（环境工程专业论文）成都市车用CNG加气站建设类型的比较.pdf

重庆大学硕士学位论文中文摘要 摘要 天然气汽车在我国得到了广泛应用，车用压缩天然气( c n g ) 加气站得到了 快速发展。从国内外现状和我国的实际情况来看，c n g 加气站有2 种建设类型， 一是常规站( 或称标准站) ，二是子母站( 这2 种类型的c n g 加气站在我国都得 到了长足的发展，但都面临一些问题) 。成都市作为全国清洁汽车推广重点地区， c n g 加气站的建设走在全国前面，目前已建成加气站3 5 座，但全部为常规站。 成都一投资公司在广泛考察的基础上，准备在成都建设子母站。为慎重起见，市 上有关职能部门要求进行充分的可行性研究。本人所在单位接受委托，进行了这 项研究工作。研究的主要内容是对常规站和子母站进行比较。主要工作和结论如 下： ( 1 1 首先从以下5 个方面分别进行了常规站和子母站方案设计： a ) 站址选择和平面布置 b ) 工艺流程与设备选型 c 1 公用工程 d ) 人员编制 e ) 投资估算 f ) 运行成本 西经济分析 但) 在介绍了常规站和子母站设计方案后，从以下几方面进行具体比较： a ) 环保 b 1 气源供应及保障 c ) 安全 d ) 投资与分期建设 e ) 运行成本 f ) 财务内部收益率和投资回收期 亩占地与道路开口 f 3 ) 综合上述比较内容，可以得山结论：常规站和了母站各有优势，各有不 足；各地在选择c n g 站建设模式时，应具体问题具体分析，根据实际情况选择 最佳建设模式，切不可一概而论，以致西施效颦，邯郸学步。 关键词：常规站，子母站，t 程投资，运行成本，方案比较 重庆大学硕士学位论文 英文摘要 a b s t r a c t s i n c en g vh a sb e e na p p l i e da b r o a di no u rc o u n t r y c n gf i l l i n gs t a t i o nh a s d e v e l o p e dq u i c k l y 。b a s i n go np m s e n ts t a t u sa l lo v e rt h ew o r l da n da c t u a li n s t a n c ei no u r c o u n t r y , c n gf i l l i n gs t a t i o nh a s2s t y 】e s ：o n ei sg e n e r a ls t a t i o n ( p r o b a b l es t a n d a r d s t a t i o n ) ，t h eo t h e ri sm o t h e r - s o ns t a t i o n 。c h e n g d ui so n eo fk e y s t o n ea r e a sf o r p o m a a r i z n gc l e a n i n gv e h i c l e si no l f fc o u n t r ya n d h a sl e a dt h ew h o l en a t i o ni nb m l d i n g f i l l i n gs t a t i o n 。n o wc h e n g d u h a sb u i l t3 5s t a t i o n s 刈li sg e n e r a ls t a t i o n 。a i n v e s t i n g c o r p o r a t i o n h a sr e v i e w e da b r o a da n d p m p a m s t ob u i l dm o t h e r - s o ns t a t i o ni n c h e n g d u 。 t o w n r e l a t i n gf u n c t i o nd e p a r t m e n t sr e q u e s tc a r r y i n gt h r o u g hs u f f i c i e mf e a s i b i l i t ys t u d y f o rc a r e f u l n e s s 。m y w o r k i n g u n i tt a k e su pt h ec o n s i g na n d p u t su p t h es t u d yw o r k 。t h e m a i n s t u d y c o n t e n ti st oc o m p a r eg e n e r a ls t a t i o na n dm o t h e r - s o ns t a t i o n 。