿跨越工程设计规范》穿越工程SY/T0015.1—1998
《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第二部分B级钢管》GB/T9711.2—1999
《城镇燃气设计规范》GB50028—93（2002年版）
《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50516—2002
《建筑设计防火规范》GBJ16—87（2001年版）
《建筑灭火器配置设计规范》GBJ140—2005
《建筑物防雷设计规范》GB50057—94
《爆炸和火灾危险环境电气装置设计规范》GB50058—92
《化工企业静电接地设计技术规范》CD90A3—83
《工业与民用供电系统设计技术规范》GBJ50052—95
以及其他相关国家标准或行业标准等。
3编制原则
严格执行国家现行设计规范，力求做到技术先进、经济合理、操作方便、节能降耗、保证质量。
借鉴和引进先进和成熟的技术设计本装置的工艺流程，使工艺及自动化水平达到国内先进水平。
4编制范围、内容和要求
（1）本报告编制范围是本工程的站内工程，其站外工程如水源、电源的接口，环境评价应委托其他部门编制。
（2）本报告编制的内容是工程建设的必要性的论述，技术方案的选择确定，包括总图、工艺、建筑、电气、消防、自控等专业，对工程的投资做出估算，对工程整体作出经济、社会效益评价，对环境的影响做出简要评价，提出本项目的总评价和各项要求。
（3）本报告编制要求符合《建设部市政公用工程（燃气）设计文件编制深度规定》。
5设计基础资料
气象资料
（1）年平均气温12.4℃
历年极端最高气温42℃
历年极端最低气温-24.3℃
历年平均最高气温27℃
历年平均最低气温-4.3℃，
（2）年平均风速3.4m/s
（3）全年平均降雨量588.1mm
（4）历年最大冻土深度660mm
（5）气压：
平均气压1015.5（百帕）
最高气压1041.5（百帕）
最低气压991.3（百帕）
（6）地质条件
地震设防烈度按7度设计。
气源物化性质
C6+0.0307
C3H80.2559
I-C40.0509
N-C40.0404
I-C50.0162
N-C50.0000
N20.2175
CH495.2619
CO22.3694
C2H61.7573
SG0.5921
DRY-CV36.9499
SAT-CV36.1449
Z0.9980
6设计规模
为了更好地为社会服务，业主单位进行了详细的市场调研工作，根据检查结果结合***发展的实际情况，确定本站的设计规模如下：
本工程为二级加气站，加气部分设计水冷压缩机4台，后置干燥器2台，水容积3m3储气井8口，双枪加气机8台，日加气量40000Nm3。
第二章站址选择
1站址选择的原则
1.1一般要求
加气站站址选择的原则，应符合城市总体规划、消防安全和环境保护的要求，并应选择在交通便利、车流量较大的地方。
1.2站址选择安全要求
（1）在城市建成区内不应建一级加油站、一级液化石油气站和一级加油加气和建站；
（2）站址选择应符合《建筑设计防火规范》和《汽车加油加气站设计与施工规范》的防火安全要求；
（3）避开重要建筑物和人流密集区；
（4）远离明火场所
2本站的站址选择
本站选址于县城外振兴路南，地处城市干道。
站址有其优越的地理位置及良好的交通运输条件，为加气站的经济效益打下良好的基础。
3加气站工艺设施与站外建筑物防火距离
本站工艺设施与站外建筑物防火距离，严格按照规范GB50516—2002《汽车加油加气站设计与施工规范》第4.0.4、4.0.7条要求设计。
本站工艺设施与站外建筑物防火距离
干燥器12米
储气井6米
加气机6米
压缩机6米
以上数据为规范GB50516要求，实际距离远超规范数据。
第三章总平面设计
1本站总平面布置一般原则
