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.docx

1、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海南中油深南万宁龙滚加油加气站LNG、LCNG建设项目1总论1.1项目概况（1）项目名称：海南中油深南万宁龙滚加油加气站LNG、LCNG建设项目（2）建设单位：海南中油深南石油技术开发有限公司（3）建设规模：本站的日最大加气量为2104Nm3/d，其中LNG加气量为1104Nm3/d，CNG加气量为1104Nm3/d。（4）项目目标：本项目海南省万宁市附近公交车、出租车等提供洁燃料LNG、CNG。本项目充分利用天然气资源，为公共交通系统运行提供了经济环保的清洁能源，有利于当地社会的和3和稳定；有利于节能减排、保护环境；有利于促进

2、就业、增加政府税收收入；同时建设单位也会取得一定的经济效益；实出了社会效益和企业经济效益双盈的项目目标。1.2项目建设背景和意义1.2.1项目建设背景天然气是一种优质、高效、经济的清洁能源，出租车、公交车通过使用天然气代替燃油，可有效治理排放污染、改善万宁市环境质量、调整万宁市运输设备能源结构、降低能源成本、提高经济效益。海南中油深南石油技术有限公司成立于2002年7月2日，注册资本为：6.02亿人民币。该公司致力于海南省本地天然气资源的开发利用，其主营务为国家倡导和扶持的环保产业，主要经营压缩天然气汽车项目和无干线城市天然气项目。1.2.2项目意义（1）发展天然气汽车是治理机动车排放污染，改

3、善周边环境质量，打造绿色万宁的需要。天然气汽车是一种低排放的绿色环保汽车，与燃油汽车相比，可综合降低废气污染物排放量82%，其排放物中CO可降低90%，微粒排放可降低42%，硫化物可降低70%以上，非甲烷烃可降低50%左右。（2）发展天然气汽车是调整能源结构，实现能源站略安全的重要举措。（3）发展天然气汽车符合国家产业政策。天然气是“十一五”期间的汽车节能减排的首选代用燃料，燃气汽车替代燃油汽车是中华人民和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要提出的优先发展主题。节能减排是全面落实科学发展观的重要举措，对加快建设资源节约型、环境友好型社会具有重大意义。（4）发展天燃气运输设备是运输业经济效益

4、最大化的途径之一。天然气作为汽车燃料，它是燃油费用用要节约1535%左右，以气代油的经济效益较为可观。同时天然气是一种辛烷值燃料，辛烷值是评定燃料性能的一项重要指标，汽车使用高辛烷值的燃料时，发动机不易出现爆震燃烧现象，这对延长发动机的寿合，提高发动机压缩比是十分有益的。1.2.3项目示范效应LNG、L-CNG加气站的技术是和建设在克国处于发展阶段。海南省万宁市汽车加气站的建设可以对海南省全面建设LNG、L-CNG加气站提供宝贵的经验。通过建设实施，探索适合中宣部实际情况的先进技术，积累工程建设的经验，为全省大规模建设LNG、L-CNG加气站，全面发展清洁汽车创出一条健康之路，为打造绿色海南做

5、出贡献。1.3本站周边情况本站位于海南省万宁市东线高速公路龙滚出口东侧，交通较方便。站区西侧为高速匝道，北侧为稲田、电线杆（380V），东侧为围墙，南侧为山地。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

6、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三林出口2公里处的LNG工厂，建设规模日处理量为30104Nm3/d。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0.0000二特性数值1低热值

7、（MJ/Nm3）39.012高热值（MJ/Nm3）46.093气相密度（kg/Nm3）0.84834液态密度（kg/Nm3）456.55运动粘度(m2/S)11.9810-66华白指数56.91147爆炸上限（20C）14.489%爆炸下限（20C）4.3576%（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

8、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

9、，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 G

10、B 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 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65

11、0C,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2.49.5%，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

12、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-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序号项目单位指标备注1总投资万元1012.871.1建设投资万元962.871.2建设期利息万元1

13、.3流动资金万元50.002产品价格2.1L-CNG元/吨5300.002.2LNG元/吨5300.003销售收入万元/年3282.073.1L-CNG万元/年1641.043.2LNG万元/年1641.044总成本万元/年2912.025年均销售税金万元/年62.386年均销售利润万元/年306.687年均所得况万元/年76.678投资利润率%22.719投资利税庇%36.4410内部收益率%38.90%11净现值万元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

14、。（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

15、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。

16、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

17、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

18、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：2104Nm3/d。LNG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/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,

19、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-196C。3.2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、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

20、，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

21、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。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

22、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（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）

23、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

24、。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

25、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序号参数数值备注1最大工作压力1.6 Mpa2流量0-150L/min(液态)3计量精度1.0%4工作介质LNG5工作温度146C6

26、设计温度196CCNG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3.4.1-2序号参数数值备注1最大工作压力25 Mpa2流量1-30Nm3/ min3额定工作压力20 Mpa4计量精度0.5%5工作介质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/50C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：0.1

27、9%/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序号参数数值备注1介质LNG2工作温度1623设计温度196C4设计压力1.6 Mpa5设计流量8-340 L/min6进口净正压头1.2m7电机功率11KW8电源3相，380V，50HZ（2）所选的L-LNG低温高压柱赛泵主要参数见表3.4.3-2 4最高工作压力25MPa5设计

28、压力28MPa6设计温度-196C（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，设计压力32Mpa，出口温度不低于

29、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序号参数数值备用1单台处理量1000Nm3/h2进口介质LNG3出口介质LNG4进口温度-196C5出口温度大于15C6设计压力32MPa3.4.5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和质量的要求