天然气加气站可行性研究报告.doc

目目 录录 1 总总 论论 1 1 1 项目概况 1 1 2 编制要求和原则 4 1 3 技术路线确定 6 1 4 气源情况 8 1 5 主要技术经济指标 10 2 市场分析市场分析 12 2 1 用户概况 12 2 2 市场预测 12 2 3 承受能力分析 14 2 4 市场风险 15 3 选址区域自然地理状况选址区域自然地理状况 17 3 1 基本概况 17 3 2 自然地理条件 17 3 3 交通概况 18 4 站址及总图运输站址及总图运输 20 4 1 站址选择原则 20 4 2 站址确定 20 4 3 总平面布置 20 4 4 道路及出入口 21 4 5 围护设施 21 4 6 排水及竖向设计 22 4 7 绿化 22 4 8 主要技术经济指标 22 5 工艺方案工艺方案 23 5 1 技术参数 23 陕西省燃气设计院 2 5 2 工艺流程 24 5 3 装置布置 26 5 4 设备选型 27 5 4 主要工程量 39 6 仪表及自动监控系统仪表及自动监控系统 42 6 1 设计依据的规范及设计原则 42 6 2 设计范围 42 6 3 控制系统要求 43 6 4 仪表选型 44 6 5 安全技术措施 45 6 6 仪表的防护措施 45 6 7 动力供应 46 6 8 自控设备材料表 46 7 公用工程公用工程 48 7 1 建 构 筑物设计 48 7 2 电气设计 50 7 3 通信通信 57 7 4 给排水设计 58 7 5 热工与暖通 61 8 消防设计专篇消防设计专篇 65 8 1 防火设计依据 65 8 2 工程概况 65 8 3 危险性分析 67 8 4 防火安全设计 71 8 5 事故紧急预案 77 9 环境保护专篇环境保护专篇 79 9 1 设计依据 79 9 2 工程概况 79 陕西省燃气设计院 3 9 3 生产过程污染物分析 80 9 4 设计中采取的防治措施及预期效果 81 9 5 站区绿化 82 9 6 环境评价 82 10 劳动安全卫生专篇劳动安全卫生专篇 83 10 1 设计依据 83 10 2 工程概况 83 10 3 建筑及场地布置 84 10 4 生产过程中职业危险 危害因素分析 85 10 5 劳动安全卫生防范措施 85 10 6 安全条件论证 87 10 7 劳动安全卫生机构 88 10 8 专用投资估算 88 10 9 项目劳动安全卫生结论 89 11 节能节能 90 11 1 工艺流程简述 90 11 2 能源消耗 90 11 3 能源供应状况 90 11 4 主要耗能的部位及能源种类 91 11 5 主要节能措施 91 11 6 节能评价 92 12 组织机构及定员组织机构及定员 94 12 1 组织机构设置 94 12 2 劳动组织及定员 94 12 3 人员培训 95 13 项目实施进度项目实施进度 96 13 1 项目实施原则 96 13 2 实施计划 96 陕西省燃气设计院 4 14 投资概算投资概算 98 14 1 工程概况 98 14 2 编制依据 98 14 3 取费说明 99 14 4 工程建设总投资及投资构成分析 99 14 5 资金来源及资金使用计划 100 14 6 附表 101 15 财务分析财务分析 102 15 1 财务分析的范围 依据和方法 102 15 2 评价参数和基础数据 103 15 3 总成本费用估算 104 15 4 收入 税金及利润估算 105 15 5 财务分析 106 15 6 不确定性分析与风险分析 108 15 7 风险分析 111 15 8 财务评价分析结论 112 16 结论及建议结论及建议 114 16 1 结论 114 16 2 建议 115 16 3 施工图设计前需解决的问题 116 17 附表 附件 附图附表 附件 附图 117 17 1 附表 117 17 2 附件 117 17 3 附图 118 1 总总 论论 1 1 项目概况项目概况 1 1 1 建设单位建设单位 中海油 X 新能源有限公司 1 1 2 项目名称项目名称 X 市禅城区城北天然气加气站 1 1 3 建设规模建设规模 本站为 LNG 及 L CNG 合建站 给车辆提供车用天然气清洁燃料 设计规模 LNG 部分为 20000Nm3 d CNG 部分为 10000Nm3 