设备管理_加气站设备选型指南

加气站设备选型指南 1 目目目目 录录录录 第一篇 概 述 5 第一章第一章第一章第一章 概要概要概要概要 6 1.1 概述 . 6 1.2 现状与发展 . 6 1.3 关于本指南 . 6 第二篇 LNG 加气站 . 8 第一章第一章第一章第一章 LNG 加气站加气站加气站加气站 . 9 1.1 工艺流程 . 9 1.1.1 卸车工艺 . 10 1.1.2 加气工艺 . 11 1.1.3 增压工艺 . 12 1.1.4 泄压流程 . 13 1.2 LNG 储罐 14 1.2.1 结构 . 14 1.2.2 分类 . 14 1.2.3 选型 . 14 1.2.4 执行标准 . 20 1.3 LNG 泵橇 21 1.3.1 结构 . 21 1.3.2 分类 . 22 1.3.3 配置与选型 . 22 1.3.4 执行标准 . 25 1.4 LNG 加气机 26 1.4.1 功能与结构 . 27 1.4.2 分类 . 27 14.3 配置与选型 28 1.4.4 执行标准 . 30 1.5 工艺管道系统 31 1.5.1 组成及功能 . 31 加气站设备选型指南 2 1.5.2 分类 . 31 1.5.3 选型 . 31 1.5.4 执行标准 . 33 1.6 LNG 站级 SCADA 系统 . 33 1.6.1 概述 . 33 1.6.2 功能与结构 . 34 1.6.3 选型应用 . 37 1.6.4 参考配置 . 38 1.6.5 执行标准 . 40 1.7 LNG 站级销售管理系统 41 1.7.1 概述 . 41 1.7.2 功能与结构 . 41 1.7.3 应用 . 45 1.7.4 参考配置 . 45 1.7.5 执行标准 . 46 第二章第二章第二章第二章 L-CNG 加气站加气站加气站加气站 . 48 2.1 工艺流程 . 48 2.1.1 卸车工艺 . 49 2.1.2 打压气化存储 . 49 2.1.3 CNG 加气 49 2.1.4 泄压 . 50 2.2 L-CNG 泵橇 50 2.2.1 功能与结构 . 50 2.2.2 分类 . 51 2.2.3 配置与选型 . 51 2.2.4 执行标准 . 52 2.3 L-CNG 气化橇 53 2.3.1 功能与结构 . 53 2.3.2 分类 . 53 2.3.3 配置与选型 . 53 2.3.4 执行标准 . 55 2.4 程序控制盘 56 2.4.1 功能与结构 . 56 2.4.2 类型 . 56 加气站设备选型指南 3 2.4.3 选型 . 56 2.4.4 参数 . 56 2.4.5 执行标准 . 57 2.5 储气系统 . 57 2.5.1 功能 . 58 2.5.2 分类 . 58 2.5.3 选型 . 58 2.6 CNG 加气机 . 61 2.6.1 功能与结构 . 61 2.6.2 分类 . 62 2.6.3 配置与选型 . 63 2.6.4 执行标准 . 64 2.7 工艺管道系统 65 2.7.1 分类 . 65 2.7.2 选型 . 65 2.7.3 执行标准 . 65 2.8 L-CNG 站级 SCADA 系统 . 66 2.9 L-CNG 站级销售管理系统 . 66 第三章第三章第三章第三章 LNG+L-CNG 合建站合建站合建站合建站 . 67 3.1 工艺流程 . 67 3.2 设备及选型 68 第三篇 CNG 加气站. 69 第一章第一章第一章第一章 CNG 常规加气站常规加气站常规加气站常规加气站 . 70 1.1 CNG 常规加气站构成 . 70 1.2 工艺流程 . 70 1.3 参考配置 . 71 1.4 天然气压缩系统 72 1.4.1 概述 . 72 1.4.2 结构及功能 . 73 1.4.3 分类 . 74 1.4.4 选型 . 75 1.4.5 执行标准 . 76 加气站设备选型指南 4 1.5 调压计量系统 77 1.5.1 选型 . 78 1.5.2 执行标准 . 79 1.6 脱水装置 . 79 1.6.1 前置脱水装置 . 80 1.6.2 后置脱水装置 . 84 1.6.3 选型 . 87 1.6.4 执行标准 . 88 1.7 脱硫装置 . 89 1.8 其它工艺配套设施 90 第二章第二章第二章第二章 CNG 加气子站加气子站加气子站加气子站 92 2.1 机械式压缩机增压子站 . 92 2.1.1 工艺 . 93 2.1.2 选型 . 94 2.1.3 执行标准 . 96 2.2 液压活塞式压缩机增压子站 97 2.2.1 设备结构 . 98 2.2.2 工艺 . 99 2.2.3 选型 . 99 2.3 液压平推增压子站 100 2.3.1 工艺 . 100 2.3.2 选型 . 101 2.3.3 执行标准 . 102 加气站设备选型指南 5 第一篇 概 述 加气站设备选型指南 6 第一章第一章第一章第一章 概要概要概要概要 1.11.11.11.1 概述概述概述概述 为了贯彻国家有关方针政策，缓解我国能源及环境压力，调整车用燃料 结构，清洁能源汽车，如天然气汽车(NGV)、电动汽车、醇类燃料汽车、氢 燃料汽车、太阳能汽车和混合动力汽车等得到迅猛发展。 