扬州宝能路加气站初步设计.docx
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扬州宝能路加气站初步设计
第1章概述
1.1设计依据
1.1.1文件及资料依据
1、设计委托书；
2、《市政公用工程设计文件编制深度规定》（住房城乡建设部工程质量安全监管司，2013年版）；
3、《扬州市燃气专项规划（2009~2020年）》；
4、《扬州加油、加气与充电站布局规划（2010~2020）》；
5、《扬州年鉴》（2011年）；
6、扬州市规划局提供的宝能加气站用地红线图及规划设计条件；
7、扬州中燃提供的核准文件、安全预评价报告、环评报告、地勘报告等资料；
8、现场收集的其他资料。
1.1.2主要法律、法规依据
1、《中华人民共和国消防法》（1998年通过，2008年修订）；
2、《中华人民共和国环境保护法》（1989年）；
3、《中华人民共和国安全生产法》（2002年）；
4、《中华人民共和国大气污染防治法》（2000年）；
5、《中华人民共和国土地管理法》（1999年1月1日实施）；
6、《建设工程安全生产管理条例》（2004年）；
7、《关于加强建设项目安全设施“三同时”工作的通知》（国家发改委，国家安全生产监督管理局，国家安全生产监督管理局，发改投资〔2003〕346号）；
8、《危险化学品建设项目安全许可实施办法》（国家安监局第8号）；
9、《压力管道安全管理与监察规定》（劳部发〔1996〕140号文）；
10、《压力容器安全技术监察规程》（质技监局〔1999〕154号）；
11、《特种设备安全监察条例》（国务院令第549号）；
12、《特种设备质量与安全监察规定》（国家质量监督局第13号令）；
13、《城镇燃气管理条例》（国务院第583号令）；
14、《江苏省燃气管理条例》（2005年3月）；
15、《扬州市城镇燃气管道设施保护管理办法》（扬府规〔2012〕9号）。
1.1.3主要设计规范、标准依据
1、《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB50156-2012）；
2、《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）；
3、《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006）；
4、《石油天然气工程设计防火规范》（GB50183-2004）；
5、《压力管道安全技术监察规程──工业管道》（TSGD0001-2009）；
6、《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000（2008年版））；
7、《承压设备无损检测》（JB/T4730.1~5-2005）；
8、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）；
9、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）；
10、《构筑物抗震设计规范》（GB50191-2012）；
11、《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-1992）；
12、《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）；
13、《爆炸性环境用防爆电气设备》（GB3836-2010）；
14、《石油化工企业可燃性气体和有毒气体检测报警设计规范》（GB50493-2009）；
15、《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB/T50062-2008）；
16、《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-2008）；
17、《石油化工静电接地设计规范》（SH3097-2000）；
18、《室外给水设计规范》（GB50013-2006）；
19、《室外排水设计规范》（GB50014-2006）；
20、《建筑灭火器配置设计规范》（GB50140-2005）；