d 总加气规模 30000Nm3 d 站内主要工艺设备包括 2 台全容积 60 m3的 LNG 低温卧式储罐 2 台潜液泵 2 台高压柱塞泵 1 台 EAG 加热器 1 台增压器 4 台 LNG 加注机 4 台 CNG 加气机 2 台高压气化器 1 个顺序控制盘和 3 个储气井 1 1 4 建设单位概况建设单位概况 中海油 X 新能源有限公司是中海石油气电集团有限责任公司和 X 市汽车运输集团有限公司联合组建的合资公司 股权比例 中海油占 60 汽车运输集团有限公司占 40 主要职责是负责 X 市天然气加 注站项目的投资 建设和运营 为 X 市推广汽车新能源提供清洁能源支 持服务 佛山市禅城区城北天然气加气站可行性研究报告 代初步设计 工程编号 LNG1070 陕西省燃气设计院 2 1 1 5 项目目标项目目标 本项目通过 X 市部分营运出租车辆以及汽运集团部分公交车辆先期 使用清洁燃料天然气 并在 X 市逐步推广示范经验 为整个 X 市车辆 大规模清洁化开辟一条健康之路 并落实节能减排的国策 使市区环境 效益最佳化 经济效益最大化 1 1 6 项目建设的必要性及意义项目建设的必要性及意义 1 1 6 1 项目建设的必要性 1 长期以来 公路运输车辆以汽油 柴油为燃料 在世界性的石 油紧张 油价不断上涨的严峻现实下 发展天然气运输车辆 减少对石 油的依赖 实现能源的多元化 有利于我国的能源安全 有利于我国国 民经济的可持续发展 2 天然气是一种优质 高效 经济的清洁能源 运输车辆通过使 用天然气代替燃油 可有效降低排放污染 改善环境质量 调整交通运 输设备能源结构 降低能源成本 提高经济效益 我国政府早在 十五 期间已经开始实施 清洁汽车行动 X 市也相继出台了一系列治理机动 车辆排放污染的地方法规 3 通过本项目的建设过程 探索适合 X 市实际情况的先进技术 积累工程建设的经验 可以为全市大规模建设天然气汽车加气站 全面 发展清洁能源汽车创出一条健康之路 1 1 6 2 项目建设的意义 1 建设天然气加气站 推广清洁燃料是治理机动车排放污染 改 善环境质量 打造绿色城市的需要 佛山市禅城区城北天然气加气站可行性研究报告 代初步设计 工程编号 LNG1070 陕西省燃气设计院 3 根据有关资料统计 城市大气环境污染 60 来自机动车辆的尾气排 放 公路路网的大气环境污染 100 来自机动车辆 由机动车尾气而导 致的大气污染已严重影响居民健康并制约经济持续快速的发展 建设天然气汽车加气站是治理机动车辆排放污染 改善大气环境质 量的有效举措 是落实我国政府建立资源节约型 环境友好型城市的重 要举措 出租车辆和公交车辆通过使用天然气燃料 汽车尾气综合排放与燃 油车辆相比可下降 80 这可使城市区域的大气环境得到明显的改善 为建设山川秀丽 蓝天碧水的新城市做出很大贡献 2 建设天然气加气站 发展天然气能源产业是调整能源结构 实 现能源战略安全的重要举措 长期以来 各类车辆均以汽油 柴油为燃料 在世界性的石油紧张 价格一路飙升的严峻现实下 发展天然气汽车 减少对石油的依赖 实 现能源多元化 有利于我国的能源安全 有利于我国国民经济的可持续 发展 3 建设天然气加气站 发展天然气能源产业符合国家产业政策 发展天然气能源产业的经济效益显著 随着天然气汽车和天然气加 气站的运行 将带动与天然气汽车相关的机械制造 汽车 低温贮运 电子电器 仪器仪表 新工艺 新材料 试验检测以及教育培训业等行 业的发展 使天然气汽车的推广应用成为龙头 创造上万个就业机会 促进社会经济的发展 汽车行业是用油的大户 也是城市大气污染的主要制造者 对全国 的节能减排具有着重要影响 天然气是 十一五 期间的汽车节能减排 的首选代用燃料 燃气汽车替代燃油汽车是 纲要 提出的优先发展主 佛山市禅城区城北天然气加气站可行性研究报告 代初步设计 工程编号 LNG1070 陕西省燃气设计院 4 题 节能减排是全面落实科学发展观的重要举措 对加快建设资源节约 型 环境友好型社会具有重大意义 4 建设天然气加气站 发展天然气能源产业是运输业经济效益最 大化的途径之一 天然气作为汽车燃料 其费用与燃油费用相比要节约 20 30 以 气代油的经济效益较为可观 同时天然气是一种高辛烷值燃料 辛烷值 是评定燃料性能的一项重要指标 汽车使用高辛烷值的燃料时 