海南中油深南万宁龙滚加油加气站LNGLCNG建设项目可行性研究报告Word文档格式.docx

1、海南中油深南石油技术开发有限公司经营状况日趋成熟，成效显著，其对天然气汽车的推广将大大优化万宁市能源结构，净化大气环境，促进生态环境、创业环境、人居环境的建设备形成天然气产业链，形成新兴产业的亮点，对改善万宁市公交车与出租车经营状况、增加税收、提供就业岗位、带动相关产业、减轻政府压力、促进海南省经济和社会的可持续发展等具有十分重要的意交。针对海南省万宁市现有LNG、L-CNG车辆的特征，因而采用LNG、L-CNG的站形式服务燃气车辆。所以拟在万宁市龙滚镇原有加油（气）站扩建LNG、L-CNG项目，也为万宁市市内出租车，公交车提供清洁燃料。1.4气原条件1.4.1气源的选择本站供气源来于西线高速

2、三林出口2公里处的LNG工厂，建设规模日处理量为30气源与本站之间的距离为140公里。未来潜在气源：规划在海南省澄马村港建LNG接收站。（1）气质参数条件本站气源参数见表1.4.2 天然气组分表 表1.4.2序号项目数值备注一组分含量（mol%）1甲烷80.94282乙烷17.66973丙烷1.34904正丁烷0.02765异丁烷0.01006异茂烷0.00097氮气0.00008二氧化碳二特性低热值（MJ/Nm3）39.01高热值（MJ/Nm3）46.09气相密度（kg/Nm3）0.8483液态密度（kg/Nm3）456.5运动粘度（m2/S）11.9810-6华白指数56.9114爆炸上限

3、（20C）14.489%爆炸下限（204.3576%（2）气质判别该天然气气质满足城镇燃气设计规范对天然气质量的要求。该天然气气质符合液化天然气的一般特性（GB/T19204）及车用压缩天然气（GB18047）的规定。1.4.2站址条件加气站属易燃易爆场所，选址时要注意避开人口密度较大的场所，同时又是为万宁市附近天然气汽车服备的基础设施，要尽量在万宁市附近，并且便于大型车辆进也回转的地点进行加气站的建设。本站所需水、电、劳动力等条件当地能够解决。1.5编制要求1.5.1编制范围本报告编制范围为万宁龙滚加油加气站LNG、L-CNG建设项目设计方案。1.5.2编制内容根据建设单位要求和建设部市政公

4、用工程（燃气）设计文件编制深度规定本站可行性研究报告主要内容有：（1） 研究万宁市附近公交车、出租车使用清洁燃料的技术路线以及建设汽车加气站的可性性，对本项目作出建议。（2） 研究本站的工艺技术方案。（3） 对本项目作出投资估算的效益评价。（4） 结合可行性研究报告深度要求，给出工艺流程、总平面布置等图纸及主要设备材料表。1.5.3编制原则（1）符合万宁市规划部门的要求，作到合理规划，合理布局，统筹兼顾。（2）严格执行国家现行设计规范，贯彻国家有关消防、环境保护、劳动安全及工业卫生的有关法规。（3）积极采用国内外成熟的新工艺、新技术、新设备、新材料、借鉴已建成LNG、L-CNG汽车加气站的成功

5、经验，保证项目工艺技术的先进性、可靠性、安全性、经济性，使项目整体建设达到目前国内先进水平。（4）设计中尽一切努力节能降耗，在工艺流程和设备方面，采用先进的节能降耗工艺和设备，减少对水、电等动力的消耗，以达到国家有关节能减排的要求。（5）美化环境，创建良好的城市环境。1.5.4设计依据汽车加油加气设计与施工规范 GB 50156-2002（2006年版）液化天然气（LNG）生产、储存和装运 GB 20368-2006建筑设计防火规范 GB 50016-2006关于海南省LNG汽车加气加设采信标准有关问题的通知（琼城建函2008274号爆炸物防雷设计规范 GB 50058-92建设物防雷设计规范