a t p r e s e n t o u r m a i nw o r ka n dt h ec o n c l u s i o nb e i n gd r e w s ： ( 1 ) f i r s tt h ep r o j e c td e s i g no f t w o s t y l es t a t i o n sh a s b e e n p u t 叩s e p e m l e l yb a s i n g o f ft h e f o l l o w n g 5a s p e c t s ： a ) s i t es e l e c ta n dp l s t i l ec o l l o c a t i o n b ) t e c h n i c s f l o wa n d e q u i p m e n t s e l e c t c ) p u b l i cs e r v i c e m p e r s o n n e lw e a v i n g 曲i n v e s t i n ge s t i m a t e f ) n m n i n g c o s t 曲e c o n o m i c b l o c k a d e ( 2 ) a f t e ri n t r o d u c i n gt h ep r o j e c td e s i g n o ft w os t y l es t a t i o n s tt h ep a r t i c u l a r c o m p a r e h a sb e e n p u tu p b a s e do nt h ef o l l o w i n g a s p e c t s ： a ) e n v i r o n m e n tp r o t e c t b 、g a ss u p p l ya n dg u a r a n t e e c ) s a f e t y mi n v e s t m e n ta n dc o n s t r u c t i o nb y s t a g e s e ) r u n n i n g c o s t 0 f i n a n c ei n t e r i o ry i e l da n d i n v e s t i n g c a l l b a c kt i m e g ) g r o u n d h o l d i n g a n dr o a d h a t c h i n g l l 重庆大学硕士学位论文 英文摘要 ( 3 ) c o l l i g a f l n g t h ea b o v ec o n t e n t s ，t h ec o n c l u s i o ni sd r e w = g e n e r a ls t a t i o na n d m o t h e r - s o ns t a t i o nh a v es u p e r i o r i t ya n d d e f i c i e n c ys e p a r a t e l yi nc h e n g d u ；o t h e rr e g i o n s s h o u l ds e l e c tt h eb e s ts t y l eb a s i n go ni t sa c t u a li n s t a n c e 。 k e y w o r d s ：g e n e r a ls t a t i o n , m o t h e r - s o ns t a t i o n , p r o j e c ti n v e s t , r u n m n g c o s t ， p r o j e c tc o m p a r e w i l l 重庆大学硕士学位论文 1引 言 1 1 国内外c n g 站发展概况 发展以压缩天然气和液化石油气为燃气汽车，可以解决石油资源短缺、调整 能源结构、治理汽车尾气污染、改善大气环境质量、培育新兴产业和新的经济增 长点。 正是由于上述原因，从二十世纪9 0 年代中期开始，天然气汽车在全世界有了 较快的发展：到2 0 0 2 年底，天然气汽车在全世界5 5 个国家投入运行，总保有量 约2 1 6 万辆，其中绝大部分使用的压缩天然气( c n g ) ，也有一些重型天然气汽 车使用液化天然气( l n g ) 。全世界为天然气汽车充装燃料的加气站约有5 5 0 0 座， 其中绝大部分是和加油站建在一起的，一般称为油气混加站。此外，还有约4 0 0 0 台小型加气装置( v r s a ) 用于为家庭或小型单位的自有天然气汽车加气。据初 步估算，目前，全世界每年用于汽车燃料的天然气大约在4 0 5 0 亿立方米之间i t l 。 天然气加气站是发展天然气汽车的关键性基础设施。因为天然气加气站的数 量与质量，不但赢接决定着发展天然气汽车的数量，而且关系到天然气汽车能否 正常运行。 从国内外建成、运行的加气站种类来看，有常规站( 我国称为标准站) 和母 站、予站之分；从站用压缩机的形式来看，有开放式站和橇装站之分。我国目前 建成运行的国产设备天然气汽车加气站，绝大部分为单体压缩机构成的开放式 站。近几年，国内少数压缩机厂在消化吸收国外先进技术的基础上，开始研制和 开发橇装压缩机。如：中国石化集团江汉三机厂、重庆压缩机厂、成都金星环保 设备有限公司等单位，也分别研制成国产橇装压缩机供应市场 2 1 。 由于我国目前建成运行的天然气汽车加气站绝大部分为常规站，大家对常规 站的了解比较多，以下重点介绍什么是天然气母子站，为什么要建天然气母子站， 怎么建天然气母子站等几个问题。 