NGV 汽车凭借其低成本、低排放、抑制温室效应和降低对石油依赖度等 优点，成为解决能源和环境问题的重要途径。 天然气加气站是发展天然气汽车的关键性基础设施。 1.21.21.21.2 现状与发展现状与发展现状与发展现状与发展 目前，国内外天然气加气站主要有三大类：以 LNG 为气源的，有 LNG 加气站、L-CNG 加气站及 LNG+L-CNG 复合加气站；以管网天然气为气源的 CNG 加气站，包括 CNG 常规加气站、CNG 加气母站、CNG 加气子站；以及 以油、气、液（LNG）相互组合的合建站。 与加油站相比，天然气加气站比加油站在技术、工艺和设备上要复杂的 多，原因是油和气这两种燃料的理化特性截然不同。因此，建设加气站和加 油站所采用的技术、设备和工艺是完全不同的。 伴随天然气加气站设备及工艺发展，参考美国、意大利、加拿大、马来 西亚、澳大利亚、新西兰等国外成功经验，目前国内天然气加气站已经从早 期开放式站、固定站，全面发展为橇装站。这种加气站，其主要特点是：一 是集成度高，占地面积小；二是控制系统先进，自动化程度高；三是设备噪 音小，运行安全、可靠；同时还具有站容站貌美观等优点。 如今，国内已建、在建的大量天然气加气站，其设备、工艺选型百花齐 放，质量、安全及性能指标良莠不齐，不仅增加了加气站设备维护管理的难 度，降低了运营的可靠性，安全风险也难以有效防范。 1.31.31.31.3 关于本指南关于本指南关于本指南关于本指南 中石化为规范天然气加气站建设，在建站过程中，为设备选型提供统一 依据，特编制本中石化加气站设备选型指南。 该指南对于设备选型总体原则是：技术先进，安全可靠，占地面积少， 建设运营成本合理，成熟产品优先。 加气站设备选型指南 7 本指南适用于中石化 LNG 加气站、L-CNG 加气站、LNG+L-CNG 复合加气 站、CNG 常规加气站、CNG 加气子站设备选型。 加气站设备选型指南 8 第二篇 LNG 加气站 LNG 加气站 L-CNG 加气站 LNG+L-CNG 复合加气站 加气站设备选型指南 9 第第第第一一一一章章章章 LNG 加气站加气站加气站加气站 LNG 加气站是指为 LNG 汽车储气瓶充装车用 LNG 的场所。 LNG 加气站是一个综合集成系统，工艺及控制系统主要包含 LNG 储罐、 LNG 泵橇、LNG 加气机、工艺管路、LNG 站级 SCADA 系统、LNG 站级销售管 理系统等。 图 1.0 LNG 加气站 LNG 加气站基于其工作介质的低温、气化膨胀、易燃易爆特性，设备选 型按照安全可靠、设计规范、技术先进、功能齐全、性能稳定、高度集成、 建设运营成本合理的原则，选择成熟产品。 1.1.1.1.1 1 1 1 工艺工艺工艺工艺流程流程流程流程 LNG 加气站设备运行，都必须达到其预冷要求。 LNG 加气站应具备具有卸车、增压、加液、自动泄压功能。 图 1.1 LNG 加气站工艺流程 加气站设备选型指南 10 1.1.1 卸车卸车卸车卸车工艺工艺工艺工艺 卸车工艺是将 LNG 槽车液体经工艺手段，充入加气站 LNG 储罐，为加 气站提供（临时）气源。 卸车时控制系统可根据储罐压力和温度自动选择上进液、下进液，来调 节储罐内 LNG 的压力和温度，利于设备运行和减少 BOG 产生。 卸车有多种模式，包括泵卸车、槽车增压卸车和联合卸车等。 1.1.1.1 泵卸车泵卸车泵卸车泵卸车 泵卸车是将 LNG 槽车液体经 LNG 槽车卸液口接入 LNG 泵橇卸车管路系 统，通过低温潜液泵增压将 LNG 充入加气站 LNG 储罐。 图 1.1.1-1 LNG 泵卸车 1.1.1.2 槽车增压槽车增压槽车增压槽车增压卸车卸车卸车卸车 槽车增压卸车，是为 LNG 槽车增压后，利用 LNG 槽车与加气站 LNG 储 罐差压（LNG 槽车压力LNG 储罐压力），在不启动低温潜液泵的情况下， 实现将 LNG 槽车液体充入站内 LNG 储罐，实现卸车。 图 1.1.1-2 LNG 槽车增压卸车 1.1.1.3 联合卸车联合卸车联合卸车联合卸车 联合卸车是综合泵卸车和差压卸车的特点，在泵卸车的过程，同时为槽 车增压，达到卸车效率高、能耗合理的效果，是目前普遍采用的卸车模式。 加气站设备选型指南 11 图 1.1.1-3 LNG 联合卸车 1.1.2 加气工艺加气工艺加气工艺加气工艺 LNG 加气工艺， 是将储罐内的 LNG 液体通过潜液泵和加气计量装置加注 到 LNG 汽车储气瓶。 LNG 加注根据增压模式，包括泵加注、自增压加注。 1.1.2.1 泵泵泵泵加注加注加注加注 加气机接收到合法加气请求信息时，实时传递给站控系统。 站控系统根据工艺条件， 按照工艺要求， 智能控制低温潜液泵、 气动阀， 将储罐内 LNG 液体经泵增压、LNG 加气机计量后，充入 LNG 汽车储气瓶。 正常情况下，LNG 加气站采用该加注模式给 LNG 汽车加气。 