21、《综合能耗计算通则》（GB2589-2008）。
1.2工程概况
1.2.1工程名称
扬州市宝能加气站初步设计
1.2.2工程规模
根据《设计委托书》要求，宝能站主要供气对象有公交车、出租车、城际中巴、重卡、长途大巴，为LNG加气站及CNG常规加气站合建站（以下简称“合建站”）。
合建站按二级站进行设计，CNG储气井总水容积18m3，LNG加气站设计储罐容积为60m3。
LNG加气站和CNG常规加气站设计规模均按2×104Nm3/d进行设计，每年按360天计算，总年供气规模约为1440×104Nm3/a。
1.2.3工程地点
本合建站位于扬州市邗江区城北（扬子江北路西侧，宝能路南侧），是西北方向进入扬州市的门户地段，区位条件优越。
项目总占地面积5100m2。
1.2.4工程内容
本合建站的LNG加气站主要设备有LNG低温储罐、潜液泵橇、增压器及LNG加气机，CNG常规加气站主要设备有调压计量撬、干燥器、缓冲罐、压缩机、储气井及CNG加气机等。
站内的储气设施为CNG地下储气井18m3（高：
中：
低=1：
2：
3）和60m3卧式LNG储罐1台，储罐采用半地下式布置，根据《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB50156-2012），本合建站属于二级站。
站区平面分为压缩机房区、储气区、储罐区、加气区和辅助用房区。
压缩机房区包括压缩机房、水泵房、控制室；辅助用房区设有仪表配电间、营业室及办公室等。
1.2.5工程投资
本工程概算总投资2337.75万元，其中：
1、工程直接费用：
1202.76万元；
2、工程建设其它费用：
961.82万元；
3、预备费：
173.17万元。
详见本设计附件“概算书”。
1.2.6工程建设背景
随着近几年CNG汽车燃料的不断推广，扬州市车用CNG燃料市场已初步形成规模。
扬州市现有出租车1842辆，气化率为100%，已全部使用CNG作为汽车燃料；现有公交车有1167辆，其中有432辆使用CNG作为汽车燃料，其余使用汽油为燃料，气化率为37%。
另靠近扬州市的仪征市现有约100辆出租车、江都市约200辆出租车也正在利用扬州现有加气站进行汽车加气。
在创造经济效益的同时，也给扬州市推广清洁能源汽车（包括LNG城际客车、LNG重卡等）、改善城市大气污染环境做出了杰出贡献。
目前，扬州市已经建成投产的加气站有7座，其中5座为常规站，1座为子站，1座常规加气站与LNG加气站合建站。
具体如表1.1所示。
表1.1扬州市已建加气站汇总表
序号
站名
站址
设计规模
类型
备注
1
公交西站CNG加气站
公交西站
3.0万Nm3/d
常规站
已建
2
公交北站CNG加气站
公交北站
2.0万Nm3/d
常规站
已建
3
文昌西路CNG加气站
文昌西路
1.5万Nm3/d
子站
已建
4
联宜路CNG加气站
联宜路
2.0万Nm3/d
常规站
已建
5
万福路CNG加气站
万福路
3.0万Nm3/d
常规站
已建
6
扬菱路LNG/CNG加气站
扬菱路
5.0万Nm3/d
常规站与LNG加气站合建站
已建
7
吴洲路CNG加气站
吴洲路
3.0万Nm3/d
常规站
已建
根据《扬州市燃气专项规划（2009~2020年）、《扬州加油、加气与充电站布局规划（2010~2020）》，2020年CNG汽车用气量为13.25×104Nm3/d、LNG汽车用气量为9×104Nm3/d，为方便CNG汽车和LNG汽车加气，需在宝能路建设CNG常规加气站、LNG加气站合建站一座。
1.3项目周边概况及自然条件
1.3.1项目周边概况
1、气源资料
（1）LNG气源
近年来，我国小型LNG工厂发展迅速。
截止到2012年，我国已建成的LNG工厂有24座，总生产能力为827×104Nm3/d；在建LNG工厂有12座，总生产能力达940×104Nm3/d；我国已建成投产或即将投产的LNG接收站有6座，接收进口天然气能力为1830万吨/年（约238×109Nm3/a）。
此外，还有秦皇岛、天津等14个LNG接收站项目正在积极建设或边建设边审批中。
由此可见，从全国形势来看，LNG供应能力充足。