6、 GB 50057-97（2000年版）石油化工静电接地设计规范 SH 3097-2000工业金属管道设计规范 GB 50316-2000（2008年版）1.6本站技术路线的确定（1）天然气液化后（LNG）可以大大节约储运空间和成本，而且且有热值大、性能高等等特点。（2）天气然的经济性汽车使用天然气作燃料，每年的燃料费用可节约1020%左右，以气代油的经济效益较为可观。（3）天然气的燃点为650C,比汽柴油、液化石油气（LPG）的燃点高，点火性能也高于汽柴油和LPG。天然气的爆炸极限为4.357614.489%，且密度很低，只有空气的一半左右，稍有泄漏即挥发扩散；而LPG的爆炸极限为2.49.

7、5%，燃点为427C；柴油爆炸极限为0.54.1%，燃点为260C。由此可见，在某种意义上天然气比LPG、汽油、柴油更安全。（4）天然气环保性天然气汽车与燃油汽车相比，天然气汽车的尾排放中二氧化碳的含量大大减少，有害物质排放量大大降低，被称为环保型汽车。（5）LNG、L-CNG加气站是启动天然气汽车市场的便捷途径。LNG加气站是由LNG低温储罐、增太器、控制阀门、LNG低温泵、增温器、LNG加气机和控制系统等组成，采用真空管道边接而成。L-CNG汽车加气站是将低压（00.8Mpa）、低温（-162C）的LNG转变成常温、高压（2025 Mpa天然气的汽车加气站。其主要设备包括：LNG储罐、L-

8、CNG低温高压柱赛泵、空温式气化器、CNG加气机等。其优点是占地面积小，现场安装工作量小，建设周期短，便于运输。综上所述，本站技术路线是：在万宁市东线高速公路成滚出口东侧原有加油（气）站内扩建LNG、L-CNG项目，可为万宁市天然气汽车提供清洁燃料。1.7主要技术经济指标主要技术经济指标 表1.7单位指标总投资万元1012.871.1建设投资962.871.2建设期利息1.3流动资金50.00产品价格2.1L-CNG元/吨5300.002.2LNG销售收入万元/年3282.073.11641.043.2总成本2912.02年均销售税金62.38年均销售利润306.68年均所得况76.67投资利

9、润率%22.719投资利税庇36.4410内部收益率38.90%11净现值995.8412投资回收期年3.722站址及总图运输2.1站址选择原则（1）一般要求站址先择的原则，应符合总体规划、消防安全和环境保护的要求，并应选择交通便利、车流量较大的地方。（2）安全要求站址选择应符合液化天然气（LNG）生产、储存和装运（GB/T20368-2006）、汽车加油加气站设计与施工规范GB50156-2002（2006年版）的防火安全要求。避开重要建筑物和人流密集区。2.2站址确定本站加气主要对象为万宁市附近出租车、公交车、符合LNG、L-CNG加气站的服务对象要求，根据万宁市现状布局及其周边环境，本项

10、目拟建于万宁市东线高速公路龙滚镇出口东侧原有加油（气）站内。2.3总平面布置本站建在原有加油（气）站内，站内原有3个30m3的卧式油罐，其中1个为空罐，其他两个分别为汽油罐、柴油罐，（其中柴油罐的容积折半计入油罐总容积），油罐总容积为45m3 ，为三级加油站，新增LNG储罐的容积为50 m3，为二级加油站，由此确定本站为二级加油加气合建站。本站按火灾危险性分类属于甲类场所，站区平面布局严格按现场防火规范的有关规定布置。在满足规范要求的最小防火间距以及进出车辆的回车场地的前提下，作到布局合理，布置紧凑，节约用地。站内布置有拉蓄区、加油加气区、生产、生产辅助区。生产、生活辅助区站房为原有站房子；拦