1.1根据站内设施的功能性质、生产流程和实际危险性。
结合四邻状况及风向，分区集中布置，减少管线长度，节约投资，方便以后的安全作业和经营管理。
1.2站内道路通畅，加气区要开阔，方便以后大型车辆或消防车辆的进出。
2站内分区
2.1根据加气站的功能，可分为加气区、装置区、储气区。
2.2加气区布置有加气站房和8台加气机，站房里又变配电系统、控制系统及营业办公；装置区布置有：
计量、干燥器2台、压缩机4台等；储气区布置水容积3m3储气井8口。
3站区道路
加气区的道路布置时要考虑到加气枪同时工作时，车辆进出畅通无阻，对外道路采用双车道，装置区设置环形车道，车道宽度4米，转弯半径为6米。
加气站的车辆入口和出口分开布置。
4站区围墙
对站外相邻建筑物及装置区设置高度为2.2米的非燃烧实体围墙，防止站内油气泄漏时扩散到站外或站外火源飞入站内，面向城市道路的一侧开敞布置。
5本站内设施之间的防火距离
设施
名称
储气井
压缩
机间
干燥器
加气机
加气站房
道路
围墙
储气井
1
3
5
5
5
4
3
压缩机间
5
4
5
2
2
干燥器
5
4
2
3
加气机
5
注：
表内数据为规范GB50156要求距离，实际距离远超表内数据。
第四章工艺设计
1工艺流程
1.1加气工艺流程示意图
天然气—压力表—过滤器—流量计—缓冲罐--压缩机组—干燥器—顺序控制盘—储气井—售气机—CNG汽车
进站天然气的质量符合规定气质要求，进入压缩机的天然气质量应符合压缩运行要求的有关规定，增压后脱水进入储气井或加气机向CNG汽车加气。
1.2工艺设施的安全保护
1.2.1在储气井进气总管上，设置安全阀及紧急放散管、压力表及超压报警器，储气井出口设置截止阀。
1.2.2储气井和加气机之间设置截断阀、紧急截断阀和加气截断阀，方便检修、抢修，方便操作和安全管理。
1.2.3工艺装置储气井、加气机、四周设置防撞设施，防止机动车辆刹车失灵时或因其它原撞上。
1.2.4加气枪前设置拉断截止阀。
2主要设备选型
2．1干燥器的选择
加气站的天然气硫含量已经控制在国家标准要求的范围之内，不需要脱硫处理，CNG加气部分的净化系统主要是考虑脱水。
天然气的脱水成分为低压脱水和高压脱水，低压脱水时在压缩机前设置干燥器，使干燥的气体进入压缩机，保护压缩机不受损害。
高压脱水是在压缩机后设置干燥器，虽然压缩机汽缸因进入的气体未脱水而可能受到损害，但是使得供应的商品气更为干燥，更好的保护了CNG车辆的发动机，维护了消费者的利益，本工程拟采用在压缩机后设置高压脱水装置（即后处理系统），后处理系统主要为高压为热再生干燥器，对压缩后的天然气进行干燥和净化处理，系统装置含分离器、过滤器、除油器、冷却器、加热器，减压装置等部件。
装置为双塔布置，吸附与再生为两个独立系统。
干燥器的主要技术参数：
工作压力：
8-25MPa
处理气量：
1500Nm/h
常压露点：
≤-60℃
含尘量：
<5mg/Nm
再生方式：
加热减压再生
加热器功率：
16KW
电源:
50HZ380V
防爆等级:
dⅡBT4
2.2压缩机的选择
①早期CNG加气站，大多采用国外设备，但国外设备配件价格、维修费用昂贵，对气质要求较高，近几年来，我国国产压缩机的制造质量有了长足进步，且价格相对低廉，而配件及售后服务方面更具有较大优势，本报告选择国内CNG气体压缩机厂产品。
②由于压缩机组有可能长时间运行，气缸和级间产生过热需要冷却。
压缩机的冷却方式分为风冷、水冷、和水风混合冷。
以水冷的冷却效果最佳。
压缩机的冷却方式与设备的制造工艺、材质、使用频率及使用地气温密切关联，国外压缩机普通采用风冷方式这主要是因为国外的材质、制造工艺以及使用状况较之国内优越，我国国产CNG压缩机的制造工艺也在不断的提高，也有采用风冷水风混冷的冷却方式，但是CNG加气站的使用状况却不能同国外比较，相当一部分CNG加气站，开车频率太高，运转时间太长，加之***夏季的高温天气，故本工程选用水冷方式冷却，设置冷却水塔，冷却用水蓄电池。
