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1、第一章 总 论改革开放以来，灌云的外向型经济发展迅猛，国民经济高速增长。天然气作为新兴产业进入灌云，不仅对其他产业提供了强有力的能源支撑，而且已成为灌云新的经济增长点，极大地改善了灌云的投资环境和旅游氛围，提高了人民生活质量，增加了就业机会，为促进灌云社会经济的快速健康发展做出了显著的贡献。从灌云大气环境调查可以发现，目前全市首要污染物为总悬浮微粒物，大气污染为煤烟和机动车尾气污染并重型，污染主要来自煤、石化燃料和机动车尾气排放。而天然气作为优质清洁能源是煤、油的理想替代燃料。利用天然气作为汽车燃料在其他城市的使用证明，与燃油相比，可综合降低废气排放量82.2%，可有效改善城区大气环境质量，具
2、有保护环境，提高效率，降低运行费用，消除城市“光化学烟雾”污染，缓解石油供需矛盾等诸多优点。为了环境保护和节约能源的需要，特对在灌云建立CNG汽车加气站的课题进行以下研究探讨。一、市场条件 根据灌云近期统计资料，全县拥有公交营运车辆300余辆，出租汽车100余辆。 其他可利用天然气的汽车约50余辆。根据以上数据和灌云经济、交通发展的良好态势，预计到2011年，全灌云的天然气汽车可达550余辆。（包括新增天然气汽车和现有的可改造为油气混合两用的天然气汽车）每辆公交车日均用气量约为40立方左右，出租车日均用气量20立方左右，依此推算年用气量最少可达510万立方。以目前灌云城市规模、道路情况及车辆密
3、度来看，灌云属于车流量中等的城市，建设一级站，投资较大，经济效益较差；建设二、三级站，投资较小，规模适可。在具体设计时，可根据站区地址、车辆密度等因素，经过技术经济方案比较后确定建站规模。二、设计依据和原则 1 设计依据1.1 标准、规范及规程1.1.1汽车加油加气站设计与施工规范GB50516-2002(2006年版)1.1.2建筑设计防火规范50016-20061.1.3爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 GB50058-921.1.4压力容器安全技术监察规程1.1.5压力容器安全管理监察规程1.1.6石油化工企业职业安全卫生设计规范 SH3047-931.1.7职业性接触毒物危害程度分级
4、 GB5044-851.1.8建筑物防雷设计规范 GB50057-94(2000年版)1.1.9采暖通风与空气调节设计规范 （GB50019-2003）1.1.10火灾自动报警系统设计规范 （GB50116-98）1.1.11输气管道工程设计规范 （GB50251-2003）1.1.12建筑灭火器配置设计规范 （GB50140-2005）1.1.13城镇燃气设计规范 (GB50028-2006)1.1.14危险化学品安全审查办法 （2006年第8号令）1.1.15城镇燃气设计规范GB50028-93（2002年版）1.1.16供配电系统设计规范GB50052-19951.1.17工业企业噪音控
5、制设计规范GBJ87-851.1.18建筑抗震设计规范GB50011-20011.1.19工业金属管道工程施工及验收规范（GB50235）1.1.20现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范（GB50236）1.2CNG加气站建设的主要内容1.2.1 CNG汽车加气站的建设规模及总图；1.2.2 CNG汽车加气站的建设工艺流程；1.2.3 CNG汽车加气站的设备选型；1.2.4CNG汽车加气站的公用工程；1.2.5CNG汽车加气站的自控和通信工程；1.2.6CNG汽车加气站的消防、环保和职业卫生；1.2.7CNG汽车加气站的组织机构和劳动定员；1.2.8CNG汽车加气站的投资估算及财务评价。2