发动机 不易出现爆震燃烧现象 这对延长发动机的寿命 提高发动机压缩比是 十分有益的 1 1 7 项目示范效应项目示范效应 天然气加气站的技术和建设在我国处于发展阶段 通过本项目建设 过程 积累工程建设的经验 为整个 X 市逐步建设天然气加气站 全面 发展清洁汽车创出一条健康之路 为全面治理机动车辆的排放污染 打 造绿色 X 做出贡献 1 2 编制要求编制要求和原则和原则 1 2 1 编制范围编制范围 本报告编制范围为本项目的站内工程设计 具体如下 全站总图 全套工艺装置的工艺 设备布置 配管 与工艺装置配套的公用工程如给排水 消防 电气 通信 自 控 暖通等 全站土建 佛山市禅城区城北天然气加气站可行性研究报告 代初步设计 工程编号 LNG1070 陕西省燃气设计院 5 1 2 2 编制内容编制内容 根据建设单位要求和 建设部市政公用工程 燃气 设计文件编制深 度规定 X 市禅城区城北天然气加气站可行性研究报告 代初步设计 主要内容有 1 研究 X 市营运出租车辆和公交车辆使用清洁燃料的技术路线以 及建设 LNG L CNG 合建站的可行性 对本项目作出建议 2 研究该 LNG L CNG 合建站的工艺技术方案 3 对本项目作出投资估算 概算和效益评价 4 结合初步设计深度要求 给出工艺流程 总平面布置等图纸及 主要设备材料表 1 2 3 编制原则编制原则 1 符合 X 市规划部门的要求 做到合理规划 合理布局 统筹兼 顾 2 严格执行国家现行设计规范 贯彻国家消防 环境保护 劳动 安全及工业卫生的有关法规 3 积极采用国内外成熟的新工艺 新技术 新设备 新材料 借 鉴已建成 LNG L CNG 汽车加气站的成功经验 保证工程工艺技术的 先进性 可靠性 安全性 经济性 使工程整体建设达到目前国内先进 水平 4 设计中尽一切努力节能降耗 在工艺流程和设备方面 采用先 进的节能降耗工艺和设备 减少对水 电等动力的消耗 以达到国家有 关节能减排的要求 5 美化环境 创建良好的工作环境 佛山市禅城区城北天然气加气站可行性研究报告 代初步设计 工程编号 LNG1070 陕西省燃气设计院 6 1 2 4 遵循的主要标准规范遵循的主要标准规范 1 汽车加油加气站设计与施工规范 GB50156 2002 2006 年版 2 加油加气站建设项目设计手册 中国海油 2006 年版 3 建筑设计防火规范 GB50016 2006 4 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 GB50058 92 5 建筑物防雷设计规范 GB50057 94 2000 年版 6 化工企业静电接地设计规范 HGJ28 2000 7 液化天然气 LNG 生产 储存和装运 GB20368 2006 1 2 5 参考规范参考规范 车载燃料系统规范 NFPA52 1 3 技术路线确定技术路线确定 1 3 1 车辆的适用性车辆的适用性 由于液化天然气单位体积能量较压缩天然气高 所以在车辆气瓶容 积有限的情况下 LNG 适合运距相对较长 耗能大的车辆 比如公交车 辆 CNG 适合运距短 耗能小的车辆 比如出租车 本项目主要服务对 象为出租车辆和公交车辆 根据车辆各自的特点 使用 LNG 给公交车 辆加气 使用 CNG 给出租车辆加气 1 3 2 天然气作为车载燃料的经济性天然气作为车载燃料的经济性 城市交通车辆使用天然气作燃料 每年的燃料费可节约 20 30 以气代油的经济效益较为可观 佛山市禅城区城北天然气加气站可行性研究报告 代初步设计 工程编号 LNG1070 陕西省燃气设计院 7 对于 LNG 或 L CNG 加气站来说 利用 LNG 的物性特点 无需再 加工 LNG 加注部分只是用潜液泵简单加压灌注 L CNG 部分利用高 压柱塞泵加压 空温式高压气化器加热气化后给车辆加注 比一般的 CNG 加气站运行成本低 1 3 3 天然气的安全性天然气的安全性 天然气的燃点为 650 比汽柴油 液化石油气 LPG 的燃点高 点火性能也高于汽柴油和 LPG 天然气的爆炸极限为 4 6 14 57 且 密度很低 只有空气的一半左右 稍有泄漏即挥发扩散 而 LPG 的爆 炸极限为 2 4 9 5 燃点为 466 且气化后密度大于空气 泄漏后不 易挥发 汽油爆炸极限为 1 0 7 6 