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1、CNG 加气站设计关注点总结1 CNG 项目执行法律法规与标准项目执行法律法规与标准1.1 执行标准执行标准汽车加油加气站设计与施工规范 城镇燃气设计规范 建筑设计防火规范车用压缩天然气GB18047固定式压力容器安全技术监察规程TSGR0004站用压缩天然气钢瓶GB19158高压地下储气井SY/T6335输送流体用无缝钢管GB/T8163高压锅炉用无缝钢管GB5310流体输送用不锈钢无缝钢管GB/T14976承压设备无损检测JB/T4730.1JB/T 4730.6石油化工金属管道工程施工质量验收规范GB50517公路法城市道路交叉口设计规程CJJ152-20101.2 参考标准参考标准石油
2、天然气工程设计防火规范2 CNG 项目类别简介项目类别简介CNG 加气站通常分为 CNG 母站、CNG 常规加气站、CNG 加气子站。各站的定义和主要功能如下：1） CNG 母站规范术语：从站外天然气管道取气，经过工艺处理并增压后，通过加气柱给 CNG 车载储气瓶组充装 CNG 的场所。2） CNG 常规加气站规范术语：从站外天然气管道取气，经过工艺处理并增压后，通过加气机给汽车 CNG 储气瓶充装车用 CNG 的场所。3） CNG 加气子站规范术语解释：用车载储气瓶组拖车运进 CNG，通过加气机为汽车 CNG 储气瓶充装 CNG 的场所。简言之，CNG 母站为拖车充气，常规加气站为小车充气。
3、但实际工作中，一般母站均会附带 24 个小车加气位。CNG 子站则分为常规压缩机子站、液压子站 2 种。3 CNG 站的选址站的选址1） 母站和常规加气站必须靠近管道气源。2） 在城市建成区不建设 CNG 母站。3） 城市建成区的加油加气站，宜靠近城市道路，但不宜在城市干道的交叉路口附近。（实际上选址的时候很容易忽略。建在交叉路口的附近，容易造成车辆堵塞，影响道路通行能力。实际上规划部门对此会比较关注。）4） 与公路控制区的关系按照公路法，公路建筑控制区的范围，从公路用地外缘起向外的距离标准为：国道不少于 20 米；省道不少于 15 米；县道不少于 10 米；乡道不少于 5 米。属于高速公路的
4、，公路建筑控制区的范围从公路用地外缘起向外的距离标准不少于 30 米。公路弯道内侧、互通立交以及平面交叉道口的建筑控制区范围根据安全视距等要求确定。5） 与交叉路口的关系按照城市道路交叉口设计规程，交叉口附近地块建筑或出入口满足以下要求：1 主干路上，距平面交叉口停止线不应小于 100m，且应右进右出。2 次干路上，距平面交叉口停止线不应小于 20m，且应右进右出。3 支路上，距离与干路相交的平面交叉口停止线不应小于 50m，距离与支路相交的平面交叉口停止线不应小于 30m。4 各类型站场的通常建站规模各类型站场的通常建站规模4.1 规范要求规范要求4.1.1 规范要求规范要求汽车加油加气站设
5、计与施工规范规范要求的建站规模：CNG 母站的储气设施总容积不超过 120m3。常规加气站的储气设施总容积不超过 30m3。CNG 加气子站设置固定储气设施时，固定储气设施总容积不超过 18m3，站内停放的车载储气瓶组拖车不应多于 1 辆。4.1.2 规范解读规范解读储气设施总容积指固定储气设施与车载储气瓶组容积之和，一个车位按照车载储气瓶组 18m3考虑。4.2 固定储气设施的作用及容量核算固定储气设施的作用及容量核算固定储气设施一般至地上储气瓶组或地下储气井，储气瓶组与储气井各有优缺点，均可以使用。4.2.1 固定储气设施的作用固定储气设施的作用1）可使压缩机在系统工作时有停机的机会。当储