11、蓄区内布置有LNG储罐撬、LNG低温泵及L-CNG低温高柱赛泵撬、空温式气化器、EAG加热器等；加油加气区布置有一台CNG加气机、一台LNG加气机及两台加油机（原有）。拦蓄区与加气站设备的距离满足规范GB50156及GB/T20368的防火间距要求。2.4道路及出入口为使加气车辆和LNG槽车进出通畅，加油加气区场地临道路一侧采用敞开式设计，加油加气区的出入口分开设计，最小转弯半径不小于12米，满足出租车，公交车等转弯要求。2.5围设施加气站属于易燃易爆性生产场所，为了加气站的安全管理，应作适当封闭。站区进、出口侧围墙为敞开式，其余侧采用非燃烧实体围墙隔离，高度2.2米的；为防止储罐发生事故时范

12、围扩大，根据规范要求，拦蓄区四周设围提，围堤高1.0米，采用耐低温的钢筋混凝土结构，内壁隔热防火涂料。2.6排水及竖向设计站区自然坡度较为平缓，故本项目竖向设计采用平坡式设计方案，设计坡向与原地自然坡向相同。场地雨水按照设计坡向出站后分散排放。围提内设有集液池，集液池内设有潜水泵，收集后的雨水经过潜水泵排出围堤，排入站区原有排水沟。2.7技术指标2.7.1LNG、L-CNG加气站技术指标（1）拦蓄区占地面积188.6平方米的；3工艺流程及装置3.1LNG、L-CNG加气站技术特点及技术参数3.1.1LNG、L-CNG加气站特点LNG加气站是由LNG低温储罐、增太器、真空管道、控制阀门、LNG低

13、温泵、增温加热器等设备组成，L-CNG加气站是由LNG低温储罐、真空管道、控制阀门、LNG低温高压柱赛泵、空温式气化器和储气瓶组等设备，其具有如下特点：（1） 高度集成、一体化设计，占地面积小；（2）设备整体采购，现场安装工作量小，投入使用快；（3）关键部件采用原装件，电仪系统采用本安或防爆设计，安全可靠；（4）工艺可靠，预冷时间短，加气速度快；（5）PLC全自动控制，人机界面良好，操作方便。3.1.2技术参数（1）设计规模本站的设计规模确定为：2LNG储量按下式计算：V=式中：V:总储存容积（m3）；n:储存天数（d）Gr:平均日用气量（kg/d）Pr:最高工作温度下的液化天然气密度（kg/

14、m3）；参考值为404.1 kg/m3。Ob:最高工作温度下的储罐允许装率，Ob=95%。综合考虑各种因素，选取一台50m3的LNG储罐。（2）设计压力根据LNG车辆发动机的工作压力确定LNG加气的系统工作压力为0.450.8Mpa,LNG储罐的设计压力为1.2 Mpa。（3）设计温度因为工作介质为饱和液体，根据压力确定系统工作时的最低温度为-146C,系统的设计温度为-1963.2工艺流程加气站工艺流程分为卸车流程、升压流程、加气流程以及卸压流程共四部分。（1） 卸车流程把汽车槽车内的LNG转移至LNG加气站的储罐内，使LNG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、

15、增压器和泵联合卸车。增压器卸车部分LNG通过增压气化器与空气换热后化，气相进入LNG槽车，由于LNG气化后体积膨胀约600倍，因此，槽车内压力升高，可将槽车内的LNG压入LNG储罐。泵卸车槽车内LNG通过LNG低温泵打入LNG储罐内，采用上进液且为喷射方式进入罐休，可使罐体的饱和蒸气（BOG）冷凝为LNG，实现气相BOG回收。用LNG低温泵卸车时需保护LNG槽车与LNG储罐的气相连通，以平衡压力。增压器和泵联合卸车LNG槽车与LNG储罐压力平衡后断开阀门，然后利用LNG低温泵将LNG打入储罐，同时增压气化器为槽车增压，卸车完毕后将槽车泄压。第种卸车方式的优点是不用产生放空气体，工艺流程简单，缺