图 1.1.2-1 LNG 加注（泵加注） 1.1.2.2 自增压加注自增压加注自增压加注自增压加注 加气站设备选型指南 12 自增压加注是为 LNG 储罐在工作压力范围内增压， 利用 LNG 储罐与 LNG 汽车储气瓶差压（LNG 储罐压力LNG 汽车储气瓶压力），在不启动低温潜 液泵的情况下，实现将 LNG 储罐液体充入 LNG 汽车储气瓶的加注模式。 只有特殊情况下（如低温潜液泵维护或停电），加气站才采用该加注模 式给 LNG 汽车应急加气。 图 1.1.2-2 LNG 加注（自增压加注） 1.1.3 增压增压增压增压工艺工艺工艺工艺 当储罐压力过低，无法满足工艺要求时，需要通过增压工艺升高储罐压 力。 加气站设备选型指南 13 图 1.1.3 LNG 增压工艺 1.1.4 泄压流程泄压流程泄压流程泄压流程 泄压是对容器（含管道）内存在潜在安全风险的压力予以释放，以保障 设施、设备的运营安全。 LNG 加气站泄压包括主动泄压及被动泄压。主动泄压是站控系统监测到 储罐等容器压力达到预设泄压值时，系统自动开启气动泄压阀实现的泄压， 或设备维护、调试等情况下，专业人员的主动放空；被动泄压是工艺系统压 力达到安全阀预设起跳压力值时，通过安全阀起跳实现泄压。 图 1.1.4 LNG 泄压流程 LNG 储罐 LNG 泵池 工艺管路 气动放空阀 手动放空阀 安全阀 EAG 加热器 放散塔 加液机 加气站设备选型指南 14 1.1.1.1.2 2 2 2 LNGLNGLNGLNG 储罐储罐储罐储罐 LNG 储罐用于（临时）储存 LNG，为 LNG、L-CNG 加气站提供气源，通 常采用高真空储罐。 1.2.1 结构结构结构结构 LNG 储罐主要由储罐本体、 工艺接口、 根部阀、 紧急切断阀、 安全放散、 仪表系统等组成。 图 1.2.1 LNG 储罐 1.2.2 分类分类分类分类 LNG 加气站储罐按容积大小分类，常用的有 30、60 方几何容积，也有 20、50 方等规格。 LNG 储罐按照其安装形式分为立式和卧式储罐。 按照其绝热形式，分为珠光砂填充及高真空缠绕储罐。 LNG 储罐按照是否埋地，分为埋地 LNG 储罐、地下 LNG 储罐、半地下 LNG 储罐、地上 LNG 储罐。 1.2.3 选型选型选型选型 1.2.3.1 选型指标选型指标选型指标选型指标 规范性指标 储罐设计应符合以下国家现行标准： 加气站设备选型指南 15 1、钢制压力容器GB150 2、低温绝热压力容器GB18442 3、固定式压力容器安全技术监察规程TSG R0004 的有关规定 安全性指标 1、绝热性能 LNG 储罐外罐外部着火时，绝热层的绝热性能不应明显降低。 2、储罐阀门 LNG 储罐阀门的设置应符合下列规定： 储罐应设置全启封闭式弹簧安全阀，且不应少于 2 个（1 用 1 备）。安 全阀的设置应符合现行行业标准固定式压力容器安全技术监察规程TSG R0004 的有关规定。 安全阀与储罐之间应设切断阀， 切断阀在正常操作时处于铅封开启状态。 3、储罐仪表 LNG 储罐的仪表设置应符合下列规定： LNG 储罐应设置液位计和高液位报警器。 高液位报警器应与进液管道紧急切断阀连锁。 标准化指标 储罐工艺接口应按照表 1.2.3.5 给定参数项，实现标准化 储罐参数应按照表 1.2.3.6 给定参数项，实现参数标准化 1.2.3.2 容积选择容积选择容积选择容积选择 1、根据 GB50156 等规范要求，LNG 加气站储罐容积选择，需综合考虑 的因素有： 加气站 LNG 储罐单罐容积不超过 60m3； 储罐与加气站分级规模匹配； LNG 建站等级对储罐容积限制，见下表 1.2.3.2-1、1.2.3.2-2 所示。 表表表表 1.2.3.2-1 LNG 加气站加气站加气站加气站、L-CNG 加气站加气站加气站加气站、LNG 和和和和 L-CNG 加气合建站的等级划分加气合建站的等级划分加气合建站的等级划分加气合建站的等级划分 级别 LNG 加气站 L-CNG 加气站、LNG 和 L-CNG 加气合建站 LNG 储罐总容 积 V（m3） LNG 储罐单 罐容积（m3） LNG 储罐总 容积 V（m3） LNG 储罐单 罐容积（m3） CNG 储气设施 总容积（m3） 一级 120V180 60 120V 180 60 12 一级* 60V120 60 24 二级 60V120 60 60V120 60 9 二级* V60 60 18 三级 V60 60 V60 60 9 加气站设备选型指南 16 三级* V30 30 18 注：带“*”的加气站专指 CNG 常规加气站以 LNG 补充气源的建站形式 表表表表 1.2.3.2-2 LNG /加油加油加油加油/CNG 合建站建站等级划分合建站建站等级划分合建站建站等级划分合建站建站等级划分 合建站等级 LNG 储罐总容 积（m3） LNG 储罐总容积与油品 储罐总容积合计（m3） CNG 储气设施 总容积（m3） 一级 V 120 150V 210 12 二级 V 60 90V 150 9 三级 V 60 90 8 注： 1、柴油罐容积可折半计入油罐总容积。 