1 1 1 什么是天然气汽车母予加气站 天然气汽车母子加气站的概念是从国外引进的。天然气汽车母子加气站是指 在尚未铺设输气管道或虽有管道，但建标准站困难的地区，建设生产、供应c n g 的充气站，利用公路运输将c n g 运送到给汽车加气的充气站。在有天然气主管 网的地方建设专门生产、供应压缩天然气( c n g ) 的加气站，称为母站。在远离 管网，但却需要应用天然气的地方建设存放c n g 并随时给天然气汽车充气的加 气站，称为子站。母站与子站之间，靠配有特制储存c n g 装置的拖车运输。因 此，母子站的关系类似于商品流通领域里的生产、批发与零售的关系，即母站是 重庆大学硕士学位论文 生产c n g 的，子站是销售c n g 的。但无论从生产与销售还是供需间经济利益 上讲，母站与子站的依存关系比 化发”与“零售”要严格的多，要重要的多。 需要特别指出，在我国已建成的大中型城市，要建设天然气母子站，既要符 合城市的整体规划，又要符合城市建设的实际情况。 1 1 2 为什么要建设天然气母子站 首先，建设天然气母子站，关系到灭然气汽车的发展思路和采取的技术路线。 为了充分说明“发展思路”和“技术路线”两大问题，通过北京市和西安市在发 展天然汽车的“快”与“慢的对比，来体会认识和实践的重要性。 先以北京市为例。北京市天然气汽车的发展是从1 9 9 8 年9 月建设了第一库加 气站起步的。至2 0 0 2 年底，北京市建设天然气加气站总数达到4 5 座，其中母站 1 1 座，子站3 2 座，合计4 3 座。另有2 座常规站，转运拖乍总数达到9 0 台。这 说明北京市在发展天然气汽车中，根据本市市情，大力推行天然气母予站的建设， 给北京市发展天然气汽车，打下了坚实和良好的基础，产生了很大的推动力和带 动效应。使北京市成为世界上应用天然气公交车最多的城市，带来了良好的环保 效益，使北京市的优良天气达到二百多天，受到首都人民的赞赏和国家环保总局 的褒扬。由于北京的燃气公交车和出租车总数达到4 万辆以上，在2 0 0 1 年底， 获全国清洁汽车行动1 2 个示范城市总结验收第三名【3 1 。 再以西安市为例。西安市发展天然气汽车是从1 9 9 5 年起步的。1 9 9 8 年9 月 建成了第一座天然气加气站。至2 0 0 2 年底，西安市建成并运营的加气站7 座， 但没有一座母子站，共计4 1 0 0 多辆天然气公交车和出租车，面临“车多站少，加 气难”的矛盾。加气站少己成为西安市发展天然气汽车最大的“瓶颈”闯题。西安市 发展天然气汽车起步虽早，但发展缓慢。在2 0 0 t 年底，全国清洁汽车行动示范 城市总结验收中，在1 2 个示范城市中排名第1 0 位，落到了几乎要被淘汰出示范 城市的境地。 北京市和西安市天然气加气站进行对应比较，还能悟出一些道理。北京市常 规站2 座，西安7 座；北京市母站1 1 座，西安市为0 ；北京市子站3 2 座，西安 市为0 ；北京市转运拖车9 0 台，谣安市为0 。这组数据通过对比，发人深省。它 至少说明，建设什么类型的天然气加气站，对建站总量的多少和天然气汽车发展 的快慢影响极大。这就从建站思路和技术路线上，简要回答了为什么要建设天然 气母子站的问题。 其次，在建成的大中城市市区内，建设常规站同样很难。 这里有几个原因是值得我们重视的。 ( 1 ) 在天然气气化率达到一定规模的大中城市，在市区高、中压管网的节点 处开口建设常规站，从技术角度讲，应当是可行的，如北京、天津、上海、西安 2 重庆大学硕士学位论文 等大型城市；若从投资成本、站址选择等方面考虑，往往使投资者望而却步。原 因是市内建成区土地十分紧张，价格很贵，使建成成本大大增加，投资者往往难 以承受。 ( 2 ) 我国出台并执行的加气站建设标准，对安全距离的要求严格甚至苛刻。 在市区内难以找到符合标准要求的站址。据调研认为，日本和中国足世界上天然 气加气站标准最为严格的国家。日本人在世界上很多国家调研后，认为标准和技 术规范是为政府制定的政策和天然气汽车事业服务的，提出“技术标准是为人服 务的”。他们科学地、大胆地修改自己制定的严格标准，把天然气加气站建在屋 顶或地下室，以解决州地的斟难。马来西亚国家石油公司竟然把天然气加气站建 在了公司办公楼_ 层的一间房子里。4 台双枪售气机，有2 台像房子的窗户一样， 建在楼墙中。2 台建成距楼墙4 米远的墙外，与楼墙中售气机阆距约l o 1 5 米， 以便于各种n g v 车辆加气。在澳大利亚墨尔本的一座加气站，就建在高楼大厦 旁边，加气站的橇装压缩机距大楼仅5 1 0 米。新西兰首都惠灵顿的座加气子 站建在一高级大型超市的墙外边，销售柴油、汽油和l p g 、c n g 四种燃料的输 气输油软管均置于一柜之内，四根软管的间距约为5 0 6 0 公分。主人说，建站 标准是符合安全要求的，只要按规程操作，就会很安全。这说明，国外建站的安 全距离要求比我国要宽松得多，这是一种技术进步的表现。 我国在城市建成区建设天然气加气站，其安全距离，即使按照g b 5 0 1 5 6 2 0 0 2 国家标准的要求，在当前条件下也是不可能的，这就大大限制了在大中城市建成 区建设很多常规加气站的可能性。 ( 3 ) 在城区天然气管网上，建设加气母站也是不可行的。天然气母站一般占 地面积较大( 约5 亩左右) ，在城市建成区地价贵，安全距离要求严，连常规站 站址选择都很困难，更不要说占地面积较大的母站站址的选择了。 由于我国发展天然气汽车的历史相对较短，有不少城市在城市气化设计中， 并未考虑天然气汽车加气站的需要，而把用气户主要定位在居民做饭取暖、餐饮 服务业和部分工业用气上。因此，市内管网压力一般较低，这与母站要求较高的 入i s l 压力相差较大。如增加设备调节器加压至母站需要的入口压力，从技术角度 讲，很不合理；从经济角度讲，大大增加了投资和用气成本。因此，无论从技术 还是从经济角度，在市区内管网上建设母站的方寰都是不可能的。 1 1 - 3 怎样建设天然气汽车母子加气站 ( 1 ) 基本思路 改革开放二十多年来，我国大中型城市的城市建设发展很快，用地矛盾十分 突出。建设天然气母予站的站址确定，要本着合理、科学和原则，既要符合城市 的总体规划，又要符合城市建设的实际。以西安为例，天然气加气母站应建在省 重庆大学硕士学位论文 天然气公司的末站| ；f 近为宜。由于天然气末站处在城市远郊，土地价格、用气价 格较为便宜，管网输气压力高，符合母站入口压力要求，节约用气成本，建站的 安全距离易于符合国家规范。北京市建成的母站即符合上述原则。西安新批的4 座母站均规划定点在省管网的末站附近。 子站应尽可能建在已建成且占地面积较大的加油站内，这既可以节省子站用 地，减少投资，又方便天然气汽车加气。北京市在前几年建的子站，大多放在公 交车的站场加油站上。 ( 2 ) 投资与建设规模 对于一个城市来说，建多少序母站，配套多少子站，这要根据城市天然气汽 车的总量和车流分布，因地制宜。以西安为例，政府计划在2 0 0 6 年以前，建设 母站5 6 座，与母站相配套的子站3 0 座，转运拖车约6 0 台。至2 0 0 3 年6 月中 旬，西安市已规划定点母站4 座，配套子站2 4 座。目前正在办理母子站的用地 手续，其中两个母站已完成初步设计，不久即可动工兴建。上述舰划定点的母子 站一旦建成，西安的天然气汽车就会有一个大的发展。 母站的产气量究竟要多大，这要考虑投资者的资本状况和配套子站的多少。 对中小城市而言，一个母站配套3 5 个子站为宜，对大中城市而方，根据天然 气汽车状况可适当提高这一比例，以增加母子站的营运效益。 ( 3 ) 设备选择 北京市建设与营运的母子站实践表明，对于加气母站来讲，使用进口大排量 压缩机组，从设备资金投入、运行可靠性、维护成本和设备安装及土建成本等综 会成本考虑，在市场因素确定后，使用1 台大排量的进口压缩机组的运营费用较 使用多台国产机组的费用更为低廉。 对于加气于站，目前各类型国产压缩机由于入口压力一般较低，压力变化范 围较窄，用于开放式常规站是完全可以的。但用于加气子站是不适且的。目前， 国内多家单位正在开发、试制专用的子站压缩机，如获成功，就会改变我国没有 子站用压缩机设备的历史。 对于转运拖车，河北邯郸新兴石油化工机械有限公司和河北廊坊新奥集团己 研制开发成功，价格比进口的便宜，已供应市场。美国c p i 公司、南韩n k 公司 的拖车产品在国内市场电有一定的份额。 ( 4 ) 经营与管理模式 由于母子产投资较大，有经济实力的业主，既可投资建母站，电可投资建子 站。北京市的经验是母站由中国石油股份有限公司北京集输公司投资建设，子站 由北京公交公司投资建设，这也是一种好的办法。对于资金量不足的业主，可采 取联营或合作形式，这无疑是促进母子站建设的一种好办法。其关键是要掌握好 4 重庆大学硕士学位论文 母站、子站气价之差的杠杆，按照市场经济规律，运用经济手段，调节好母子站 生产与销售的供需关系。 综上所述，除北京市建成较多天然气加气母子站之外，天津市已建成l 座母 站，2 座子站：乌鲁木齐市已建成母站1 座，配套子站5 座：成都市己建成l 座 母站，2 座子站；西安市已规划定点母站4 座，予站2 4 座，有望在不久的将来建 成投产。上海也考虑建设灭然气加气母子站。随着“西气东输”工程的实现，在适 合建设天然气汽车母子加气站的城市和地区，将会建设更多的天然气汽车母子加 气站，加快天然气汽车的发展吲。 l 。2 成都市城市燃气状况 成都市天然气利用已有三十余年历史，特别是在1 9 9 6 年成都市天然气利用工 程顺利竣工后，成都市平均日供气规模达1 0 7 万标准立方米。其中，民用气5 3 2 5 万标准立方米，民用户4 4 3 0 万户，气化率8 2 6 ；工业用气3 6 - 3 i 万标准立方米； 公共用户1 3 2 3 万标准立方米；其它用气4 2 1 万标准立方。 1 2 1 气源现状 成都市煤气总公司拥有两大气源：一是中国石化新星公司西南石油局以新场 气田为丰的川西凹陷油气构造所牛产的天然气；二是中国石油西南油气分公司贯 穿川渝两省市的输气南北干线。西南石油局通过成彭管线向成都市供天然气1 0 万标准立方米；通过唐成成管线向成都市供天然气4 0 万标准立方米。西南油气 分公司由赖家坡配气站向成都供气5 7 万标准立方米。 