目前扬州城市车用燃气有限公司已与中燃清洁能源（深圳）有限公司签订了LNG买卖合同，该公司主要从事LNG等新能源销售，气源来自宁夏哈纳斯液化天然气有限公司，其气源参数如表1.2所示。
表1.2宁夏哈纳斯LNG气质成份及特性表
项目
参数
组分
含量%
二氧化碳
＜0.1ppm
乙烷
1.40237
氮气
0.26800
丙烷
0.04048
异丁烷
0.06483
正丁烷
0.07144
异戊烷
0.01303
正戊烷
0.00779
C6以上组分
0.00136
甲烷
98.13070
汞
0.0008ppb
露点
0.37000
总硫
＜0.5
沃白指数W0[15℃,V（15℃,101.325kPa）]
51.33
气体密度ρ（20℃，101.325kPa）
0.6867kg/m3
低位发热值（15℃，101.325kPa）
≥49.71MJ/kg
高位发热值（15℃，101.325kPa）
≥55.18MJ/kg
LNG密度ρ（0℃，101.325kPa）
449.60000kg/m3
LNG气化率（101.325kPa，20℃）
≥1468Nm3/t
（2）CNG气源
本工程CNG气源可由宝能路待建dn250中压管道引入本站，该管道运行压力为0.1~0.4MPa，其参数如表1.3、表1.4所示。
表1.3天然气气质组分表
序号
名称
体积百分比
1
CH4
96.226
2
C2-7
2.334
3
CO2
0.473
4
N2
0.967
5
H2S
0.002%
6
低位发热值（0℃）
36.17MJ/Nm3（8639.63Kcal/Nm3）
7
高位发热值（20℃）
40.07MJ/Nm3（9571.20Kcal/Nm3）
注：
以上资料除特殊表明外是指T=273K，P=101.325kPa状况下
表1.4天然气物理性质表
序号
名称
性质
1
烃露点
-40℃
2
水露点
-14℃
3
密度
0.75kg/Nm3
4
相对密度
0.58
注：
以上资料是T=273K，P=101.325kPa状况下
汽车用天然气作为燃料，对气质组分有严格的要求，必须满足《车用压缩天然气》标准，车用天然气标准如表1.5所示。
表1.5车用天然气标准
序号
名称
标准
1
高发热值
不低于31.4MJ/Nm3（7500Kcal/Nm3）
2
H2S含量
≤15mg/m3
3
S含量
≤200mg/m3
4
CO2含量
≤3.0％
5
O含量
≤0.5％
6
水露点
不高于－13℃，在环境温度低于－8℃时，应比环境温度低－5℃
由以上天然气气质组分和性质分析可知，扬州市天然气气源经过脱水后完全符合汽车用天然气标准。
2、供电资料
根据初步意向，本站电源接自站外北侧10kV电源，站内设1台容量为1000KVA变压器，10kV电源由站外高压架空线经电缆埋地引进，低压供电方式采用单母线，配电系统以放射式向本工程用电设备供电。
3、供、排水资料
本站供水由站外宝能路已建DN600给水管道引入，该管道运行压力0.3MPa，管顶埋深0.7m。
站内雨水排至宝能路已建DN600雨水管道，管顶埋深1.4m。
生活污水排入站内化粪池，经处理后排入宝能路已建DN600污水管道，该管道管顶埋深2.0m。
4、消防
根据《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB50156-2012）10.2.3节的要求，采用半地下式LNG储罐的各级LNG加气站，可不设消防给水系统，但需按《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB50156-2012）及《建筑灭火器配置设计规范》GB50140的要求配置一定数量的灭火器。
5、通讯
本站通讯接自站外已建通讯系统，具体由当地通讯部门负责。
1.3.2城市概况及自然条件
1、城市概况
（1）地理位置
扬州市地处江苏省北部，长江下游北岸，江淮平原南端。
扬州市位于东经119°01′至119°54′、北纬32°15′至33°25′之间。
扬州市南部濒临长江，与镇江市隔江相望；西部与南京市、滁州市交界；北部与淮安市接壤；东部和盐城市、泰州市毗连。
扬州市区位于长江与京杭大运河交汇处，东经119°26′、北纬32°24′。
全市总面积6591.2平方公里，其中市辖区面积1020.8平方公里（建成区面积82.0平方公里）。
.
