天然气加气站可行性研究报告.docx
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天然气加气站可行性研究报告
CNG加气站
可行性研究报告
二0一0年三月
CNG加气站
可行性研究报告
前言
随着汽车保有量的快速增长，车用能源消耗量不断增加，汽车尾气污染加大。
世界各国从能源安全和环境保护的角度出发，在大力推进汽车技术进步的同时，积极开发利用天然气汽车，电动汽车、液化石油气汽车、醇类汽车等代用燃料汽车的技术已经成熟。
目前，我国有30个省市自治区80多个城市开展车用天然气（CNG）、液化石油气汽车、醇类汽车和电动汽车业务。
被称为“绿色汽车”的CNG汽车在环保方面具有显著效益。
用天然气作为动力与使用汽油作为动力相比较，汽车尾气中一氧化碳可减少97%，碳氢化合物减少72%，二氧化硫减少90%，噪音减少40%，导致人体呼吸道疾病及癌症的苯、铅粉尘等减少100%。
加快鄂尔多斯市CNG加气站网络建设的完善，天然气汽车必将得到大力推广，天然气企业和天然气汽车行业的市场空间极为广阔。
同时鄂尔多斯市汽车尾气排放将大大降低，空气质量得到提高，另外出租车、公交车营运成本大大降低，促进了当地社会经济的发展。
该项目的实施，还可以缓解鄂尔多斯市加气站布局不合理、加气难等矛盾，促进社会和谐。
本院受鄂尔多斯万基天然气有限公司的委托，编制鄂尔多斯万基天然气公司包府路CNG加气站工程的可行性研究报告。
在此，特别感谢鄂尔多斯市有关部门的大力配合。
二０一0年三月
※※※※※※
附表
1、投资估算表
2、项目总投资使用计划与资金筹措表
3、流动资金估算表
4、财务评价指标汇总表
5、营业收入、营业税金及附加和增值税估算表
6、固定资产折旧费估算表
7、无形资产和其他资产摊销费估算表
8、总成本费用估算表
9、利润和利润分配表
10、项目投资现金流量表
11、项目资本金现金流量表
12、财务计划现金流量表
13、项目还本付息计划表
14、资产负债表
15、单因素敏感性分析
附图：
1、总平面示意图
2、工艺流程图
3、工艺设备平面布置图
（一）
4、工艺设备平面布置图
（二）
5、箱变10kV主接线图
6、箱变0.4kV低压配电系统图
1.总论
1.1项目概况
1.1.1项目名称：
山西祈县CNG加气站
1.1.2委托单位：
1.1.3编制单位：
四川胜创石油天然气工程勘察设计有限公司
1.2设计依据
1.2.1《山西祈县CNG加气站设计委托书》
1.2.2山西祈县提供的天然气气质分析报告；
1.2.3《山西祈县城市总体规划》
1.2.4《内蒙古自治区“十二五”天然气利用规划》
1.2.5《内蒙古自治区中西部天然气管网建总体实施规划》。
1.2.6鄂尔多斯万基天然气公司提供的其他资料。
1.3设计遵循的主要标准、规范
（1）《石油天然气工程设计防火规范》GB50183-2004；
（2）《建筑设计防火规范》GB50016-2006；
（3）《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2002（2006版）；
（4）《城镇燃气设计规范》GB50028-2006；
（5）《工业企业总平面设计规范》GB50187-93；
（6）《石油天然气工程总图设计规范》SYT0048-2000；
（7）《供配电系统设计规范》GB50052-1995；
（8）《建筑物防雷设计规范》GB50057-1994（2000版）；
（9）《工业企业厂界环境噪声排放标准》GB12348-2008；
（10）《建筑抗震设计规范》GB50011-2001（2008版）；
（11）《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005；
（12）《建筑照明设计标准》GB50034-2004；