成都市区天然气成分平均为： c l 4 ：9 1 9 1 ：c 2 h 6 ：0 0 8 ：c 3 h 8 ：0 0 3 c 0 2 ：39 8 ：n 2 ：3 7 7 ：h e ：0 2 3 基本不舍水和硫化物；相对密度：0 6 0 8 5 热值为：3 3 1 i m j 立方米。 1 2 2 城市天然气现状 目前，成都市煤气总公司在成都市区已拥有由接收站、长输管线道、门站到 市区输配气管网、储配站、调压站和与之配套的自动监测系统、后方管理设施等 一套完整的天然气输配管理系统。其基本情况如下： ( 1 ) 长输管线： 彭县一成都市区长输管线，由西北郊进入西金站，全长3 5 6 5 公里，管径d 2 1 9 7 ， 设计压力1 6 兆帕，输气1 0 万标准立方米。 唐家寺一成都市区长输管线，由城北进入红柴站，全长2 6 0 5 公里，管径 d 3 2 5 8 ，设计压力1 6 兆帕，输气4 0 万立方米。 重庆大学硕士学位论文 ( 2 ) 城市输配气管州： 全市现状输气管网按压力级制分为四级，次高压( a ) 级为1 6 兆帕，次高压 ( b ) 级为兆帕，中压为兆帕，低压为5 千帕。各级管网间由调压站或调压箱相 连。 市区输气管网布置为环状和支状相结合。主干环网主要为分布在府南河两侧 的d n 2 0 0 中压环管( 设计压力0 , 4 兆帕) ，一环路上的d n 3 0 0 高压环管( 设计压力 0 8 兆帕) 和二环路上的d n 2 0 0 中压环管f 设计压力0 , 4 兆帕) 。此外，还有贯穿 南北的d n 2 5 0 中压中心干线( 0 4 0 设计压力) ，纵贯东西的d n 4 0 0 中压东西干线( o 4 设计压力兆帕1 。以这些干线为骨架，构成了由市区向外围放射的支状千支管网及 小区环支状管网系统。主干管网全长约6 2 4 4 公里。 调压站可按进站压力分为四种：区域性次高压( a ) 中压调压站、区域性高 压( b ) 中( 低) 压调压站、区域性中低压调压站及专用调压站。全市现有高压( a ) 站3 个，分别是红柴站、西金站( 兼具门站功能) 和- - - - 河场站；高压( b ) 站有2 0 个，主要分布在一环路两侧；区域性中低压调压站1 1 0 个，作用半径为5 0 0 米， 主要分布在老城区用气负荷较集中的区域内；专用调压站有1 8 0 个；一殷是为工 厂利公共设施专门设置的，其压力级制及供气能力根据用户要求确定。 ( 3 ) 储气设施： 成都市建有三座储配站，其总储气规模为2 0 6 标准立方米。其中，第一储配 站建有一座5 4 0 0 0 立方米的低压湿式罐：塔子山第二储配站设_ 有几何容积为1 0 0 0 立方米，公称压力o 8 兆帕的高压球罐八座；西郊第三储配站设有几何容积5 0 0 0 立方米，公称压力1 2 兆帕的高压球罐三座。 ( 4 ) 智能监测系统： 1 9 9 6 年建成了一套法国引进的s c a d a 系统，实现了重要场站与监测点的自 动监控。 ( 5 ) 以卜情况见附图“成都市天然气管网平面布置图”。 1 3 课题提出的背景 成都市车用c n g 的建设已全面启动，2 0 0 2 年底建成3 5 座站。建设形式均为 常规站。这些站建成后运行状况正常，经济效益普遍较好，但是也面临一些问题。 主要问题有：一是压缩机噪音污染严重影响周边住户的工作和生活；二是在用气 高峰时期，c n g 站会和城市居民用气及工业用气发生冲突；三是站址选择受到主 管道的限制。这些因素极大地限制了城市( c n g ) 加气站的发展和普及。 针对以上问题，中石化西南石油局一下属公司在经过详细考察的基础上，产 生了建立c n g 子母加气站的构想。根据中石化西南局在成都周围的天然气资源 6 重庆大学硕士学位论文 分布状况，该公刊发展c n g 子母站的方案为：本工程拟由成都龙星天然气有限 责任公司西平配气站供气，成都市龙泉驿区西平镇距离成都市区约9 0 0 千米左 右。在西平配气站旁建设1 座c n g 加气母站，通过罐车运输供应成都市c n g 子 站用气。母站一期设计规模为7 5 0 万标准立方米，日，供5 个c n g 子站用气。在 龙泉驿建立c n g 母站，在市内建立c n g 子站，通过汽车罐车将压缩天然气运输 至备子站。 成都市压缩天然气汽车推广应用工作协调领导小组接到该单位立项申请后， 经过初步论证，同意通过建设子母站来完善成都市内c n g 加气网络，但要求进 行详细的技术经济比较，并进行可行性研究。在上述背景下，本人参与并主持了 本课题的研究1 4 】。 7 重庆大学硕士学位论文2c 常规站 2 c n g 常规站 2 1 概述 c n g 常规站是指在有天然气管网的地方，直接将天然气加压到2 5 0 m p a 向汽车充气。目前成都市的天然气管网以高中压硬级为主，高压( 设计压力 1 6 m p a ) 沿三环路成环，进入三环路以内为中压系统。目前成都市的建成区 主要分布在二环路阻内，c n g 站大部分建在三环路内，故原料天然气大部分 为中压，设计压力0 4 m p a ，运行压力通常在0 3 m p a 左右。 常规站设计规模基本上为1 5 万立方米日。 本课题以已建成的成都市草金路c n g 站为例。 