考虑冬季***的平均气温和极端温度的实际情况，以防结冰影响压缩机工作，本工程蓄水池加盖板保温，管道采用岩棉保温层。
压缩机主要技术参数：
型式：
W型水冷活塞式，四级压缩
进气压力：
0.5MPa
排气压力:
25MPa
排气量：
700Nm/h
电机功率：
130KW
循环冷却水量：
10—15t/h
配电规格：
50HZ380V
防爆等级:
dⅡBT4
2.3储气设施的选择
储气设施选择地下井式储气，井式储气区别于现行地面金属容器（如储气瓶组或储气罐）储气的一种先进储气方式，井式储气装置采用石油钻井技术;采用符合国际标准API的石油天然气套管扣连接接入地下，并用耐高压的专用密封脂进行密封，实行全井段水泥封固成形，井式储气的优点是：
开式储气装置安全事故高，井式储气装置额定工作压力为25MPa,套管具有足够的强度和抗疲劳性且深埋于地下，地面金属容器装置比较远，不受环境温度变化影响，不受大气环境污染，可最大限度地避免恶性事故的发生，即使万一发生事故时，所造成的损失远比地面金属容器装置小。
占地少，省空间，缩短了防火间距
井式储气装置由于深埋地下，节省了占地面积，节省了空间，缩短了防火间距，节约了土地，提高站内、站外环境安全等级。
节约投资，由于井式储气装置较地面金属容器储气装置比较，不需设消防水池等消防设施，不需设接地设施，不需设防冻设施，不需设可燃气体检测器，降低了工程投资。
井式储气装置根据有关国标规定，不需年检，其运行费用几乎为零。
使用寿命长
根据SY/T6535-2002《高压气地下储井》的规定，储气井的使用寿命为25年，根据我国《压力容器安全技术监察规程》，地面金属压力容器储气瓶的使用寿命为15年。
井式储气装置无论从社会、经济效益或者安全角度综合分析是最佳的储气方式，本报告故予以选择。
地下储气井属于第三类压力容器。
储气井主要技术参数：
工作压力：
25Mpa
强度及水压试验：
37.5Mpa
单井井深：
150m
井管疲劳循环次数：
不小于25×104次
井管管径：
177.8mm
井管壁厚：
不小于10.36mm
井口离地高度：
0.3m—0.5m
排污口接口管径：
12mm
进出口接口管径：
22mm
连接方式：
单进出、双阀双保险、全螺纹连接
储气井使用寿命：
不少于25年
2.4加气机的选择
加气机主要用于向CNG汽车充气并计量，本设计选用国产加气机。
加气机主要技术参数：
计量进度：
≤0.2%
进气方式：
采用高、中、低三线进气
最大充气压力：
20MPa
充气速度：
3-30m3/min
加气方式：
定量、非定量、定额、非定额
计量方式：
自动计量，带夜光显示
最大累计显示：
999999.99m3
工作温度：
-35℃--+50℃
电源：
220VAC±10%；50HZ±10%
防爆等级：
dⅡBT4
2.5调压计量
进气调压利用加气站调压装置调至0.5Mpa，流量计选用进口TRZ—IFS系列G型气体涡轮流量计2台，流量计带温压修正满足要求，最大流量为3200Nm3/h。
第五章给排水设计
站区内的用水量主要为生活用水。
水源来自于城市自来水管网。
站内生活用水管网与城市管网连接。
生活污水就近排入城市污水管网，雨水利用站内的竖向设计高差将站内的雨水排入市政雨水管网。
站内无工业污水。
第六章建筑设计
1建筑设计的安全要求
①站内的所有建筑物防火等级为二级，加气区的罩棚为钢网结构，耐火极限为0.25h，罩棚采用非燃烧材料。
②站内所有建筑物的门窗向外开启。
③爆炸危险区域内的房间的地坪采用不发火地面；停车场和道路路面采用混凝土路面。
④装置区厂房为砖混结构，屋面采用非燃烧材料；站房为砖混结构。
⑤站区爆炸危险区域内的建（构）筑物如加气岛罩棚、压缩机厂房及工艺设备基础抗震设计按7度设防。