（13）《低压配电设计规范》GB50054-95；
（14）《通用用电设备配电设计规范》GB50055-93；
（15）《电力工程电缆设计规范》GB50217-2007；
（16）《10KV及以下变电所设计规范》GB50053-94；
（17）《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92；
（18）《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002；
（19）《混凝土结构设计规范》GB50010-2002；
（20）《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006版）；
（21）《砌体结构设计规范》GB50003-2001；
（22）《建筑给排水设计规范》GB50015-2003；
（23）《室外给水设计规范》GB50013-2006；
（24）《室外排水设计规范》GB50014-2006；
（25）《水土保持综合治理技术规范》GB/T16453.1～16453.5-96；
（26）《建设项目环境保护管理条列》国务院第253号令；
（27）《建设项目环境保护设计规定》（87）国环字002号；
（28）《压力容器安全技术监察规程》（1999）质技监局锅发154号；
（29）《压力管道安全管理与监察规定》（1996）劳部发140号；
（30）《气瓶安全监察规定》（2003）国家质量监督检验检疫总局第46号；
1.4项目建设的历史背景及意义
1.4.1鄂尔多斯城市概况
鄂尔多斯市位于内蒙古自治区西南部，西、北、东三面被黄河环绕，南以长城为界，与山西、陕西接壤，西与宁夏自治区毗邻，形成秦晋文化与草原文化南北交融的“歌海舞乡”。
鄂尔多斯市与黄河北岸的呼和浩特市、鄂尔多斯市又形成内蒙古自治区经济发展最为活跃的“金三角”。
鄂尔多斯，汉语意为“众多宫殿”。
全市辖东胜区、准格尔旗、达拉特旗、伊金霍洛旗、乌审旗、杭锦旗、鄂托克旗、鄂托克前旗8个旗区，总面积8.7万平方公里，总人口139.7万，其中蒙古族16.8万，是以蒙古族为主体，汉族占多数的地级市。
1.4.2当地气象条件
鄂尔多斯属典型的温带大陆性气候，日照丰富，四季分明，无霜期短，降水少且时空分布极为不均，蒸发量大。
年日照时数为2716-3194小时，年平均气温5.3-8.7℃，年降水量为170-350毫米，年蒸发量2000-3000毫米，降水主要集中在7-9月份，全年8级以上大风日数40天以上，无霜期130-160天。
1.4.3项目建设背景
石油短缺和生态恶化是21世纪人类面临的主要问题，能源的短缺将直接影响各国经济的持续发展，而环境污染则直接威胁着人类的健康和生存。
天然气是当今世界能源的重要组成部分，它与煤炭、石油并列为世界能源的三大支柱。
据研究资料显示，世界已探明的石油储量，按汽车现在消耗的速度，还能支撑40-70年。
而已探明的天然气储量，预计可以开采200年。
能源是人类生存和发展的重要物质基础。
在我国由于人口众多，能源资源相对不足，人均拥有量远低于世界平均水平，煤炭、石油、天然气人均剩余可采储量分别只有世界平均水平的58.6％、7.69％和7.05％。
目前又处于工业化、城镇化快速发展的重要阶段，能源资源的消耗强度高，消耗规模不断扩大，能源供需矛盾越来越突出。
为了缓解能源的供需矛盾，国家在加大能源勘探和开发力度的同时，以降低能耗为目的，举全社会之力开展节能降耗工程，2006年7月，国家发展和改革委员会、科技部等七部委联合下发了《“十一五”十大重点节能工程实施意见》，“节约和替代石油工程”为十大重点工程之一，加快开发和发展石油替代产品，保证我国石油安全是我国能源发展战略的重点。
天然气与煤炭、石油并列为世界能源的三大支柱，是当今世界能源的重要组成部分。