2 2 站址选择与平面布置 2 2 1 站址选择 汽车用燃气加气站技术规范( c j j 8 4 2 0 0 0 ) 4 1 5 条规定，在城市建成 区内不应建一级加气站。成都市所建加气站绝大部分为二级站，储气容积小 于( 等于) 1 2 立方米。为方便使用，加气站应靠近城市交通干道或车辆出入 方便的次要干道上，但出于安全防火、环境保护的考虑。规范对贮气装置、 放散管管口和加气机与站外建、梅筑物等的间距做了明确规定。 经规划、消防同意，草金路c n g 站站址选于成都市武侯区草金路口，二 环路清水河大桥旁，占地面积2 9 8 8 平方米( 约4 5 亩) 。北临原草堂木材加 工厂，东邻零星居民主宅，西侧是规划中的苗圃，南面便是草金公路。此处 交通十分方便，是进出城中心的交通要道，车源充足，便于车辆充气1 7 3 。 2 2 2 平面布置 c n g 站设计内容为：压缩机房、控制室( 冷却水泵房) 、站房、储气井、 充装台。详“常规站总平面布置图”。 该站南面边长6 1 0 7 8 米，西面宽6 5 8 7 1 米，东面宽3 3 2 0 0 米，总占地面 积2 9 8 8 平方米。 以草金公路为轴线，距南边围墙l o 0 0 米开始布置三个加气岛，岛间距为 1 0 o o 米：距加气岛9 0 0 米平行布置站房，站房包括营业、办公、值班、厕 所等。与加气岛距离1 2 o o 米垂直布置压缩机房，控制室、冷却水泵房、储 气井；储气井距离压缩机房4 o o 米，距离站房6 0 0 米，距离西面围墙1 2 o o 米。 在站区东北角站房旁布置户外变配电站。 重庆大学硕士学位论文 2c 常规站 占地面积： 建筑面积： 道路及回车场面积： 绿地面积： 绿地率： 2 9 8 8 平方米 9 2 0 平方米 1 1 9 0 平方米 1 2 9 1 平方米 4 3 2 0 2 3 工艺流程与设备选型 2 3 1 工艺流程 ( 1 l 压缩系统 城市天然气以o 3 兆帕接进站，经过滤、计量后，进入缓冲罐；再进入压 缩机加压至2 5 兆帕；加压后的气体经再生干燥器，程控阀组进入储气罐，储 气罐分为高、中、低三组，按1 ：1 ：1 配置：当供汽车充气时，按低、中、 高三组压力依此通过售气机向车辆充气，在汽车钢瓶内压力达到2 0 兆帕时关 闭充气阀门；当储气罐内气体压力低于设定下限值时程控阀门组自动开启， 压缩机以高、中、低为序向储气罐充气直至到设定上限值：在储气罐压力均 低于设定下限时，压缩机直接为汽车充气。储气罐补充充气下限值为：低1 2 兆雌，中1 8 兆帕，高2 2 兆帕。 为了保证车用天然气质量，在压缩机前气体管路上设置硫分析仪；在深 度脱水装置后设置微量水分析仪。 ( 2 ) 再生系统 采用后置高压蒋生：压缩后的天然气经深度脱水装置深度脱水以达到5 5 度的露点，深度脱水装置填料饱和后需用天然气再生。本设计为安全、稳定、 连续再生直接取低压储气罐净气经稳压器后进入深度脱水装置，再生气经 分离计量后回于调压器前，可以两计量器之差值结算用气量。稳压器后压力 取0 4 兆帕。 ( 3 ) 工艺冷却水系统 工艺冷却水采用循环系统，冷却水泵抽冷却水塔存水盘中水供压缩机冷 却之用，回水经冷却塔冷却后回于水盘。本设计中将冷却塔设于冷却泵房屋 顶，冷却水补充通过浮球阀控制。冷却循环水需经自动式水处理设备进行软 化处理，以保证冷却水管路不结垢。 ( 4 ) 排污回收系统 根据操作规程，压缩机、干燥器每隔半小时排1 次污，在排污过程中有 大量天然气随之跑出，其量占加气量的1 一3 。为回收这部分气，站内设排 污分离罐1 个，将所排污水与天然气进行分离，天然气回收至压缩机前，污 9 重庆大学硕士学位论文2 州g 常规站 水定期排入污水存放罐或污水池。 2 3 2 设备选型 ( 1 ) 压缩机 1 5 万标准立方米规模c n g 站，在正常情况下压缩机工作时间应按1 2 1 4 小时计算，则要求压缩机小时总排量为1 2 5 0 1 0 0 0 标准立方米。本工程选用 自贡高压容器厂生产的l 1 0 3 2 5 0 天然气压缩机2 台，单台最小排置6 0 0 标 准立方米。采用双机并用方式，总运行小时数1 3 小时，可满足本设计要求。 该机的控制系统可对进气压力，各级排气压力、放空卸载、自动排污、水压 及故障等进行显示、监测、撒警、保护和自动控制。 该型压缩机主要技术参数如下： 型号：l 1 0 3 2 5 0 型式：l 型两列四级水冷式 介质：天然气( h 2 s 立o 毫克，标准立方米) 进气压力：1 0 兆帕( 表压) 进气温度： 3 0 摄氏度 排气温度： 1 6 0 摄氏度( 冷却前) ；4 0 s 摄氏度( 冷却后) 排气压力：2 5 兆帕( 表压) 供气量( 标准状态) ：6 0 0 标准立方米 冷却水消耗量：s 1 8 吨川、时 冷却水进水温度： 3 5 度 轴功率： 1 2 0 0 标准立方米4 , 时 再生耗气量：为工作气量5 处理后的压缩天然气露点温度( 常压) ： 2 5 年。 ( 5 ) 加气机： 压缩机排量恒定，而加气车辆、车型多变，且加气时间不连续，加气量 不稳定，因而加气机的加气量应大于压缩机的排量。在本设计中，加气枪理 论加气时间比压缩机的运行时间少3 5 小时，用以补偿小型车辆的加气或加 气间断时间。