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1、摘 要随着我国经济的发展及国家对环境保护工作的重视，天然气的应用越来越广泛。相比燃油，CNG作为汽车燃料具有环保性、安全性、经济性，且CNG资源丰富，运输价格低廉，虽然在动力性能上稍低于燃油，但汽车使用也能充分满足道路运输要求，有利于降低运输成本，提高经济效益。由于这些原因，CNG将成为今后重点开发和推广的清洁燃料。CNG母站的主要功能是接受上游管道来气，对来气进行计量、调压、过滤；然后将天然气送入卧式分离器进行初次脱水处理，使露点达到GB18047-2000的要求；再进入压缩机增压至25MPa；再用分子筛脱水器对天然气进行深度脱水；经过一系列处理达到气质要求的天然气被送往储气井储存起来。当需
2、要对CNG拖车或CNG汽车加气时，储气井中的天然气通过加气柱或售气机向车载储气瓶充装压缩天然气。本设计在严格遵循国家有关方面标准和规范的条件下，对临夏市CNG加气母站进行了初步的工艺设计。设计内容主要包括：CNG加气母站的工艺流程；主要工艺设备的计算及选型；设备的总平面布置等。关键词：CNG加气母站；压缩机；天然气；分子筛脱水AbstractWith the economic development of our country, much more attention has attached to environmental protection. The application of n
3、atural gas is becoming more and more widely. Compared with petroleum, as a kind of motor fuel, natural gas has its own advantages on safety and economy, and it is environmental friendly. Furthermore, CNG resource is rich while its transportation is cheap. Though CNG is slightly inferior to petroleum
4、 on dynamic performance, it can fully meet the requirements of road transportation, reduce transportation costs, and improve economic efficiency. As mentioned above, CNG will be a emphasized and recommended fuel.The main function of a CNG base station is to accept pipeline gas from upstream to measu
5、rement, pressure regulation, and filtering. Then the gas goes to the horizontal separator for the initial dehydration, so that the dew point meets the requirements of GB18047-2000. Then the gas enters the compressor, compressed to 25MPa. Then the gas is dehydrated again in the molecular sieve. After
6、 these treatments, the qualified gas is stored in storage wells. When refilling a CNG trailer or a CNG vehicle, the gas goes through a gas column or a filling machine to car gas cylinders.This design has finished the process design of Linxia CNG base station under the national standards, design cont
7、ent includes: selection and calculation of equipment, a process flow diagram of the CNG base station and equipment layout. Keywords: CNG base station; compressor; natural gas; molecular sieve dehydration目 录1 绪论11.1 设计的目的和意义11.2 目前国内技术概况11.3 设计依据与原始参数21.4 可行性分析42 设计说明书52.1 站址与总图设计52.2 工艺设计62.3 仪表自动化8