目前除石油、煤炭以外，唯有天然气可实现低成本、大面积开采，而且运输和储存技术已十分成熟，不仅广泛应用于工业、家用燃料和石油化工原料，而且已被公认为是一种廉价、清洁、安全、高效的车用燃料。
天然气的开发利用以其储量大、清洁、高效而受到各国政府的高度重视，以天然气替代石油已成为当今世界能源发展的主要方向之一。
从这个意义上讲，天然气汽车是21世纪汽车工业发展的一个重要方向。
政府的经济政策是影响燃气汽车发展的一个最重要因素。
许多发达国家的政府为了保护环境，在价格，税收，投资，补贴等方面制定优惠措施，积极鼓励燃气汽车的发展。
我国政府近几年也结合实际情况，本着积极发挥引导、支撑和排障作用的原则，制定了一系列的相关政策和措施鼓励发展燃气汽车，首先在法律、法规方面予以保障；另外在燃气汽车生产、改装、零部件生产、加气站建设、燃气汽车购买和使用等环节给予税收、资金等方面的优惠政策等。
例如上海市政府对新增天然气公交车进行补贴，政府投资进行加气站建设，由委托企业经营等，都是行之有效的措施。
目前我国正在进行燃油税改革，实行税改后，燃油价格将大幅上升，对燃气汽车的发展具有重要的促进作用。
随着材料技术以及电子技术的不断发展和广泛应用，天然气燃料的优势将会大力被开发和利用。
从长远来看，天然气将会成为最有前途的车用“低污染燃料”。
因此，发展天然气汽车对解决环境问题和能源问题都具有十分重大的现实意义。
（1）国内天然气及天然气汽车产业发展现状
中国的天然气工业还处于规模化发展的起步阶段，生产和消费规模均比较小，与世界平均消费水平相比，天然气在中国一次能源消费结构中的比例不仅远低于目前世界平均水平（24%），也大大低于亚洲平均水平（8.8%）,只占2.7%。
而且消费领域狭窄，除工业和居民消费外，只有不到总量1%的用于交通运输和商业服务领域。
天然气的多领域应用在我国尚有很大的发展空间。
制约我国天然气工业快速发展的因素较为复杂，包括天然气基础设施不完善；下游市场不健全；供需市场分布不合理；市场的开拓、培育以及长输管道的建设滞后于资源的增长等因素，在很大程度上制约了天然气产业的发展。
近年来，随着国家能源政策的调整和环境保护力度的加大，我国的天然气工业有了较快发展，天然气勘探开发力度进一步加大并取得丰硕成果，基础设施建设取得长足进展，天然气管网建设步伐加快，一批重点管道建设工程相继投入使用，天然气的深度开发利用取得重大进展，下游市场稳步拓展并向多元化方向发展，中国的天然气工业即将迎来一个快速发展的新时期。
内蒙古自治区天然气工业的发展真正起步于本世纪初，以长庆气田的开发为起点，以长庆气田至呼和浩特的天然气输送管道的投产为标志，开始了内蒙古天然气产业的大规模工业化开发利用。
目前，内蒙古天然气仍以工业和居民消费为主，拓宽消费领域、优化消费结构，充分挖掘天然气的能源价值，发挥天然气的能源替代作用，将天然气大量应用于交通行业是开拓天然气消费领域的主要方向之一。
根据最新资料显示，全世界约有400万辆天然气汽车，其中中国约有97000多辆天然气汽车。
目前，世界上有60、70个国家在进行压缩天然气的研发和使用。
中国使用压缩天然气的汽车主要分布在四川、陕西等西部地区。
其中，四川省使用压缩天然气的汽车最多，达到10.0万余辆，加气站也有200多座。
可以预见，随着国内其他城市供气系统和全国范围内的加气站网络建设的完善，天然气汽车必将得到大力推广，天然气企业和天然气汽车行业的市场空间极为广阔。
（2）鄂尔多斯市天然气汽车产业发展现状
为实现可持续发展，建设秀美山川，鄂尔多斯市政府高度重视清洁汽车工作，将其作为新兴产业和新的经济增长点来抓。
鄂尔多斯市已建CNG加气站统计表：
鄂尔多斯市已建CNG加气站规模及数量表表1.4-1
分类
城市
站
（数量和规模）
标准站
（数量和规模）
子站
（数量和规模）
鄂
尔
多
斯
东胜
（城区）
1座；3.3×104m3/d