燃点为 427 柴油爆炸极限为 0 5 4 1 燃点为 260 由此可见 在某种意义上天然气比 LPG 汽油 柴油更安全 1 3 4 天然气的环保性天然气的环保性 天然气本身属洁净能源 本工程的原料 LNG 为液化后的天然气 天然气在液化过程中 由于工艺及设备管道的要求 一些有害物质如 水 硫 汞 COS 等脱除的更为纯净 所以 LNG 比管输气态天然气更 为洁净 通过加气站供给受气车辆的天然气不用经过任何再加工 只是 经过简单物理变化 无任何 三废 物质 正常时介质在密闭的系统内运 行 不产生任何污染物 与燃油车相比 天然气汽车的尾气排放中二氧 化碳的量大大减少 有害物排放量降低约 80 被称为真正的环保汽车 综上所述 X 天然气加气站技术路线是 在 X 市建设一座 LNG L CNG 合建站 主要为城市部分营运出租车以及汽运集团公交车 佛山市禅城区城北天然气加气站可行性研究报告 代初步设计 工程编号 LNG1070 陕西省燃气设计院 8 辆提供清洁燃料 使 X 市部分城市交通车辆先期清洁化 1 4 气源情况气源情况 在 X 市周边拥有 珠海液化天然气项目 大鹏 LNG 接收站 和 正在筹建的 珠海金湾 LNG 项目 等天然气资源的有利条件 结合 X 市所处的地理位置和本项目气源需求的实际情况 确定本项目在中短期 内选择 珠海液化天然气项目 作为项目的 LNG 主气源 选择 大鹏 LNG 接收站 作为项目的 LNG 辅助气源 珠海金湾 LNG 项目 建成 投产后 可选择作为项目的中长期 LNG 主气源 选择 珠海液化天然 气项目 作为项目的中长期 LNG 辅助气源 1 广东珠海液化天然气项目 中国海油利用南海番禺 30 1 和 34 1 气田天然气资源 建设的第一 套天然气液化装置 位于广东省珠海市横琴岛 液化能力约 2 亿方 年 LNG 产量约 14 万吨 年 于 2008 年上半年建成投产 该项目将为本项 目加气站用气提供保障 珠海液化天然气项目气源参数见下表 液化天然气组分表液化天然气组分表 体积百分比体积百分比 表 1 1 序 号项目数值备注 一组 分含 量 体积 1甲烷87 51 2乙烷12 09 3丙烷0 21 4氮气0 15 5其它0 04 二特性数 值 佛山市禅城区城北天然气加气站可行性研究报告 代初步设计 工程编号 LNG1070 陕西省燃气设计院 9 1低热值 MJ Nm3 39 44 2高热值 MJ Nm3 43 62 3气相密度 kg Nm3 0 791 4液态密度 kg m3 457 4 2 广东大鹏 LNG 接收站 以中国海油为主要股东的广东大鹏 LNG 接收站是我国第一个引进 LNG 的重点能源项目 该项目于 2003 年开工建设 2006 年 6 月 28 日 一期工程建成投产 一期规模 370 万吨 年 与之配套的广东大鹏 LNG 槽车分销项目计划于 2007 年年底建成投 产 将成为 X 加气站项目的辅助气源 大鹏 LNG 接收站气源参数如下表 液化天然气组分表液化天然气组分表 体积百分比体积百分比 表 1 2 序 号项目数值备注 一组 分含 量 体积 1甲烷91 46 2乙烷4 74 3丙烷2 59 4正丁烷0 54 5异丁烷0 57 6异戊烷0 01 氮气0 09 二特性数 值 1低热值 MJ Nm3 39 67 2高热值 MJ Nm3 43 82 3气相密度 kg Nm3 0 802 4液态密度 kg m3 456 5 佛山市禅城区城北天然气加气站可行性研究报告 代初步设计 工程编号 LNG1070 陕西省燃气设计院 10 5运动粘度 m2 s 21 85 10 6 6华白指数53 28 爆炸上限 20 14 57 7 爆炸下限 20 4 60 以上天然气气质符合 天然气 GB17820 中二类气质标准 满足 城镇燃气设计规范 对天然气质量的要求 并可判定其属 城市燃气 分类 GB T13611 中 13T 基准气的可互换燃气 以上天然气气质符合 液化天然气的一般特性 GB T19204 及 车用压缩天然气 GB18047 的规定 1 5 主要技术经济指标主要技术经济指标 主要技术经济指标表主要技术经济指标表 表 1 2 序号指标单位数量备注 1生产规模 2 0LNG 1 1加气能力万 Nm3 d 1 0L CNG 1 2年工作天数天360 2原料 