6、设计原则 2.1坚持安全、经济、合理的原则； 2.2遵循国家有关规范和规定； 2.3坚持科学态度，积极采用成熟可靠的新工艺、新技术、新材料、新设备，做到工艺上安全可靠，技术上先进，经济上合理，使用上快捷、方便，造型上美观大方。 第二章 总图设计一、 总图布置1 站址选择 根据灌云的城市布局特点，结合天然气管网的规划布置和建设情况，将CNG站建在市区外围有天然气管网且较易选址的地区，其选址原则为： 1.1加气站与附近工业企业、仓库及其它公共设施和民用建筑的安全距离应符合汽车用燃气加气站技术规范CJJ84-2000等有关规定。 1.2加气站应靠近气源或输气管线，合理利用气源及其能量，以减少投资，降
7、低运行成本，提高经济效益。 1.3各CNG站应保持合理的服务区域，站址具备可靠的供水、供电条件，靠近公路，交通方便，便于CNG汽车加气。 1.4不得妨碍城市发展、危害城市安全、污染城市环境、影响城市各项功能的协调。1. 5站址应地势平坦、开阔，避开滑坡等不良工程地段。根据以上原则，经过初步踏勘，拟选站址有三处（见附图）。1号站址：位于季窑九组淮高灌公路东侧2号站址：位于陈庄南环路南3号站址：位于马浅通淮路西侧本报告拟选2号址 2平面布置 CNG站包括压缩储气区、仪表间、充装台、变配电间、站房(营业室、值班室等)。2.1布置原则：2.1.1遵守国家现行防火规范，满足防火要求。2.1.2加气站进出
8、口大门应分开设置。2.1.3加气站与站外建筑物相邻的一侧，应建造高度不小于2.2m的非燃烧实体墙；面向进出口道路的一侧可开敞，也可建造非实体围墙、栅栏。2.1.4站内道路、停车场应符合规定：2.1.5站内道路路面宜采用混凝土路面，不得采用沥青路面；2.1.6加气台为非燃烧性、敞开式钢网架罩棚，高度不低于4.5m； 二 、 主要指标加气站总占地面积：3000 m2建筑物占地面积：375 m2道路及回车场占地面积：1200m2绿化面积：920m 2，绿化率：30 第三章 工艺系统设计一、 供气条件汽车加气站压缩系统入口压力的选择：该加气站主要为灌云公交车辆和部分出租车提供压缩天然气，供气近期由压缩
9、拖车供气，远期可由市区管网接入，有利的保障气源的稳定。 二、 工艺流程CNG站由天然气引入管道和脱硫、脱水、调压、计量、压缩、贮存、加气等主要生产工艺系统及循环冷却水、润滑油的回收，冷凝液处理、供电、供水等辅助生产工艺系统组成。从城市中压管网来的天然气经过滤、调压、计量、分离后进压缩机加压（25Mpa），加压后的气体经气体干燥器，程序控制阀组进入储气罐，向加气售气机供气或通过加气桩给站内拖车供气。当汽车充气时，打开充气台充气阀门，给汽车充气。当汽车钢瓶内压力达到20.0兆帕时，截断充气阀，打开充气台回收阀，使充气管内气体流回分离器。当储气罐内无储存气体时，可以用压缩机直接供汽车充气。当储气罐压
10、力降至2.0兆帕时，又开启压缩机给储气罐充气。三、主要设备选型 1.压缩系统压缩机是 CNG站的主要设备。我国已建成天然气汽车加气站数百座，加气站主要设备选型有三种形式：方案一：全套进口；方案二：关键部件（压缩机、售气机及主要阀件）进口，其余部件国产配套；方案三：全套国产；经过比较，灌云天然气汽车加气站可选择方案二。从安全经济、先进可靠的原则考虑，选择进口压缩设备和售气机，虽然其造价高，但运行时间长，自动化程度高，单台压缩机的流量即可满足规模需要，售气机精度高，运行管理较为方便，占地省，建、构筑物少。该站设计加气能力为18000Nm 3/天，按二级站设计，根据CNG汽车改装和发展情况，后期再进