2、当油罐总容积大于 90 m3 时，油罐单罐容积不应大于 50 m3；当油罐总容积小于或 等于 90m3 时，汽油罐单罐容积不应大于 30m3，柴油罐单罐容积不应大于 50m3。 依其汽车加气业务量，加气站 LNG 储罐容积按 1d3d 的销售量进行配 置为宜； LNG 储罐的容积能接受进站槽车的卸量（目前大型 LNG 槽车的卸量在 51m3 左右）； 2、LNG 加气站储罐容积选型，通常主要考虑以下实际因素： 站点预计日加气量； 储存时间； 储罐与槽车容积的匹配； 集成及运输情况； 站点寿命周期（搬迁与否）； 其它，如油气合建因素容积限制。 3、储罐容积选择参考示例： 1）基础信息 某公交站场计划一期投运 LNG 汽车数量为 50 辆，二期发展到 100 辆， 根据其 LNG 汽车情况进行 LNG 加气站规模设计。 经测算，每辆车天然气耗量约为 90Nm3/d，则 100 辆 LNG 公交车每天 需要加天然气 9000Nm3，因此该 LNG 橇装汽车加气站的设计规模确定为 10000Nm3/d。 根据液源距离等信息， 储存时间设计为 2d， 取 LNG 密度为 420470 kg/ m（1 atm,）的中间值，LNG 最高工作温度取 132，最高工作温度下 储罐允许充装率取 0.80 （即 80%） ， 最高工作温度下的储罐余液率为 0.10 （即 10%）。 加气站设备选型指南 17 2） LNG 的储存容积计算 计算公式如下： 式中 V储存几何容积（LNG），m3 t储存时间，d Qr平均日用气量，kg/d q天然气密度（1 atm, 0），kg/m3，根据气质不同存在差异， 初步计算可取 0.7174 Y最高工作温度下的液化天然气密度，kg/m3，根据气质、最高工 作温度不同而存在差异，初步计算可取密度变化梯度值为 1.35kg/（m3） b最高工作温度下的储罐允许充装率 b最高工作温度下的储罐余液率，与储罐安装形式关系大 根据气源的情况，并综合考虑加气速度、LNG 汽车数量、卸车时间等因 素，则该站储存容积计算如下： V=2x10000x0.7174/（(420+470）/2-1.35x（-132-（-162）)x0.80x （1-0.1）) =14348/291.24 =49.27（方） 3）储罐容积确定 该站按照上述设计参数，理论储存几何容积为 49.27 方，结合实际常用 储罐规格，取该站的储存规模为 60m3，设置 1 台容积为 60m3LNG 储罐。 1.2.3.3 安装形式安装形式安装形式安装形式选择选择选择选择 储罐安装形式的选择，与站外临近建（构）筑物的性质、规模、类型等 存在密切关系 立式储罐占地面积小，企业宣传效果好，液位高差大，利于设备运行， 液体利用更高，但是对设备基础要求更高，防止设备沉降，损坏设备，建站 地点选在郊区，周边无居民区及大中型民众聚集场所。 卧式储罐占地面积大，液位高度差低，不利于设备运行，但是土建要求 相对较低等优势 按照规范要求，在城市中心区内，应采用埋地 LNG 储罐、地下 LNG 储 罐或半地下 LNG 储罐；地下或半地下 LNG 储罐宜采用卧式储罐。 加气站设备选型指南 18 通常，若建站地点在距离周边居民区较近，且建站面积及安全间距允许 的情况下，选用卧式储罐。 若周边100米内有超过500人居民区或大中型民众聚集场所 （如电影院、 市场、商场等），建议将储罐封装。 同时，应考虑台风、地震等自然灾害对立式与卧式储罐存在不同程度影 响，以及部分地区需要遵循当地法规对储罐高度或形式对要求。 1.2.3.4 绝热形式绝热形式绝热形式绝热形式选择选择选择选择 因为性价比高，LNG 储罐普遍采用珠光砂填充储罐。 考虑站点液源质量、 日均加气量， BOG 对站点运营成本及环境影响因素， 可以采用高真空缠绕储罐，其日蒸发率可以达到 0.15%，优于珠光砂填充储 罐的 0.20%。 珠光砂填充储罐性能相对稳定，真空失效修复难度相对较低。 同时，对于移动设备，因为高真空缠绕储罐质量轻，适合使用。 两种绝热方式的参数参考值比较如下表 1.2.3.4。 表表表表 1.2.3.4 储罐储罐储罐储罐（60 m3）绝热方式参数比较绝热方式参数比较绝热方式参数比较绝热方式参数比较 绝热方式 技术指标 珠光砂填充 高真空多层缠绕 绝热 静态蒸发率（LNG，%/d） 0.20 0.15 漏气速率（Pam3s-1） 610-5 610-6 封结真空度（Pa） 2 310-1 1.2.3.5 储罐储罐储罐储罐阀门阀门阀门阀门及管口及管口及管口及管口 储罐的根部阀、安全阀等阀门，必须采用质量稳定可靠、售后服务完善 及时的产品，以最大程度保证储罐投运安全。 进口根部阀与国产根部阀相比， 价格昂贵， 售后服务网络相对不太完善。 LNG 储罐选型，需要确定表 1.2.3.5 所列管口参数，并确定配套仪表、 阀门等规格及数量。 