（2）行政及人口
扬州市现辖3区、1县、2个县级市和1个开发区，3区分别为广陵区、邗江区、江都区；1县指宝应县；2个县级市分别为仪征市、高邮市以及一个开发区。
（3）经济发展状况
根据《扬州年鉴》（2011）统计显示，2010年，全市地区生产总值（GDP）2229.49亿元，是2005年的2.27倍；人均GDP为49786元，是2005年的2.29倍，财政总收入400.88亿元，其中一般预算收入167.78亿元，均为2005年的3.4倍。
“十一五”期间，全市地区生产总值累计8214.21亿元，是“十五”期间的2.4倍，年均增长14.3%；财政总收入累计1348.81亿元，其中地方一般预算收入550亿元，分别是“十五”期间的3.5倍和3.3倍，年均分别增长27.9%和27.6%。
2、地形地貌
扬州市地处于江苏省中部，长江下游北岸，江淮平原南端。
扬州市地形呈西高东低，从西向东呈扇形逐渐倾斜，仪征市、邗江区、扬州市区郊区北部为丘陵，京杭运河以东、通扬运河以北为里下河地区，沿江和沿湖一带为平原。
境内有长江岸线80.5公里，京杭大运河纵穿腹地，由北向南沟通白马湖、宝应湖、高邮湖、邵伯湖等4湖，汇入长江。
此外，主要河流还有宝射河、大潼河、北澄子河、通扬运河、新通扬河等。
3、气候气象
扬州市属于亚热带季风性湿润气候向温带季风气候的过渡区。
其气候主要特点是：
盛行风向随季节有明显的变化。
冬季盛行干冷的偏北风，以东北风和西北风居多；夏季多为从海洋吹来的湿热的东南到东风，以东南风居多；春季多东南风；秋季多东北风。
扬州冬季偏长，4个多月；夏季次之，约3个月；春秋季较短，各为2个多月。
扬州地处江淮平原南端，受季风环流影响明显，四季分明，气候温和，自然条件优越。
年平均气温为14.8℃，与同纬度地区相比，冬冷夏热较为突出。
最冷月为1月，月平均气温1.8℃；最热月为7月，月平均气温为27.5℃。
全年无霜期平均220天。
出霜日一般在是10月下旬，终霜日在3月中下旬。
全年平均日照2140小时，日照时数最多的月为6月（185小时），最少的月为2月（111.6小时）。
全年平均降水量1020mm，夏季约占45%，冬季约占9.5%，春秋季各占22%~23%。
每年夏季雨量偏多，多数年份从6月中旬到7月中旬，形成雨季（即“梅雨季节”）。
干旱、雨涝、低温、阴雨、台风、冰雹等灾害间有出现并造成不同程度的损失。
台风一般最早出现于6月，最迟11月，以8月、9月居多。
扬州地区的抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.1g。
4、环境与生态现状
2010年，扬州市大气质量指数均值为0.65，空气质量总体属于“轻污染”级，扬州市区空气质量达标天数为321天。
市区大气中二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒浓度年均值分别为每立方米0.033mg、0.023mg、0.096mg，二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒浓度和降尘年均值均比上年略有上升。
据《扬州年鉴》（2011）统计显示，扬州市环境空气的主要污染物是可吸入颗粒物，污染负荷比52.4%；其次为二氧化硫，污染负荷比30.1%。
各县（市）可吸入颗粒物污染负荷比在45.3%~59.4%之间。
1.4设计原则
1、采用成熟可靠的工艺设计技术，使设计更经济合理、安全适用；
2、严格执行现行的国家、行业有关标准和规范，保证安全稳定供气；
3、设计方案、场站布置和建筑规模的确定遵循简单、实用、经济的原则，合理利用土地；
4、注重消防、安全、环保的原则；
5、贯彻节能原则，综合利用能源，力求经济效益和环境效益的最优化。
第2章总图运输
2.1站址
2.1.1站址选择原则
加气站站址选择应符合以下原则：