2座，2.0×104m3/d
3座；1.5×104m3/d
薛家湾
/
/
2座；1.5×104m3/d
达旗
1座；6.7×104m3/d
1座；1.1×104m3/d
1座；1.0×104m3/d
伊旗
/
1座；1.5×104m3/d
/
杭锦旗
/
1座；1.5×104m3/d
/
1.4.4项目建设的意义
（1）改善生态环境，减少城市大气污染，具有显著的环保效益
经实际测量，一般工业城市大气污染有60%来自于机动车尾气排放。
现今以汽油、柴油作动力燃料的汽车，所排放的有害气体及固体颗粒，不仅直接影响人体健康，而且会加剧温室效应，促成“光雾”形成，甚至破坏臭氧层，对人类整体的生存条件造成严重威胁。
城市汽车采用清洁无污染燃料，一直是我国以及世界其他国家努力的方向和目标。
被称为“绿色汽车”的CNG汽车在环保方面具有显著效益。
用天然气作为动力与使用汽油作为动力相比较，汽车尾气中一氧化碳可减少97%，碳氢化合物减少72%，二氧化硫减少90%，噪音减少40%，导致人体呼吸道疾病及癌症的苯、铅粉尘等减少100%。
（2）调整能源结构，充分发挥西部资源优势
从国内外大量应用的实践证明，发展燃气汽车，特别是天然气汽车，既可减少环境污染，又可调整能源结构。
长期以来，鄂尔多斯市能源结构不尽合理，城市能源以煤、瓶装石油液化气、石油产品为主，导致了城市能源综合利用率较低，能源浪费严重，成为制约鄂尔多斯市国民经济发展的一大障碍。
（3）发展天然气汽车的经济效益显著
几年来，我国政府多位领导人对发展天然气汽车作了很多重要的批示，提出“以气代油”，这对我国发展天然气汽车，意义是重大的。
“九五”期间，我国已将汽车工业列为四大支柱产业之一。
发展天然气汽车，对相关产业也有一定的带动作用，是有利于子孙万代的社会公益事业。
随着燃气汽车和加气站的运行，将带动与燃气汽车相关的机械制造、汽车、高压储运、电子电器、仪器仪表、新工艺、新材料、试验检测以及城建、土地、交通、安全、标准、环保等行业的发展，使燃气汽车的推广应用成为龙头，创造上万个就业机会，促进社会经济的发展。
出租车使用天然气作燃料比使用汽油每月可节约费用2000-2500元，居民使用天然气比使用瓶装石油液化气每月可节约50元左右。
（4）鄂尔多斯市加气站存在的问题
a.布局不合理：
已建成的6座加气站与CNG汽车数量不匹配，车多站少，另外已有的加气子站规模小，基本建设在城区，没有足够的回转车场，显得拥挤，没有扩建余地。
b.结构不合理：
当前鄂尔多斯市唯一一座加气母站规模为3.3×104m3/d，而城区建设有3座1.5×104m3/d。
由于以上情况，又造成CNG加气子站供气不足、同时造成天然气汽车加气量不足，行驶距离缩短，又增加了加气次数，从而加重了车辆排队想象。
由于鄂尔多斯市万基天然气公司包府路CNG加气站计划选址在鄂尔多斯市城北，城北目前没有CNG加气站，该站的建设，不但将大大缓解于鄂尔多斯市城北出租车、公交车加气难、加气排队这一矛盾，还避免了车辆返空到其他CNG站加气造成城市拥堵、能源浪费，同时还加强了社会和谐，以及促进了当地社会经济的发展。
1.5设计原则
1.5.1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。
1.5.2在城市总体规划的指导下，结合国民经济和社会发展现状，充分考虑鄂尔多斯市及周边城市燃气汽车需求特点和发展趋势，合理确定设计规模。
作到统筹兼顾、合理安排、远近结合、切实可行，坚持需要和可能相结合，避免浪费投资和二次投资。
1.5.3加气站技术已在四川、重庆、西安、内蒙各城市成功运营10余年，属成熟技术，设计秉着坚持科技进步，积极采用新技术、新工艺、新设备，站的设计中尽量采用性能好、技术先进、操作方便、可靠耐用的国产工艺设备，降低工程造价，同时确保加气站安全运行。