表表表表 1.2.3.5 储罐储罐储罐储罐（60 m3）主要工艺接口参考参数主要工艺接口参考参数主要工艺接口参考参数主要工艺接口参考参数 序号序号序号序号 名称及用途名称及用途名称及用途名称及用途 公称尺寸公称尺寸公称尺寸公称尺寸 接口规格接口规格接口规格接口规格 数量数量数量数量 备注备注备注备注 1 顶部充装 DN50 57*3.5 1 2 底部充装 DN50 57*3.5 1 3 出液口 DN65 76*4 2 4 气相口 DN50 57*3.5 2 5 放散口 DN40 48*3.5 1 加气站设备选型指南 19 6 益流口 DN15 18*2 1 1.2.3.6 参数参数参数参数确定确定确定确定 LNG 储罐选型，至少需要确定表 1.2.3.6 所列主要技术参数。 表表表表 1.2.3.6 储罐储罐储罐储罐选型主要参数项选型主要参数项选型主要参数项选型主要参数项（参考参考参考参考） 序号序号序号序号 项目项目项目项目 内容内容内容内容 备注备注备注备注 1 生产厂家 2 型号 3 参考价格 4 技术参数 几何容积 m 绝热形式 珠光砂 真空缠绕 安装方式 立式 卧式 工作介质 LNG 设计/工作压力 MPa / MPa 工作压力 1.05、1.2 MPa，推荐值 1.05 MPa LNG 静态蒸发率 %/d 内胆 材质 如 06Cr19Ni10 外胆 材质 如 Q345R 设计寿命 年 外胆腐蚀裕量 mm 抗震强度 级 通常 8 级 外形尺寸/净重 X X mm / kg 设计温度 -19650 工作温度 -16250 5 执行标准 设计标准 （1）GB50156-2012 汽车加油加气 站设计及施工规范（2）GB/T18442.1 GB/T18442.6 固定式真空绝热深冷压力容 器(3)TSG R004-2009固定式压力容器 安全技术监察规程(4)GB 150.1150.4 - 2011压力容器 制造标准 检验标准 验收标准 6 供货范围 主体设备 LNG 低温储罐 附件配置 根部阀 液位计 液位远传 加气站设备选型指南 20 三阀组 安全阀组 压力表 压力远传 鞍座 其他 其他其他其他其他要求要求要求要求 1.2.4 执行标准执行标准执行标准执行标准 1.2.4.1 生产制造生产制造生产制造生产制造、检验与验收检验与验收检验与验收检验与验收标准标准标准标准 LNG 储罐生产制造、检验与验收主要规范、标准及准则： GB150-2011钢制压力容器 GB18442-2011低温绝热压力容器 TSG R0004-2009 固定式压力容器安全技术监察规程 TSG D0001-2009压力管道安全技术监察规程-工业管道 GB/T 3274-2007碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带 GB/T 4237-2007不锈钢热轧钢板和钢带 GB/T12459-2005钢制对焊无缝管件 GB50235-2010工业金属管道工程施工及验收规范 GB/14976-2002流体输送用不锈钢无缝钢管 JB4708-2000钢制压力容器焊接工艺评定 JB/T4709-2007钢制压力容器焊接规程 JB/T4710-2005钢制塔式容器 JB/T4730.14730.6-2005承压设备无损检测 JB/T4731-2005钢制卧式容器 JB/T4735-2009钢制常压容器 JB4744-2000 压力容器:钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验 JB/T4746-2002钢制压力容器用封头 JB6898-1997低温液体贮运设备使用安全规则 JB/T90721999固定式真空粉末绝热低温液体贮槽 HG20584-1998钢制化工容器制造技术要求 HG20585-2011钢制低温压力容器技术规定 其他相关的国家规范及行业标准 以上各规范间同一类要求有不同的，按要求严格者执行。 1.2.4.2 参照标准参照标准参照标准参照标准 加气站设备选型指南 21 ANSI 美国国家标准 NFPA59A-2009 液化天然气（LNG）生产、储存和 装卸标准 ANSI 美国国家标准 NFPA57-2002 液化天然气(LNG)车用燃料系统规范 1 1 1 1.3 LNG.3 LNG.3 LNG.3 LNG 泵橇泵橇泵橇泵橇 LNG 泵橇连接 LNG 储罐与 LNG 加气机，具备卸车、加液、增压、集中 放散等功能。 泵橇必须具备高安全性，重要地方和关键点必须有安全保护措施 泵前泵后设温度检测，而且必须具有远传与 PLC 连锁控制，防止泵在没 有液体和未预冷完成的情况下起泵，使泵在空载情况下运行，导致泵损坏或 降低泵的使用寿命 泵前泵后设压力检测，而且必须具有远传与 PLC 连锁控制和就地显示， 防止设备超压损坏。 泵橇 EAG 放散口设阻火器，防止放散口受外界火源影响引发事故 泵橇上应设紧急停机按扭，当出现紧急情况时，联锁停车保证设备和人 员安全。 泵橇上应设燃气探头，以检测燃气泄漏并联锁控制。 泵橇上主要工艺阀门应采用自动控制，实现常用功能的一键式操作，并 避免人为操作失误引发事故。 1.3.1 结构结构结构结构 LNG 泵橇由 LNG 泵池、低温潜液泵、气化器、仪表及主要阀门管路等集 中橇装而成。 