本工程采用6 个标准公交车饭，使用双枪售气机3 台，该售气 机主要技术参数为： 量程范围：7 0 7 0 0 公斤d 时 最大工作压力：2 5 兆帕 使用温度：2 0 5 0 度 ( 6 ) 主要设备材料 主要设备材料见下表： 表2 1 主要设备和材料 序号名称规格型号单位数量备注 1天然气压缩机l 一10 居一2 5 02自贡高压容器厂 2 深度脱水装置 l ，1 2 0 0 a1 自贡高压容器厂 3储气井v - - - 20 m a ，p n 3 2 m p a口6 4 缓冲罐v = 3 0 m 3 ，p n 06 m p a 1 成都案均锄掰咯厂 5分离器d 8 0 0 j n l 6 m p a1 成部誊妇| 阎翳珞厂 6 排污罐 v = 10 m 3l成部富髂蟓黼 7 程控阕组 b r a y - - 1 0 套 1 合资 8售气机双枪3国产 9 于动单梁悬挂起重机s d x q 3 l重庆第二起重机厂 1 0防爆轴流风机b 3 0 _ 4 ，0 5 5 k w3 1 1 调压计量柜套 l 舍讨量过瞎 重庆大学硕士学位论文2d g 常规站 续上表： | 1 2i 微量水分析仪h z 3 3 2 l a套t化工部旬崭插惭 i 1 3 l 硫分析仪套l | 1 4l 水处理设备套 l i 1 5 i 2 3 3 管道、管件及阀门 ( 1 ) 管道 高压管道( 经压缩机压缩后的工艺管道) 采用s s 3 1 6 不锈钢管，其技术 性能符合g b 5 3 1 0 的规定。 低压管道( 压缩机前的工艺管道) 采用尤缝铡管，材质为2 0 # 铡，其技 术性能符合g b 8 1 6 3 的规定。 ( 2 ) 管径计算 根据计算公式： q 。v s 其中q 流量( 标准立方米秒) v 一流速f 米，秒) s - - - 一流通面积( 平方米) 经计算，压缩机前进气总管管径为d 1 0 8 x 5 ， 压缩机后出口总管管径为d 2 2 3 ( 3 ) 管件 高压管路上管道、管件采用卡套与焊接相结合的连接方式：低压管路则 采用焊接。高压管件均选用美国b r a y 高压不锈钢管件。 ( 4 ) 阀门 c n g 站工艺管路系统压力高，危险性大，阀门选择至关重要。国产高压 阀门由于材质原因，使用寿命短，难免泄漏。本设计选用美国b r a y 高压不 锈钢阀门，价格适中，质量有保障。 ( 4 ) 管道防腐： 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( 包括地沟内管道、支架) 采用氯磺化聚乙烯防腐涂料，作法为：底漆两道，中间漆两道，面漆两道， 面漆色彩：压缩机前工艺管道为绿色，阀体为黑色，阀门手柄为红色，安全 放散系统为红色，排污管为黑色，其余管道为银灰色。 重庆大学硕士学位论文2c n g 常规站 2 4 公用工程 2 4 1 建筑、结构 ( 1 ) 建筑工程主要内容 生产性建筑主要是根据生产工艺的要求设置，并按照有关安全生产的规 范、规程进行设计，其主要内容包括：压缩机房、控制室( 冷却水泵房) 、站房、 加气岛罩棚等。 ( 2 ) 结构设计及基础设计 本工程中所有建、构筑物均按永久性建构筑物设计。抗震按7 度地区抗 震设计。 压缩机房、控制室为单层钢筋混凝土框架结构；充装台罩棚为网架结构； 站房为三层钢筋混凝土框架结构；以上建筑基础形式均采用独立基础，耐火 等级为二级。 ( 3 ) 土建工程主要内容 土建工程主要内容见下表： 表2 2 土建工程主要内容 序号名称单位数量结构形式基础形式备注 l 压缩机房米2 1 3 6 0 8 框架结构独立基础 2 控制间( 冷却水泵房)米2 3 1 5 9 框架结构独立基础 3 站房米2 4 4 0 0 0 框架结构独立基础 4 充装台棚来2 3 1 2 0 0网架结构独立基础 2 4 2 电气工程 1 ) 供电工程设计范围 电气设计以电源进线终端杆为界，包括c n g 站备子项的动力、照明、电 气控制以及配管罐区、备建构筑物的防霄防静电及接地保护。 ( 2 ) 供电电源： 按二娄用电负荷设计，主电源由就近1 0 k v 电网t 接，架空弓l 入站内1 0 k v 终端杆，经跌落熔断器及避雷器保护后，以电缆进线方式引入户外箱式变配 站，另由就近公用变电站以电缆方式引一路o 4 l k v 0 2 3 k v 低压电源作为备 用电源。以满足主电源停电时消防用电及检修的需要。 ( 3 ) 负荷计算 重庆大学硕士学位论文2c n g 常规站 站内用电设备安装容量为：2 9 3 k w ，计算负荷为3 6 1 5 k v a 。选用干式变 压器s c 9 ( b ) 4 0 0 k v a 10 k v 0 4 k v 一台。 “) 电气设计 主路电源与备用电源互为备用，手动切换，o 4 k v 0 2 3 k v 低压系统采用 单母线电缆放射型式，主要设备电机采用降压动方式。电容补偿在低压母线 一k 集中自动补偿，补偿后功率因素达o ，9 0 以上。各电气设备控制采用就地。集 中相结合，并留出p l c 自控端口，便于操作、检修及控制升级。 防爆区域内的所有电气设备选用二级以上防爆电器，进入防爆区域的各 类电缆采用阻燃电缆，管接件均采用防爆器件。 