工艺仪表适当选用自动化程度较高的仪表,辅以就地检测、指示、记录,使新建设施和自控系统达到国内先进水平。
1.5.4为提高系统供气质量，必须使系统中技术、管理和经营适应现代化要求，以获得更好的社会效益、环境效益、节能效益和经济效益
1.5.5综合考虑三废治理和节约能源。
做到环境保护与经济效益并重，遵循可持续发展的原则。
1.5.6站的总体布局、建筑结构设计严格按照公安消防的有关安全规定。
始终将安全放在突出位置考虑。
1.5.7加气站设计应远近结合，统筹兼顾，合理发展，留有充分的发展余地，
1.6建设规模及设计范围
1.6.1车源状况及规划建站数量
（1）车源状况
鄂尔多斯万基天然气公司包府路CNG加气站主要供给鄂尔多斯市的出租车、公交车、环卫生车及其他营运车辆。
鄂尔多斯市天然气汽车数量表1.6-1
分类
公交车
出租车
环卫车
短途中巴车
数量（辆）
300
2400
100
200
行使距离（km/d）
200
400
100
300
耗气量
（m3/100km）
28
9
40
20
耗气量合计
（×104m3/d）
1.68
8.64
0.40
1.20
目前，鄂尔多斯市现有加气站6座，生产规模为日产25MPa压缩天然气6.5×104m3；根据当前鄂尔多斯市已有站规模和已有加气站数量，都远远不能满足鄂尔多斯市天然气汽车的用气需求。
根据鄂尔多斯市现有出租车、公交车和中巴车及环卫车的拥有量（见表1.6-1）及私家车改车趋势，目前鄂尔多斯市压缩天然气缺口约为5.42×104m3/d，随着经济社会的发展和国家能源战略，已经环境保护的需要，越来越多天然气汽车将被投入使用，为解决目前鄂尔多斯市压缩天然气缺口，鄂尔多斯市万基天然气有限责任公司决定在鄂尔多斯市城北包府路旁新建日产压缩天然气2.5×104m3/d加气站一座以缓解鄂尔多斯市及周边地区加气难的情况，还鄂尔多斯市及周边地区人民一片蓝天作贡献。
1.6.2建设规模
按当地车源状况、当地CNG站规划以及设计合同，本加气站的工艺设计按固定站设计，其设计规模为：
日生产压力为25MPa的压缩天然气2.5×104m3/d（标准状态），储气装置总容积16m3（水容积）。
1.6.3设计范围
（1）加气工艺系统；
（2）全站集中控制及管理系统；
（3）全站配套公用工程；
（4）组织机构和劳动定员；
（5）工程投资经济分析；
1.7主要工程量及主要技术经济指标
鄂尔多斯市万基天然气公司包府路CNG加气站主要工程量及技术经济指标表1.7-1
序号
名称
单位
数量
备注
1
设计规模
车用压缩天然气
万m3／d
3.0
储气井16m3（水容积）
2
主要工程量
低压系统
套
1
含过滤、调压等（一用一备）
压缩机
台
3
单台780Nm3/h
电机功率132KW
高压深度脱水装置
台
1
处理气量2500Nm3/h
储气井
口
4
4m3（水容积）/口
高压充装系统
套
1
加气机6台
监控（含计量）系统
套
1
气体罗茨流量计或涡轮流量计
配套工程
套
1
总图、建筑、水、电、讯等
3
人员配置
人
24
4
站区占地面积
m2
4505.00
5
总建筑面积
m2
864.05
6
电年耗量
万kWh
179
7
水年耗量
万m3
2.15
8
固定资产投资总额
万元
1310
9
天然气进气价
元/m3
1.37
10
压缩天然气售价
元/m3
2.17
2气源
2.1气质参数
（1）天然气的组成
天然气组分表（mol%）表2.2-1
组分
CH4
C2H6
C3H6
iC4H10
iC5H12
iC6H12
组分
96.4
0.89
0.107
0.016
0.009
0.004
组分
H2
He
N2
CO2
H2S
H2O
组分
微量
0.029
0.129
2.398
0.0004
0.004
（2）天然气性质
比重：
0.544
密度：
0.7037kg/m3
高热值：
39.186MJ/m3
低热值：