其它建筑物按常规处理。
2建筑设计的美观要求
本着简单、大方、美观的原则，建筑物在满足使用功能的前提下要注意美观，造型要新颖，尽量与周围城市建筑物协调，力争成为城市一个新的亮点。
第七章消防系统设计
根据国标GB50156-2002《汽车加油站设计与施工规范》第9.0.2条，加气站可不设消防给水系统。
1灭火器材配置
每台加气机配置8KG手提式干粉灭火器1只；每台加油机配置8KG手提式干粉灭火器和泡沫灭火器1只；压缩机间配置8KG手提式干粉灭火器6只；站房各配置8KG手提式干粉灭火器6只；油罐区配置35KG手提式干粉灭火器2只；箱变及控制室配置3KG手提式CO2灭火器4只，站内备有灭火毯5块，砂子2m2,并设消防亭两座。
2可燃气体检测器4台。
1装置区厂房设置可燃气体检测器4台。
2罩棚设置可燃气体检测器4台。
3可燃气体报警器的声光报警显示部分安装在值班室。
3消防安全机构、消防管理制度和事故抢险预案
①防安全机构
本工程在投运前，建设单位应成立专门的消防安全领导小组，企业法人或经理应兼任领导小组组长，领导小组中应有专职消防安全管理人员
②消防管理制度
建设单位在工程投运时出应制定安全生产的各项操作、管理规章制度外，还应制定消防管理制度，内容包括消防机构人员的分工岗位责任制，消防器材的管理，人员培训，事故预案演练等。
4事故抢险预案
本工程可能生的重大事故为容器管道、加气枪等泄露后产生的火灾爆炸事故（即化学爆炸）也有可能产生高压容器、高压管道爆炸事故（即物理爆炸），两种情况都有可能导致易燃易爆气体大量泄漏因重大事故，从而造成更多的人员伤亡。
本工程在投运前建设单位应在消防部门的指导下，在设计单位的协助下，制定事故抢险预案，对可能产生的事故的要害部门可能引发事故种类制定相应的预防抢险预案。
预案中对岗位的人员配置，器材管理，预防措施，抢险路径，抢险操作步骤，向消防部门报警，周围人群疏散等应作出具体明确的规定。
并应在日常管理中注意演练，确保不发生事故或事故发生时确保在第一时间把事故消灭在萌芽状态，把损失降低到最小程度。
第八章采暖与通风
1采暖
办公房间、值班、营业、控制室采用空调采暖。
2通风
①压缩机间采用强制通风，安装防爆轴流风机4台，压缩机工作期间没小时换气次数15次，非工作期间每小时换气5次。
②厢式变压器采用自然通风和强制通风相结合方式通风，夏季气温升高时需开启风机通风，每小时换气次数为10次。
此部分有供电部门负责。
第九章电气设计
1设计依据
（1）《汽车用燃气加气站技术规范》CJJ84-2000J22-2000
（2）《供电系统设计规范》GB50052—93
（3）《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92
（4）《化工企业静电接地设计技术规定》GD90A3
2设计范围
站内的变配电、照明及防雷、防静电接地。
3用电负荷等级及电源
本站用电负荷等级为三级，采用10KV外接电源，设400KW箱式变电站一座。
4防雷设计
①根据国家标准GBJ50057-94（2000年版）《建筑物防雷设计规范》，本站装置区、储气区、加气区、变压器间划为第二类防雷建筑物。
②加气区罩棚顶部、装置区屋面采用避雷网防雷，网格10ⅹ10米，材料为∮10镀锌圆钢，放散布单独设置避雷针，但应与避雷带、接地干线可靠连接。
③10KV电源电缆在变压器高压侧设置过电压保护器。
④站内的防雷接地电阻要求不大于10欧姆。
5防静电设计
①天然气管道的始、末端和分支处应设置防静电和防感应雷联合接地装置。
②天然气管道的阀门、法兰、胶管两端等连接处应用铜导线跨接。
③站内加气枪胶管设置接地线，在加气前与车辆连接。
④防静电接地装置电
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