泵池是低温潜液泵的安装容器，低温潜液泵是 LNG 泵橇核心设备，是 LNG 加气站最主要的增压设备，为 LNG 加注、卸车等实现增压。 LNG 泵橇橇装气化器通常包括增压气化器及 EAG 气化器， 增压气化器既 可以为槽车卸车增压，也可以为储罐增压。 泵橇应具有如下特点： 高度集成、一体化设计； 现场安装简单，投入使用快； （1）便于运输和转移，具有良好机动性； （2）电控系统按防爆设计，安全可靠； （3）工艺管线短，预冷时间短，加注速度快。 加气站设备选型指南 22 图 1.31 LNG 泵橇 1.3.2 分类分类分类分类 LNG 泵橇通常按照其橇装核心设备低温潜液泵数量分类，常用的有 单泵橇、双泵橇。 1.3.3 配置与配置与配置与配置与选型选型选型选型 1.3.3.1 选型指标选型指标选型指标选型指标 规范性指标 泵池设计应符合以下国家现行标准： 1、钢制压力容器GB150 2、低温绝热压力容器GB18442 3、固定式压力容器安全技术监察规程TSG R0004 的有关规定 安全性指标 1、绝热层 泵池外罐外部着火时，绝热层的绝热性能不应明显降低 2、泵池管路系统和附属设备 泵池管路系统和附属设备的设置，应符合下列规定： 在泵出口管道上应设置全启封闭式安全阀和紧急切断阀； 泵橇上应设紧急停机按扭，当出现紧急情况时，联锁停车保证设备和人 员安全 泵橇上应设燃气探头，以检测燃气泄漏并联锁控制 电控系统按防爆设计，安全可靠 加气站设备选型指南 23 标准化指标 泵橇管道接口工艺应按照表 1.3.3.6-1 给定参数项，实现标准化 泵橇参数应按照表 1.3.3. 6-2 给定参数项，实现参数标准化 1.3.3.2 泵橇泵橇泵橇泵橇选用选用选用选用 1、泵数量配置泵数量配置泵数量配置泵数量配置 LNG 泵橇选用，主要是确定橇体工艺参数及接口的配置。 目前，LNG 加气站普遍采用二级增压低温潜液泵，变频驱动，功率 1015KW， 理论流量约 300350L/min， 实际加液机加注流量通常 80150L/min， 一台低温潜液泵可以带 12 台 LNG 加液机。 针对客户车辆较少，设计加气量不大于 20000Nm3/d，且短时间停运影 响不大的情况，通常选择适合单泵（橇）。 对于设计加气量 2000040000 Nm3/d，或站点针对下游 LNG 车辆，必须 保证不断供的站点，选用双泵橇。必要时，可在正常泵橇配置至少增加一个 备用泵。 超过 4 万方则根据具体设计加气量选配泵橇规格及数量。 2、橇装仪表管路橇装仪表管路橇装仪表管路橇装仪表管路 LNG 泵橇液相管路均应采用真空硬管，除卸车管路等特殊用途外，其他 非真空液相管路均应保温处理。 泵橇必须配备工艺参数现场显示及远程传输的仪表 泵橇内部组件安装位置应考虑可操作性、可维护性。 1.3.3.3 参数参数参数参数确定确定确定确定 LNG 泵橇选型，需要确定表 1.3.3.3-1 或 1.3.3.3-2 所列管口参数，并确定 配套仪表、阀门规格及数量。 表表表表 1.3.3.3-1 单单单单泵橇泵橇泵橇泵橇主要工艺接口参考参数主要工艺接口参考参数主要工艺接口参考参数主要工艺接口参考参数 序号序号序号序号 名称及用途名称及用途名称及用途名称及用途 公称尺寸公称尺寸公称尺寸公称尺寸 接口规格接口规格接口规格接口规格 数量数量数量数量 备注备注备注备注 1 接槽车卸车口 DN50 57*3.5 1 2 接加液机进液口 DN40 48*3.5 1 3 接加液机回液口 DN25 32*3.5 1 4 接槽车气相口 DN40 48*3.5 1 5 接槽车液相增压口 DN40 48*3.5 1 6 接加液机放散口 DN40 48*3.5 1 7 接顶部和底部充装 DN50 57*3.5 1 8 接储罐出液口 DN65 76*4 1 9 接储罐气相口 DN40 48*3.5 1 10 接放散塔 DN40 48*3.5 1 加气站设备选型指南 24 11 接储罐放散口 DN40 48*3.5 1 表表表表 1.3.3.3-2 双双双双泵橇泵橇泵橇泵橇主要工艺接口参考参数主要工艺接口参考参数主要工艺接口参考参数主要工艺接口参考参数 序号序号序号序号 名称及用途名称及用途名称及用途名称及用途 公称尺寸公称尺寸公称尺寸公称尺寸 接口规格接口规格接口规格接口规格 数量数量数量数量 备注备注备注备注 1 接槽车液相增压口 DN40 48*3.5 1 2 接槽车卸车口 DN50 57*3.5 1 3 接加液机回液口 DN40 48*3.5 1 4 接槽车气相口 DN40 48*3.5 1 5 接加液机进液口 DN40 48*3.5 1 6 接加液机放散口 DN40 48*3.5 1 7 接放散塔 DN40 48*3.5 1 8 接储罐放散口 DN40 48*3.5 1 9 接储罐气相口 DN40 48*3.5 2 10 接顶部和底部充装 DN50 57*3.5 1 11 接储罐出液口 DN65 76*4 2 LNG 泵橇选型，至少需要确定表 1.3.3.3-3 所列主要技术参数。 