11、行扩建。按照该站的设计能力和压缩机排量，压缩机确定为两台，排量为650 Nm 3/h。 2售气系统主要是指售气机的整体，包括售气机（计量、计价）、供气软管、加气切断阀、加气嘴。售气机有单枪和双枪之分，但单个加气枪最大流量不小于950 Nm 3/h。售气机最大工作压力25.0 Mpa，设计压力不小于27.0 Mpa；内部采用质量流量计进行计量，采用流量变送器进行信号转换，计量精度为0.5。售气机具有电子程序控制及电子温度压力补偿系统，双面显示，内容为单价/气量/总价。每个加气枪的加气系统均由以下六部分组成：2.1优先顺序控制电磁阀控制气体从储气井到售气机加气枪，具有储气井优先顺序自动切换和压缩机
12、启动充气、加气优先顺序功能；2.2质量流量测量；2.3标准体积及费用显示；2.4软管及喷嘴；2.5控制器 采用计算机系统控制优先顺序电磁阀，也可自动关闭售气机；2.6计算机接口；售气机设有计算机接口，通过计算机可对售气机预先设置参数进行修正、优化、控制。根据该站的规模和压缩系统排气能力，设置NGV系列双枪售气机3台。该售气机双管合计流速1920 Nm 3/h；所有流量控制和三组储气井顺序控制都设置在售气机机壳内。该售气机主要有以下特点及性能：1三线供气，每线均带有隔离阀和过滤器，保证售出纯净CNG；2采用罗斯蒙特（rosemount）质量流量计和流量变送器；3不锈钢三通充气阀和NGVII型快接
13、头加气嘴，拉断阀分开后无泄漏；4标有ASMI“UV”标记的安全放散阀；5电控温度补偿系统，防止给车辆过度充气；640Mpa压力表；7紧急手动切断球阀和泄放针阀；8加气软管拉脱保护（气体自动切断）；95m长挠性加气软管，承压大于80Mpa，包括加气和排空双软管；管牵引器可以消除软管和地面接触磨擦产生的静电；10售气机电器部分按I级I类设计；2.7防腐处理所有非不锈钢管道及管件均要求除锈后进行防腐处理，其中埋地管道采用环氧煤沥青特加强级防腐，其余地上部分管道（包括够内管道）采用聚氨酯改性还氧防腐漆。 3储气系统3.1储气规模和储气方式的确定35.1.1合理的储气规模，可以减少压缩机的启动次数，延长
14、使用寿命。 CNG汽车加气多在早晚两个充气高峰，每个高峰多为2小时，根据采用的压缩机2小时的供气量可达1200Nm3，而每次高峰的充气量各占总充气量的3035。针对公交车的加气时间较集中，采用3台双枪售气机，高峰时6枪同时进行充气，因此确定储气井的储气量为3000Nm3，基本满足高峰充气需要。根据CNG汽车发展情况，适当时机按设计规模给予扩容升级，以适应更多车辆对压缩天然气的需求。3.1.2储气方式有多种，比如小容积的气瓶组储气、大容量的球罐（或立式罐）储气以及地下井管储气等多种方式。参考周边已建CNG站储气方式，确定该站以技术方案成熟、方案稳妥的高压地下储气井进行储气。水容积为12 Nm3 ，储量3000 Nm3，每个容器均有安全卸荷阀。设计压力：27.5MPa工作压力：25MPa井深：约150米单井储气量：750 Nm34控制系统加气站的控制系统采用PLC自动控制，由标准电气控制和远程控制系统组成。加气站控制系统具有以下功能：4.1压缩系统、储气井和售气系统的顺序优先控制电气控制面板上的液晶显示窗可显示和查询设定值、故障报警及运行状态。PLC控制系统可控制压缩机的运行，对压缩机进行性能检测、启动和关机。当系统检测到不良状态时显示报警信号并关机，具备故障诊断、记录和自排除功能，故障排除后，压缩机自动恢复工作；也