16、点是产生较多的放空气体，卸车时间较长；第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；第种卸车方式优点是卸车时间较短，耗电量小于第种，缺点是工艺流程复杂。综合考虑节约时间和节约电能，本设计采用第种方式卸车。（2）升压流程LNG的汽车发动机需要车载气瓶内饱和液体压力较高，一般在0.450.8 Mpa,而运输和储存需要LNG饱和液体压力越低越好，所以在给汽车加气之前须对储罐中的LNG进行升压升温。LNG加气站储罐升誇的目的是到一定压力的饱和液休，在升压的同时饱和温度相应升高。加气站的升压采用下进气方式，升压方式有两种:一种是通过增压器升压，另一种是通过增压器与泵联合使用进行升压。

17、第一种方式优点是不耗电能，缺点是升压时间长，理论需要五个多小时。第二种方式优点是升压时间短，减少放空损失，缺点是需要电耗。本设计采用第二种方式，并且加大增压器的传热面积，大大缩短升压时间，需要一个多小时，从而确保加气时间。L-CNG低温高压柱赛泵是将LNG转变成CNG加气站的必要设备，其可靠性可求非常高，既要能够耐低温（-162C），又要求能够升压且承受高压（出口压力达25.0 Mpa）。CNG的汽车发动机需要载气瓶内气体压很高，一般在25 Mpa，所以在给汽车加气之前须对储罐中的LNG进行升压升温。利用LNG低温高压柱赛泵将低压（00.8Mpa）、低温（-162C）的LNG转变成低温、高压（

18、2025Mpa）LNG，低温高压的LNG在经过空温式气化器转变成常温、高压天然气。（3）加气流程CNG汽车是储罐中的饱和液体LNG通过泵加压后进入空温式气化器，变成气体储存在CNG储气瓶组内，通过CNG加气机给CNG汽车加气。（4）卸压流程卸压流程主要是指当LNG储存压力超过储罐最高工作压力时，在没有达到低压安全阀起跳压力之前，通过手动或程控阀来现泄的过程，如果没能实现正常的超压而使储罐压力进一步升高，当达到储罐压力限定值时，低压甚至高压安全阀起跳完成泄压的过程。通过对目前国内外先进工艺的LNG加气站的调查了解，正常工作状态下，系统的放空与操作过程和流程设计有很大关系。操作和设计过程中尽量减少

19、使用增压器，设计中由于系统漏所带进系统的热量，选通过给LNG加气站储罐内的液体升温，充分利用自然产生的热量，减少人为产生的热量，从而减少放空气体的量。操作过程中如果需要给储罐增压时，应该在泵启动后，根据储罐液体温度、压力情况进行增压。3.3装置布置装置布置的原则是按照工艺流程的顺序布置设备，尽量缩短管线，方便操作维修，方更加气的汽车进出。本站的工艺装置（主要包括50m3立式LNG低温储罐，一套LNG低温泵及L-CNG低温高压柱赛泵撬，一台EAG加热器、两套空温式气化器撬等）布置在拦蓄区内，CNG储气瓶组布置在拦蓄区外南侧，加气机、加油机（原有）布置在加油加气区。3.4设备选型本站工艺设备均成撬

20、布置，包括LNG储罐撬、LNG低温泵及L-CNG低温高压柱赛泵撬、空温式气化器撬、CNG储气瓶组撬、加气机、控制系统（成撬）、安保系统等。LNG低温泵及L-CNG低温高压柱赛泵撬上布置了LNG低温泵、L-CNG低温高压柱赛泵、储罐增压器、EAG加热器、配套的阀门及仪表；空温气化器撬等设置在储罐的拦蓄区内；控制系统包括配电、PLC控制、上位机等待;加气机位于加气岛上独立布置。3.4.1加气机LNG加气机是给LNG汽车上的LNG气瓶加气和计量的设备，主要包括流量计和加气枪两大部件。流量计是计量设备，采用质量流量计，具有温度补偿功能；加气枪是给车载LNG气瓶加气的快速接头。本站主要加气对象为出租车及