1.3.3.3-3 泵橇泵橇泵橇泵橇选型主要参数选型主要参数选型主要参数选型主要参数 序号序号序号序号 项目项目项目项目 内容内容内容内容 备注备注备注备注 1 生产厂家 2 型号 3 参考价格 4 主配规格 泵 橇 如双泵标准 橇 5 技术参数 工作介质 LNG 主要功能 加注 卸车 增压 其他 潜液泵 数量 多泵工作模式 只对多泵， 如 双泵全功能 切换 品牌 单泵流量 L/min 扬程 m 转速/频率 rpm/ Hz 输入电源 380AC 单泵功率 kW 频率范围 Hz 净正压头 m 出进口差压 MPa 加气站设备选型指南 25 泵前 设计/工作压力 MPa/ MPa 泵后 设计/工作压力 MPa/ MPa 泵池 几何容积 L 设计/工作 压力 MPa/ MPa 设计温度 保温类型 （储罐/卸 车）增压 气化器 气化量 L 设计/工作 压力 MPa/ MPa 设计温度 工作温度 EAG 气化 器 气化量 L 设计/工作 压力 MPa/ MPa 设计温度 工作温度 液相管路种类 真空硬管 保温发泡 裸管 防爆等级 Ex 外形尺寸/净重 mm / kg 设计温度 -19650 6 执行标准 设计标准 （1）GB50156-2012 汽车加油加气站 设计及施工规范（2）GB/T18442.1 GB/T18442.6 固定式真空绝热深冷压力 容器 (3)TSG R004-2009 固定式压力容 器安全技术监察规程(4)GB 150.1150.4 - 2011压力容器 制造标准 检验标准 验收标准 7 供货范围 主体设备清单 附件配置 相关资料交付 备品备件 其他说明 1.3.4 执行标准执行标准执行标准执行标准 1.3.4.1 生产制造生产制造生产制造生产制造、检验与验收检验与验收检验与验收检验与验收标准标准标准标准 LNG 泵橇（含泵池）生产制造、检验与验收主要规范、标准及准则： 加气站设备选型指南 26 TSG D0001-2009压力管道安全技术监察规程-工业管道 TSG R0004-2009 固定式压力容器安全技术监察规程 TSG D2001-2006压力管道元件制造许可规则 TSG D3001-2009压力管道安装许可规则 TSG ZF001-2006安全阀安全技术监察规程 GB150-2011钢制压力容器 GB/T 4237-2007不锈钢热轧钢板和钢带 GB/T12459-2005钢制对焊无缝管件 GB50235-2010工业金属管道工程施工及验收规范 GB18442-2011低温绝热压力容器 GB/14976-2002流体输送用不锈钢无缝钢管 JB4708-2000钢制压力容器焊接工艺评定 JB/T4709-2007钢制压力容器焊接规程 JB/T4710-2005钢制塔式容器 JB4744-2000 压力容器:钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验 HG20585-2011钢制低温压力容器技术规定 JB/T4746-2002钢制压力容器用封头 JB6898-1997低温液体贮运设备使用安全规则 JB/T4735-2009钢制常压容器 JB/T4730.14730.6-2005承压设备无损检测 GB3836.1-2010 爆炸性环境第 1 部分：通用要求 GB3836.2-2010 爆炸性环境第 2 部分：隔爆型“d” GB/T13384 机电产品包装通用技术条件 中华人民共和国“爆炸危险场所电气安全规程” 其他相关的国家规范及行业标准 以上各规范间同一类要求有不同的，按要求严格者执行。 1.3.4.2 参照标准参照标准参照标准参照标准 ANSI 美国国家标准 NFPA59A-2009 液化天然气（LNG）生产、储存和 装卸标准 ANSI 美国国家标准 NFPA57-2002 液化天然气(LNG)车用燃料系统规范 1 1 1 1.4 LNG.4 LNG.4 LNG.4 LNG 加气机加气机加气机加气机 LNG 加气机通常称为加液机，是用于向 LNG 燃气汽车储气瓶充装 LNG， 并带有计量、计价装置的专用设备。 加气站设备选型指南 27 1.4.1 功能与功能与功能与功能与结构结构结构结构 LNG 加气机除了具备显示计量结果和售气量功能，通常还具有如下功能： a.一键加液； b. 电子机械双重拉断保护； c. IC 卡收费功能 d,防爆小票打印 e.网络化管理接口 f预置定量加气功能 g.非定量加气 h.质量计量（体积计量可选） i.独立计量控制系统 j.具有压力、温度补偿功能 k.掉电数据保护 l. 掉电数据延长显示及重复显示 m.停电交班 n.加气机预装 ESD 按钮 图 1.4.1 LNG 加气机 1.4.2 分类分类分类分类 按照加液枪配置， 有单加液枪单回气枪加液机与双加液枪双回气枪加液 机。 