8、2.4 通信132.5 公用工程142.6 消防172.7 安全182.8 环境保护192.9 绿化212.10 节能213 计算说明书233.1 设计资料和原始数据233.2 基本参数计算233.3 脱水工艺计算263.4 压缩机工艺计算333.5储气井管道工艺计算363.6 缓冲罐的工艺计算373.7 分离器的工艺计算393.8 输气管线工艺计算414 设计结果434.1 流程简述434.2 设备选型表43谢 辞44参考文献45附 录461 绪论1.1 设计的目的和意义随着我国经济发展和社会进步，日益严重的环境污染危害我们的身心健康，因此，降低城市汽车废气排放，改善大气环境，已成为迫在眉睫
9、的课题。在石油价格一涨再涨的大环境下，天然气成为理想的清洁燃料。天然气在环保、经济、安全、战略上都具有优越性，在世界范围内得到了广泛的重视和迅速发展。与燃油汽车相比，天然气汽车具有以下优势：（1） 有害废气排放少，有利于保护环境。天然气汽车是减少城市环境污染的理想交通工具，属于国家鼓励发展的高新节能环保项目。（2） 天然气燃料大幅度降低了汽车的运行费用，节约汽车所有者的使用成本（3） 天然气燃料可延长设备使用寿命，降低维修费用。天然气燃烧完全，无积碳，燃烧产物为气态，燃烧运转平稳，噪音小，从而减少了气阻和爆震，使发动机寿命延长。（4） 天然气燃料比汽油燃烧更安全。天然气作为一种绿色能源在21世
10、纪已经越来越引起人们的重视，作为汽油的替代能源压缩天然气（CNG），不仅能大幅度降低汽油的耗量，并且具有环境污染小，安全可靠等特点。为此，国内各城市纷纷努力寻求气源，相继建起了一批CNG加气母站。经过几十年的发展，CNG汽车和加气站都得到了不同程度的普及，总的来看，这个市场还处于开发阶段，还有很大的上升空间。引进天然气汽车的城市会越来越多，相应的，天然气加气站也会增加。1.2 目前国内技术概况早在上世纪60年代，我国就使用了天然气汽车，但当时采用的储存方式是低压帆布囊。80年代，四川省开始进行CNG加气站和CNG汽车的试点，并取得成功。90年代四川省开始大规模建设CNG加气站。21世纪初西安市
11、也开始大规模建设CNG加气站。中国的天然气汽车产业在国家大力支持下初具规模，整个天然气汽车产业体系基本形成。根据国际天然气汽车协会统计，截至2008年底，中国已在近30个省、市、自治区的80多个城市推广了天然气汽车，拥有CNG汽车约40万辆，加气站1000余座。其中四川和重庆地区共建成CNG加气站560座。但目前受天然气气源紧张及管网的影响，中国CNG汽车和加气站主要集中在气源地附近，例如四川、重庆、乌鲁木齐、西安和兰州等。天然气供应方便、气价低(仅为油价的40%50%)是中国CNG汽车快速发展的主要驱动力。中国CNG汽车要得到大发展，离不开气源和网络化、规模化的加气网点保障。中国天然气资源较
12、丰富，天然气探明储量3万亿立方米，探明程度仅为18%。2008年中国天然气产量775亿立方米，预计到2010年，中国天然气产量将超过900亿立方米，2020年将达到1500亿立方米，2030年达到2000亿立方米，2035年达到2500亿立方米。丰富的天然气资源为中国发展CNG汽车奠定了坚实的基础。同时，中国已经规划和建立了覆盖全国的天然气输送管网系统。西气东输、陕京线、川气东送、广东LNG等重大工程项目的建设，使得中国中西部、东部和广东地区有了充足的天然气供应。目前西气东输二期、陕京二线、中缅管道等重大工程项目正在建设之中，中俄天然气管道、西气东输三线、西气东输四线也在规划之中。整个“十一五
13、”期间，中国规划建设天然气管道约1.6万千米；到2010年，中国天然气管道总长度将达到4.4万千米，基本形成覆盖全国的天然气基干管网系统。伴随国内天然气产量的逐年攀升和大规模引进境外天然气项目的顺利实施，以及加气站的大规模建设，CNG供应安全保障体系将得到强化，中国CNG汽车市场正迎来前所未有的发展机遇。1.3 设计依据与原始参数1.3.1 设计依据临夏市CNG母站工艺设计设计任务书1.3.2 气质参数（1） 已知参数天然气气质，体积百分数：表1.1 天然气气质参数组分体积百分数CH499.624% C2H60.099% C3H80.0225%i-CiH100.006%CO20.068% (N
14、2+He)0.181%H2S 31.4总硫；mg/m 200硫化氢；mg/m 15二氧化碳；yCO2，% 3.0氧气；yO2，% 0.5水露点；最高操作压力下，水露点不应高于-13，当最低气温低于-8时，水露点应比最低气温低5上述指标，气体体积的标准参比条件是101.325kPa，20。对比已知参数，可见气源来气清洁，硫化氢含量小于1 mg/m，总硫含量小于3.31mg/m，符合国家二类气质标准，满足车用天然气要求，不需进行脱硫处理。（4） 基本物理化学参数本设计中天然气为干燥天然气，主要组分为甲烷，其主要的物理化学性质参数如下：1) 标况密度：0.71757kg/m32) 相对密度：0.56
15、33) 临界压力(绝)：4.6MPa4) 临界温度：190.52K5) 粘度：0.011mPas6) 压缩系数：0.937) 绝热指数：1.361.3.3 编制原则(1) 严格执行国家、行业的有关标准、规范；(2) 工程设计以及建设过程中应充分的考虑HSE因素，优化设计和施工；(3) 工程建设以近期市场为主，结合远期发展目标，统筹安排，合理分配；(4) 根据现有气源管道的技术水平，结合新、老系统的协调调度，从发展的角度出发，积极采用成熟可靠、先进、实用的技术；(5) 站址选择在遵循相关政策法规的前提下，尽量节约工程投资；(6) 建站方式的选择均应满足安全和工艺技术的要求，力争节约投资； (7) 工程设计尽量采用国产