21、公交车等，因此所选LNG加气机的主要参数见表3.4.1-1:LNG加气机主要参数表 表3.4.1-1参数最大工作压力1.6 Mpa流量0-150L/min（液态）计量精度1.0%工作介质工作温度146C设计温度196CNG加气机是对CNG汽车进行加气、计量的设备。CNG加气机的主要参数见表3.4.1-225 Mpa1-30Nm3/ min额定工作压力20 Mpa0.5%CNG3.4.2LNG储罐根据系统的工作压力，并考虑其经济性，确定储罐的设计压力为1.3/-0.1Mpa（内筒/外筒）。设计参数如下：型式：立式、低温真空、绝热储罐有效容积：50m3充装率：95%内/外罐的设计温度：-196C/

22、50内/外罐的材质：OCr18Ni9/Q345R设计压力：1.3-0.1 Mpa（内筒/外筒）最高允许工作压力：1.2 Mpa蒸发率：0.19%/d3.4.3LNG低温泵由于目前国内LNG/L-CNG加气站的设备技术还未成熟，国内已建成的加气站投入使用的LNG低温泵均采用国外进口泵。（1） 根据目前市场产品进行选择，LNG低温泵的流量根据加气站的设计规模及加气机的流量选定。LNG低温泵的主要参数见表3.4.3-1LNG低温泵的主要参数见表 表3.4.3-1介质162设计压力设计流量8-340 L/min进口净正压头1.2m电机功率11KW电源3相，380V，50HZ（2）所选的L-LNG低温高

23、压柱赛泵主要参数见表3.4.3-2 最高工作压力25MPa28MPa（3）空温式汽化器气化器是将液化天然气气化成气态天然气的设备，要求耐温范围广（-162C-50C），耐高压（25.0 Mpa），气化器采用空温式，通过吸收周围大气中的热量来完成LNG的气化过程。为增大与周围大气环境的换热效率，其主体采用耐低温的铝合金纵向翅片管，其气化量根据项目的实际情况进行设计，在空温式气化器的气化过程中，基本不需要其他能量。系统的稳定性强，运行成本低。所有L-CNG低温设备进出口专用高压管件、换热管及泵相关元件均能够耐-162C，保证工作压力在25.0Mpa时不泄漏。进口介质L-CNG，出口介质L-CNG，

24、设计压力32Mpa，出口温度不低于环境温度10C，进口连接方式选用专用高压球面丝口管件（或法兰）。本项目推荐选用黑色空温式气化器，可加强换热效果，提高换热效率。空温气化器的主要工艺参数见表3.4.4-3空温气化器工艺参数表备用单台处理量1000Nm3/h进口介质出口介质进口温度出口温度大于1532MPa3.4.5阀门阀门是实现系统开闭、系统自动化控制和安全运行的关键设备。这些阀门应具备耐低温性能，储罐根部阀及气动阀应选用进口产品，其余阀门选用中外合资的高品质产品。站内工艺系统设有手动截止阀、球阀、气动阀、安全放散阀、止回阀等。LNG储罐的进、出液管道上设有气动阀紧急切断阀：为邻实现自动化控制，LNG低温泵的进出口均设有气动阀：增压器的出口设有气动阀：液相管道上两个截止阀之间均设置安全阀。3.4.6仪表风系统本设计中在需要紧急切断或需要实现自控均设有气动阀，仪表风系统就是为气动阀提供符合要求的控制气源，本设计中主控制气源为压缩空气，本站采用VW-0.2/7全无油空压机。出口气质满足工业自动化仪表气源压力范围