6、气瓶组充满气体时，先由储气瓶组给汽车加气，储气瓶组的气体不够时，再起动压缩机。这样可缩短压缩机的工作时间，减小设备磨损，延长使用寿命。2）储气瓶组可以与压缩机联合给车辆加气，相当于加大的压缩机的排量，提高加气速度。3）CNG 压缩机多为往复式压缩，工作时气体的压力波动很大，增加了储气瓶组，既可以对压缩机的冲击气流起到缓冲作用，保证输出气流的稳定性。可使压缩机的脉动冲击气流引起的振动大大降低，管路阀门仪表之间的连接不易松动，甚至破裂，由此引起的易燃气体的泄漏现象大大减 少，系统的安全可靠性得到明显提高。4.2.1 固定储气设施的设置固定储气设施的设置1）设置原则从其功能可以看出，主要作为压缩机后
7、的缓冲，延缓压缩机的频繁启动。因此主要是针对小车车辆，充气量少且时间不固定、不连续的情况。 其设置原则：（1）首要原则：按照确定的延缓压缩机启动时间确定。例如：某常规加气站，压缩机处理量为 1250m3/h，需要保证压缩机间隔 1 小时启动一次，则需要的储气瓶（工作压力 25MPa）容积为：1250/250=5m3。储气瓶组按照 1:2:3 设置，利用率按照 40%考虑，则需要的储气瓶组总容积为：5/0.4=12.5m3。（2）次要原则：增加的压缩机排量确定。加气站运行时也存在高峰和低谷值，在车辆加气高峰，可以压缩机和储气瓶联合供气，但此时要注意加气机的设置也要与压缩机与储气瓶组的 联合供气量
8、对应。仍以上为例：低谷时采用以储气瓶给车辆加气，压缩机为储气瓶补气的运行方式。高峰时采用压缩机与储气瓶联合运行的方式，则此时的供气量可达到2500m3/h，原来的 15 分钟每辆车加气时间可缩短至 10 分钟以内。（此处未经过计算，应按照加气总管管径、加气管径、合理流速等反推需要的压缩机车位。）2）容量确定目前，在实际工作中，为降低投资，业主一般选定的固定储气设施总容积不超过 12m3，以 4.52m3、9m3为主。4.3 车载储气瓶组容积的控制车载储气瓶组容积的控制确定固定储气容积后，受总容积的限制，应对拖车位进行控制，按照总容积不超过 120m3的原则，建议拖车位不超过 6 个，原因如下：
9、6 个气瓶车固定车位，每辆拖车水容积 18m3考虑，则车载储气瓶组容积已达到 108m3，加上固定储气设施总容积，接近于规范要求。4.4 建设规模与每天的加气车辆计算建设规模与每天的加气车辆计算目前实际遇到的项目，常规加气站一般业主给定的建设规模有 1 万方/天、2 万方/天、4 万方/天。加气母站一般有 4 万方/天、8 万方/天、16万方/天、20 万方/天。对应的加气车辆与小时处理量如下：工作时间小车车辆（气瓶按照 85L 计算）大车车辆（容积按照 18m3计算表）售气量 （方/天）12h16h每天加气 车辆工作时间 12h 每小 时加气车 辆每天加气 车辆工作时间 12h 每小 时加气
10、车 辆1000083362558849 200001667125011769860.5 4000033332500111 8000066675000222 1600001333310000444 2000001666712500565若每小时加气 49 辆车，每辆车加气时间 10 分钟，每座加气机考虑为一机两枪，则需要的加气机数量为 49*10/60/2=4。即 10000 方/天站场最少需要设置 4 座 CNG 加气机，20000 万方/天站场最少需要设置 8 座加气机。且以上为理想工况，若考虑到出租车在交接班时间内集中来加气，则应给予一定的调峰系数（实际工作中没有考虑）。4.5 任丘市的出
11、租车总量任丘市的出租车总量依据建设部 1995 年制定的城市道路交通规划设计规范相关标准，中等城市每万人出租汽车配置标准不少于 25 辆的规定，任丘市应拥有出租汽车不少于 1250 辆；按照国家出租汽车行业协会出租汽车总量控制可按照 3%逐年递增的要求，我市每年可增加出租汽车总量在 25 辆左右；2008 年，北京工业大学交通学院对我市公共交通进行发展论证，数据表明，我市目前出租应有量也是 1200 多辆。（任丘市出租汽车和城乡公交车管理站，2013 年 10 月发布。）任丘市总人口为 88.7 万人，其中华北油田 12.9 万人。（摘自任丘政府网）按照出租车全部采用天然气作为燃料考虑，对于类