防爆区域内设置一定数量的可燃气体检测装置，并在控制间实现声光报 警，并通过通信网可直接将信息送至城市消防信息网。 ( 5 ) 防雷防静电及接地保护 防雷接地按规范所按二类防雷标准设计。接地保护防雷及防静电共用一 套接地装置，接地系统采用t - n s 系统，其接地电阻应小于3 欧。 ( 6 ) 主要设备 主要设备见下表： 表23 电气工程主要瑷备 序号名称规格型号单位数量备注 l户外箱式变电站z b w l o 4 0 0 k v a l o k v ，o 4 k v套i 2l o k v 终端杆套l 3动力箱只2 4照明箱 只 2 5就地控制柜只 1 i 6可燃气体报警器 套 2 4 3 给水排水 ( 】) 给水 给水包括消防用水与生产生活用水。在现有城市给水管开口接d n l 0 0 管 线引入c n g 站。站内设两套s s l 0 0 1 6 消火栓。生产生活用水量按3 吨日考 虑。 ( 2 ) 雨水 c n g 站站内雨水利用道路边沟排入城市雨水系统。 ( 3 ) 污水 生活污水经化粪池处理后直接排入站外的市政污水管道，管径为d n 3 0 0 。 重庆大学硕士学位论文2c n g 常规站 少晕生产污水通过处理后排入站外的市政污水管道。 ( 4 ) 主要工程量 主要工程量见下表： 表2 4 给排水工程主要工程量 丑l b l e24m a i nc o n t e n t so f f e e d w a t c ra n dd r a mw o r k 序号名称援格数量 1 塑料排水管 d n 3 0 0洲 2 塑料给水管 d n l 0 01 删 3 化粪池 5 鼻1 座 4水表井m 】0 0 0 1 座 5 污水井 中6 0 01 座 6 消火栓 s s l o m 1 62 个 2 5 人员编制 根据建设部( 8 5 ) 城劳字第5 号关于城市各行业编制定员试行标准 的有关规定，结合本工程规模，充分考虑市场经济体制的要求，站内配各工 作人员2 0 人，其中站长1 人，维修人员2 人，值班人员1 4 人，保安及后勤 人员各1 人。站内设专职设备维修人员1 人，值班人员上班时负责营业、加 气及设备的例行保养。 2 ，6 投资估算 2 6 1 编制依据 1 ) 本工程估算工程量依据设计院提供的方案图纸、文字说明及有关资料 计算。 ( 2 ) 定额依据：土建套用全国市政工程估算指标和s g d 3 一 2 0 0 0 年四 川省市政工程计价定额：安装采用s g d 5 2 0 0 0 n 年全国统一安装工程预算 定额“四j i f 省估价表”。 ( 3 ) 主材采用2 0 0 1 年建筑经济技术信息最新价格，设备安装价格按现 行出厂价格另加1 0 运杂费计算。 ( 4 ) 取费标准 按s g d 7 2 0 0 0 年四川省建筑工程费用定额计取。 ( 5 ) 其他取费标准 a ) 、土地征用费按5 0 0 万元计列： b ) 、建设单位管理费：按第一部分费用的2 计取； c 1 、生产人员培训费按设计定额的6 0 计算，培训期为6 个月，培训费 重庚太学硕士学位论文2c n g 常规站 为6 0 0 0 元人； d ) 、办公及生活家具购置费按设计定员1 0 0 0 元人计算； e ) 、联合试运转费按第一部分费用设备、安装之和的1 5 计取； f ) 、工程监理费按第一部分费用的27 计算； g ) 、研究调试费暂按5 万元计算； h ) 、勘察设计费按第一部分费用的3 o 计算： 哦预算编制费按设计费的1 0 计取： i ) 、基本预备费按第一、第二部分费用的8 计算； k ) 、铺底流动资会按流动资会额的3 0 计算。 ( 6 ) 本工程资金来源全部为企业自筹。 2 6 2 投资估算 投资估算见f 表： 表2 5c n g 常规站工程投资估算表( 单位：万元) 序号项日名称建筑工程设备安装工程其他合计 工程第一舔分费用 1 0 3 7 l3 0 2 瑚4 嘣锕4 日垃4 1总平面3 3 4 26 9 8 0】4 5 01 1 7 7 2 2乐缩机房、储气罐区1 6 3 31 9 5 9 01 5 1 12 2 7 3 4 3充气台棚1 5 6 01 5 6 0 4 站房( 变配电室) 3 5 2 03 5 2 0 5 控制间 3 1 63 1 6 6 压缩机房、泵房给排水 重9 04 7 39 6 3 7 电气工程 3 2 0 01 3 您4 5 7 2 8 绿化工程 3 8 73 8 7 9三通一平2 0 02 0 0 工程第二部分费用 5 s 旺8s 受泣8 l土地征用费5 0 0 j d o5 0 0 0 0 2建设单位管理费9 2 09 2 0 3联合试运转费5 2 65 2 6 6 6 4 研究调试费 5 0 05 0 0 5人员培训费7 2 07 2 0 6 办公家具购置费 2 0 02 0 0 1 6 重庆大学硕士学位论文2l n g 常规站 续上表： 7勘察设计费1 3 8 l1 38 l 8 预算编制费 l r 3 81 _ 3 8 9工程监理费1 2 4 31 2 4 3 工程预备费 8 1 r 3 28 1 3 2 四工程静杏总投资 1 0 3 7 l3 0 2 朋4 8 0 66 铂描71 0 9 7 8 4 五哺底