加气站设备选型指南 28 14.3 配置与配置与配置与配置与选型选型选型选型 1.4.3.1 选型指标选型指标选型指标选型指标 规范性指标 LNG 加气机设计应符合以下国家现行标准： 1、用科里奥利质量流量计测量天然气流量SY/T 6659-2006 2、天然气计量系统技术要求GB/T 18603-2001 安全性指标 1、充装压力 加气系统的充装压力不应大于汽车车载瓶的最大工作压力 2、拉断保护 LNG 加气机应设置电子机械双重拉断保护 3、急停按钮 加液机应设有急停按扭，并与系统连锁，保障突发状况能够及时联动停 车 4、燃气泄漏检测 加液机应设有燃气探头，检测燃气泄漏并及时联动报警 5、加气机软管 加气机配置软管宜采用奥氏体不锈钢波纹软管， 其公称压力不得小于加 注系统工作压力的 2 倍，其最小爆破压力不应小于公称压力的 4 倍，其软管 的长度不应大于 6m 6、吹扫 LNG 加气机上应配置氮气或压缩空气管吹扫接头， 气管最小爆破压力不 应小于公称压力的 4 倍 标准化指标 LNG 加气机工艺接口应按照表 1.4.3.6-1、表 1.4.3.6-2 给定参数项，实现 标准化 LNG 加气机参数应按照表 1.4.3.6-3 给定参数项，实现参数标准化 1.4.3.2 加液机选型加液机选型加液机选型加液机选型 通常选用单加液枪加液机，便于站点布置，外观美观。 当既要满足较大的加气量，又受到场地面积或安全间距限制时，可选用 双加液枪加液机。 根据设计日加气量确定加液机数量（或加液枪数量）。按照每条加液枪 加气量 10000 15000Nm3/d 计，如设计加气量为 40000 60000Nm3/d，则可 选配 4 条加液枪。 加气站设备选型指南 29 例：LNG 车辆一般是一天加一次。假设车载储气瓶为 450L，使用下限 15%，充装上限 90%，加液机平均加气速度 35kg/min（加气时间 4 分钟）， 进场准备 3 分钟， 结账退场 3 分钟， 则一个小时能加 6 辆车。 单枪加气量为： N=0.45*（0.90-0.15）*600*6=1215Nm3/h，每天按照 10 小时计，可以加气约 12000Nm3/d，每天按照 16 小时计，可以加气约 20000 Nm3。考虑车辆加气 的随机性，每条枪加气能力约为 10000 15000Nm3/d。因此对于30000 Nm3/d 的加液站可以使用两台加液机。 一般情况下一泵可以带两台（单枪）加液机，但是如果要求潜液泵一用 一备，或者泵到加液机距离较远的情况下也可以采用单泵带单机。 1.4.3.3 流量计配置流量计配置流量计配置流量计配置 LNG 加气机按照相关计量等法规要求，设置加气流量计和回气流量计。 1.4.3.4 软管配置软管配置软管配置软管配置 加液软管、回气软管选用，通常采用 4m 加液软管，其长度适中，BOG 产生量较小。 当建站场地受限，加注车辆钢瓶位置不易停到加液机 3 米距离以内时， 可用 6m 加液软管、回气软管为宜。 1.4.3.5 参数确定参数确定参数确定参数确定 LNG 单加液枪加气机选型，需要确定表 1.4.3.5-1 所列管口参数，并确定 配套仪表、阀门规格及数量。 表表表表 1.4.3.5-1 LNG 加气机加气机加气机加气机（单加气枪单加气枪单加气枪单加气枪）主要工艺接口参考参数主要工艺接口参考参数主要工艺接口参考参数主要工艺接口参考参数 序号序号序号序号 名称及用途名称及用途名称及用途名称及用途 公称尺寸公称尺寸公称尺寸公称尺寸 接口规格接口规格接口规格接口规格 数量数量数量数量 备注备注备注备注 1 接加液机进液口 DN25 32*3.5 1 2 接加液机回液口 DN25 32*3.5 1 3 接加液机放散口 DN15 20*2.5 1 LNG 单加液枪加气机选型，需要确定表 1.4.3.5-2 所列管口参数，并确定 配套仪表、阀门规格及数量。 表表表表 1.4.3.5-2 LNG 加气机加气机加气机加气机（双双双双加气枪加气枪加气枪加气枪）主要工艺接口参考参数主要工艺接口参考参数主要工艺接口参考参数主要工艺接口参考参数 序号序号序号序号 名称及用途名称及用途名称及用途名称及用途 公称尺寸公称尺寸公称尺寸公称尺寸 接口规格接口规格接口规格接口规格 数量数量数量数量 备注备注备注备注 1 接加液机进液口 DN25 32*3.5 1 2 接加液机回液口 DN25 32*3.5 2 3 接加液机放散口 DN25 20*2.5 1 LNG 加气机选型，至少需要确定表 1.4.3.5-3 所列主要技术参数。 1.4.3.5-3 LNG 加气机加气机加气机加气机选型主要参数选型主要参数选型主要参数选型主要参数 序号序号序号序号 项目项目项目项目 内容内容内容内容 备注备注备注备注 1 生产厂家 加气站设备选型指南 30 2 型号 3 参考价格 4 配置清单 液相流量计 规格型号 气相流量计 规格型号 IC 卡管理系统 标配 可选 小票打印机 标配 可选 拉断阀 标配 可选 加液枪头 回气枪头 5 技术参数 形式 单加液枪 双加液枪 流量范围 kg/min 计量准确度 % 设计/工作压力 MPa / MPa 防爆等级 Ex 工作电源 AC 220V10 50Hz1Hz 额定功率 kW 环境温度/湿度 / 外形尺寸/总重 量 mm /