12、似于任丘市规模的城市，理论上 1 座加气能力 2 万方/天的 CNG 加气站即可满足需要，但考虑到实际运营中，出租车辆的集中加气情况，则较好的运行方式为 23 座 2 万方/天 CNG 加气站，每座加气站的实际售气量为 500010000 方/天。5 CNG 加气站解决公交车加气高峰的途径（刘熙麟，广东燃气，加气站解决公交车加气高峰的途径（刘熙麟，广东燃气，2002 年第年第 4 期）期）5.1 公交车的运行特点公交车的运行特点1）加气时间较为集中公交车加气的规律和一般车辆，尤其是出租车不同，突出的特点就是在每天的早晨和傍晚，都有一段时间的加气高峰，一般有两次，一次是早 晨在五点到七点左右出车
13、时，各路公交车都要在较短的时间内陆续开出。另一次是晚上收车时，大约在七点到九点左右，大多数车辆将陆续返回车场。因此建设 CNG 加气站就必须考虑公交车的这一加气特点，解决好高峰期加气的矛盾，不致影响公交车的顺利运行，又能增加经济效益。2）加气量较大和一般汽车相比，公交车辆的储气瓶组多，储气量要大的多，目的是加一次气能够跑更多的里程。比如，少则一次加气 50 多标准立方米（折合水容积 250L），多则象北京公交车一次加气多达 162 标准立方米（折合水容积 810L）。3）中途不加气大多数的公交车的运营线路都不可能经过车场的加气站，在一天的运营过程中不便于绕道再回到加气站加气，所以一般情况下一天
14、只能加一次 气，或者在早晨出车前，或者在晚上收车后加满气。这也是公交车每次加气量大的一个重要原因。4）加气车辆多和一般车队相比，公交公司的车辆数量较多，一个车场少的有数十量，多的达三四百辆。要满足这些车辆加气的需要，加气站的规模就要相应 大一些。5.2 保证公交车顺利加气的途径保证公交车顺利加气的途径为了保证公交车的正常运营，公交加气站的设计和建设，都必须考虑到公交车辆的加气特点和它的特殊要求。1）增加压缩机的容量或台数，扩大供气量。由于公交车的数量和每辆车的加气量都比较大，所以加气站的规模和供气量必须满足加气的需要。比如，某车场有 CNG 汽车 200 台，每台车的加气量平均为 70 标准立
15、方米，那么加气站的日供气量应为 14000 标准立方米左右。一天按工作 16 小时计算，压缩机的排气量应为850Nm3/h。如果有条件，最好选择双机组，如两台排量为 650Nm3/h 就比较合适。在加气高峰时，两个机组同时运行，其余时间只起动一台机组即可。这样，既可以满足不同时段加气要求，又能降低运行成本比较经济。（选两台时每台的排气量应选为单台的 80%较好）。2）增加售气机台数，以增加单位时间的加气车辆数。和加油相比加气时间较长，比如加气 70 标方大约需要 10 分钟左右，加气前后的辅助时间假定为两分钟，一辆车加一次气约需 12 分钟，所以一个加气枪一小时只能加 5 辆车，一个售气机两个加气枪一小时仅能加 10 辆车。显然难于满足高峰期的加气要求。因此最好设置两台售气机。3）增加储气瓶组的容量和储气量，保证高峰期的供气量。从上述可知两个售气机一小时可以加气 20 辆车，需要的气量为 1400 标方。但压缩机的供气量仅有 850 标方，显然不够。所缺的气量必须由储气瓶组补充。根据经验，储气瓶组的储气量至少应为 3000 标方。假若储气瓶组的气体利用率为 30%以上，实际可以供给汽车加气的气量约有1000 多标方。加上压缩机的气量，两小时的供气量近 2800 标方，基本可以满足高峰期 40 辆车的加气量。4）改变瓶组配比，提高储气瓶组的气体