1、符合城市总体规划、土地利用总体规划；
2、节约用地，少占良田；
3、站址外部具有方便的水、电、交通等条件；
4、符合现行环保法规；
5、站址具有良好的工程地质条件。
2.1.2站址简介
位于扬州市邗江区城北（扬子江北路西侧，宝能路南侧），是西北方向进入扬州市的门户地段，区位条件优越，周围无大型建构筑物。
整个站区满足城镇规划、环境保护和《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006）、《建筑防火设计规范》（GB50016-2006）、《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB50156-2012）的防火安全的要求，交通便利。
2.2总平面布置
本站的总图布置，需贯彻“预防为主，防消结合”的方针，严格遵循国家有关规范要求，做到从全局出发，统筹兼顾，正确处理生产和安全、重点和一般的关系，以促进生产，保障安全。
本合建站主要设备有LNG低温储罐撬、潜液泵及增压器一体撬、调压计量撬、脱水装置、缓冲罐、压缩机撬、储气井以及变电撬等，站内平面功能分为储罐区、CNG设备区、加气区和辅助生产区。
站区北侧、南侧各设置1个8.7m宽、29.2m宽的出、入口，作为进、出站用。
站内工艺生产区环形消防道路的设置满足规范及消防要求。
站区根据《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB50156-2012）第5.0.12条及工艺特点，站区除靠近宝能路及规划道路的车辆出入口的两侧采用敞开式布置外，东北侧和东南侧均设置2.2米高实体围墙。
本站压缩机房设置在站区的北侧，包括水泵房和控制室。
站房设置在站区的南侧，站房设置营业厅、卫生间、办公室、更衣室。
加气岛位于站区南侧。
LNG储罐区靠近加气区的LNG加气站，储气井设置在本站的西侧，靠近压缩机房。
变配电撬设置在本站的西北侧的位置，该位置相对靠近北侧电源引入点。
站场总平面图布置符合《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）、《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006）以及《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB50156-2012）的要求，安全间距控制如表2.1、表2.2所示。
表2.1LNG工艺设备与站外建（构）筑物安全间距表（m）
表2.2CNG工艺设备与站外建（构）筑物安全间距表（m）
站区总平面布置详见附图“总平面图”。
2.3道路及场站设计
本工程根据规范要求设置进出口道路，道路除满足生产运输的需要外，还应该满足相关规范的要求。
站内满足火灾状况下消防车通行的需要。
站内道路及场地采用220厚C25混凝土路面。
2.4竖向设计
1、场站标高
本站标高应结合站前道路标高，站内高程高于现状宝能路0.20米，场地平整为平坡式，坡度0.5%，由站区东南侧部坡向西北侧。
站内生产区LNG卧式罐罐区为半地下式，罐区底比场站地坪低3.3米，围堰西北角设置集液坑一个，围堰以内除储罐及潜液泵基础以外的区域，地坪标高坡向集液坑，坡度0.2%，设备基础高于周边+0.2米。
2、地下管层位
本工程地下管线采取随管沟敷设，地沟净深0.8m，局部0.5m，盖板为钢筋混凝土结构。
2.5绿化设计
站区绿化是环境保护的重要措施，站内除了必须的道路和场地外其余均进行绿化，站区内场地绿化选用常绿草坪。
绿化占地面积为1247.71m2，绿化率为24.6%。
2.6主要技术指标
表2.3总图主要技术指标
序号
名称
单位
数量
备注
1
征地面积
m2
5080.39
红线内
2
建筑面积
m2
977.3
3
建构筑物占地面积
m2
1405.1
4