35.08MJ/m3
华白指数：
49.48MJ/m3
2.2压力等级
进气压力：
0.25-0.3MPa
储存压力：
25.0MPa
高压充装压力：
20.0MPa
3工艺
3.1成品气气质要求
根据《车用压缩天然气》GB18047-2000的规定：
车用压缩天然气站内储存压力≤25MPa，在常压下露点温度≤-62℃，微尘含量≤5mg/m3，微尘直径小于5μm，H2S含量≤15mg/m3。
3.2工艺流程简述
CNG加气站工艺流程的设计，影响到建站投资及运行成本、站的运行效率、长期运行中对各种因素变化的适应性及运行的安全可靠性。
由于加气站发展至今，其工艺流程已相当成熟，根据现行国家标准《车用压缩天然气》（GB18047-2000）和《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB50156-2002〈2006版〉）的规定，CNG加气站的工艺流程应包括以下几个部分：
原料天然气气质处理（过滤、脱硫、脱水）、计量及天然气增压、高压天然气储存及分配、天然气充装。
由于长呼天然气管道来的天然气H2S含量远远小于15mg/m3，因此本站可不考虑脱硫装置。
工艺技术方案的变化主要是根据脱水方式的不同来确定，根据脱水方式的不同，本站可采用两种工艺技术方案：
方案1：
压力约0.8MPa原料天然气进站后，先经过滤、计量、调压（调压后压力稳定在0.3MPa）进入前置脱水装置深度脱去其中的水分，使其露点达到或低于-62℃（常压下），脱水后的天然气进入压缩机，经压缩机三级增压，达到25Mpa；压缩后的天然气经分配装置进入储气装置再通过售气机给车辆加气或直接通过售气机给车辆加气。
方案2：
压力约0.8MPa原料天然气进站后，先经过滤、计量后、调压（调压后压力稳定在0.3MPa）后进入压缩机，经压缩机三级增压，达到25MPa后进入后置高压脱水装置深度脱去其中的水分，使其露点达到或低于-62℃（常压下），脱水后的天然气经分配装置进入储气装置再通过售气机给车辆加气或直接通过售气机给车辆加气。
低压/高压脱水装置技术比较表3.2-1
低压/级间（前置）
高压（后置）
适用于2000~10000m3/h中大型站
处理气量较大
适用于2500m3/h以下小型站
处理气量较小
一般多在大于0.3Mpa，压力过低，会导致设备过于庞大
管网压力不宜太低
当管网压力过低，对压缩机的压缩比、级数、功率有较大影响
与管网压力无直接关系
不受压缩机起停影响，再生为独立闭式循环系统，工作压力一般在0.2Mpa以下，再生过程连续完整，再生效果彻底，保护压缩机，延长压缩机寿命。
不受压缩机开机时间的限制
再生气回流压缩机进口（理论上），要求压缩机开机时间不低于6小时，否则会造成再生解析不完全后续系统易发生“冰堵”；实际运行中为保证再生完全，压缩机停机时再生气放空。
易受压缩机负荷变化影响
有益于压缩机工作环境和延长寿命
对管网气质要求不高
当管网气体质量不好（含水、硫、凝析油及固态杂质），有可能对压缩机造成腐蚀、磨损、液击等损伤
对管网气质有严格要求
设备不受高压/低压交变负荷，无压缩机润滑油污染，吸附剂、阀门等零部件寿命长
维修、运行费用低
高低压切换冲刷吸附剂，压缩机润滑油有可能污染吸附剂，阀门、管件及其它零部件要承受高低压，高低温交变负荷，其安全、可靠性大幅降低，再生气回收利用困难
维修、运行费用很高
吸附剂装填量大，单塔吸附时间12小时，再生循环工艺复杂
体积、重量大，投资较大
吸附剂装填量小，单塔吸附时间8小时，无需再生循环工艺
体积、重量小，投资较小
由于本站原料气气质稳定，含水量变化不大，进站压力较低,所以本站推荐采用方案1流程，即前置低压脱水方式。
3.3工艺方案特点
（1）进站安全切断系
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