容积率
%
19.2
5
绿地面积
m2
1247.71
6
绿地率
%
24.6
第3章工艺系统
3.1设计原则
1、严格遵循国家有关法规、规范和现行标准，做到技术先进、经济合理、安全适用、便于管理。
2、在城市总体规划、土地利用总体规划的指导下，结合国民经济和社会发展现状，充分考虑扬州市燃气汽车需求特点和发展趋势，合理布点确定设计规模。
3、以提高天然气在市内能源消费结构中的比重和保护城市环境为主要目标，鼓励汽车使用天然气。
4、坚持科技进步，积极采用新技术、新工艺、新设备，保证安全供气。
3.2LNG加气站设计
3.2.1设计参数
设计储存能力：
3.24×104Nm3；
设计日加气能力：
2.0×104Nm3/d；
LNG管道系统设计压力：
2.5MPa；
LNG管道系统运行压力：
0.6~1.6MPa；
BOG管路出口设计压力：
0.4MPa；
BOG管路出口运行压力：
0.2~0.35MPa；
仪表风用压力空气管道设计压力：
1.0MPa；
仪表风用压力空气管道运行压力：
0.5MPa；
LNG管道系统设计温度：
-196℃；
LNG管道系统运行温度：
-162.3℃；
LNG低温储罐内胆/外壳设计压力：
1.44MPa/-0.1MPa；
LNG低温储罐内胆/外壳最高运行压力：
1.20MPa/-0.1MPa。
3.2.2工艺流程
LNG加气站主要流程共分为卸车流程、升压流程、加注流程、卸压流程以及BOG回收流程等六部分。
1、卸车流程
把汽车槽车内的LNG转移至LNG橇装加注站的储罐内，使LNG经过泵从储罐上进液管进入LNG储罐。
卸车有3种方式：
增压器卸车、泵卸车、增压器和泵联合卸车。
（1）增压器卸车
通过增压器将气化后的气态天然气送入LNG槽车，增大槽车的气相压力，将槽车内的LNG压入LNG储罐。
此过程需要给储罐增压，卸完车后需要给槽车降压，每卸一车排出的气体量约为180Nm3。
（2）泵卸车
将LNG槽车和LNG储罐的气相空间连通，通过LNG低温泵将槽车内的LNG卸入LNG储罐。
卸车约消耗电能18kWh。
（3）增压器和泵联合卸车
先将LNG槽车和LNG储罐的气相空间连通，然后断开，在卸车的过程中通过增压器增大槽车的气相压力，用泵将槽车内的LNG卸入储罐，卸完车后需要给槽车降压。
约消耗电能15kWh。
第
（1）种卸车方式的优点是节约电能，工艺流程简单，缺点是产生较多的放空气体，卸车时间较长；第
（2）种卸车方式的优点是不用产生放空气体，工艺流程简单，缺点是耗电能；第（3）种卸车方式优点是卸车时间较短，耗电能小于第
（2）种，缺点是工艺流程较复杂。
综合考虑节约时间和节约电能，本设计采用第（3）种方式卸车。
2、升压流程
（1）自增压（调压）
储罐自增压流程主要目的是对储罐进行增压，站内储罐内的LNG液体凭借液位产生的压差进入储罐增压器中，经空温加热气化后回到储罐的顶部，增加储罐的压力，采用自增压方式增压速度相对较慢，但无需消耗电能。
（2）泵增压（调温）
泵增压主要目的是进行调饱和，主要流程是：
储罐内的液体流进泵池后（需先对泵池进行预冷），经潜液泵注入气化器中，经加热器加热气化后进入储罐的底部，以提高罐内液体的温度及饱和压力。
此流程主要针对不再自增压系统的车辆而设置，如果车辆本身有自增压系统，可不启动此流程，可大大减少站内BOG气体的产生。
3、预冷流程
预冷主要是凭借储罐和泵池的液位差，使液体从储罐进入泵池，完成泵池的预冷。
泵池预冷完成后，启动泵，完成加气枪的预冷。
4、加注流程
LNG橇装加注站储罐中的饱和液体LNG通过泵加压后由加注枪通过计量后给汽车加注。
车载储气瓶为上进液喷淋式，加进去的LNG直接吸收车载气瓶内气体的热量，使瓶内压力降低，减少放空气体，并提高了加注速度。
5、卸压流程
由于系统漏热以及
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