2 1进气万 Nm3 a1080 3公用动力消耗量 3 1新鲜水t a2527t 3 2年耗电量万 kWh a50 3 万 kW h 4定员人20 5加气站占地面积m23875 1 6建设项目总投资额万元1351 89 6 1建设投资万元1248 41 6 2建设期贷款利息万元27 96 6 3流动资金万元75 51 佛山市禅城区城北天然气加气站可行性研究报告 代初步设计 工程编号 LNG1070 陕西省燃气设计院 11 7年均销售收入万元741 66 8年均总成本费用万元640 75 9年均利润总额万元91 83 10财务评价指标 10 1所得税前财务内部收益率 9 77 10 2所得税后财务内部收益率 8 43 10 3所得税前财务净现值万元205 18 10 4所得税后财务净现值万元45 92 10 5税前投资回收期年10 02 10 6税后投资回收期年10 58 10 7资本金财务内部收益率 11 12 10 8资本金财务净现值万元71 13 11借款偿还期年9 25 12盈亏平衡点 83 96 2 市场分析市场分析 2 1 用户概况用户概况 本项目主要为 X 市营运出租车辆以及汽运集团内公交车辆提供清洁 燃料 为响应节能减排 优化能源结构 建设绿色城市的号召 鉴于中海 石油独有的 LNG 能源优势 建设方拟先期在 X 市建设一座 LNG L CNG 合建站 为出租车和汽运集团内公交车辆提供清洁燃料 首先使 X 市部分交通车辆先期清洁化 同时为整个 X 市机动车辆的大规模清洁 化起示范带头作用 2 2 市场预测市场预测 随着经济和社会的发展 我国已成为能源消费大国 从 1993 年起 我国已成为石油净进口国 能源短缺也威胁到国家的战略安全 由市场 供需矛盾而引发油品短缺及价格波动 特别是近几年 随着市场需求量 大规模的增加 这种矛盾更加突出 近年来 X 市机动车保有量增长迅速 机动车尾气含有上千种化学 物质 如一氧化碳 氮氧化合物和碳黑等 都会对空气造成严重污染 根据 X 市城区空气质量自动监测系统数据显示 市区环境空气中的首要 污染物为氮氧化合物和碳黑 这表明机动车排放已成为 X 市空气质量恶 化的最大污染源 随着经济的发展和汽车保有量的高速增长 X 市面临 汽车能源需求和环境保护的双重压力 因此 将天然气加气站纳入 X 市 推广汽车新能源的计划 减轻对油品的依赖是调整 X 市能源结构的战略 需要 使用天然气作为车用燃料具有以下优势 符合国家节能减排政策 佛山市禅城区城北天然气加气站可行性研究报告 代初步设计 工程编号 LNG1070 陕西省燃气设计院 13 属于国家扶持的朝阳产业 能充分利用中海石油的气源协调及技术管 理优势 为项目提供持续 可靠 充足的清洁能源供应 天然气作为 车用燃料还具有无比的价格优势 广东省 X 市下辖五个区 禅城区 南海区 顺德区 三水区和高 明区 目前 X 市只有禅城区 南海区府所在地的桂城街道以及禅城 南海 顺德三区交汇处的新城区 该三个区域一下简称 禅桂新 区域 有公交车和出租车使用天然气 而顺德区 高明区和三水区尚未推广使 用 为发展绿色环保和清洁能源的 LNG 公交车 X 市汽运集团已投放 120 辆 LNG 公交车 并且今后将会陆续增加 LNG 公交车和客运车辆 根据调查 至 2010 年底 X 市 禅桂新 区域拥有 LNG 公交车 343 辆 CNG 出租车 1534 辆 预计至 2013 年 禅桂新 区域拥有 LNG 公交车 1000 辆 CNG 出租车 2200 辆 由于顺德区 高明区和三水区尚未推广 使用天然气 随着禅城区天然气车辆使用后良好效果的辐射和影响 估 计该三个区使用 CNG 出租车数量可能达到 400 辆左右 LNG 公交车数 量达 500 辆左右 结合 X 市天然气加气站的发展现状 加气站数量和加气能力明显不 足 可知 X 市天然气行业的发展方兴未艾 天然气车用燃气市场前景广 阔 本项目建成后将会促进天然气燃料车辆的大力发展 对市场发展十 分有利 本项目建成后不会对该行业产生很大的冲击 市场竞争也不会 很激烈 2 3 承受能力分析承受能力分析 用户对车用天然气价格的承受能力取决于其替换燃料 主要为汽油 佛山市禅城区城北天然气加气站可行性研究报告 代初步设计 工程编号 LNG1070 陕西省燃气设计院 14 和柴油 的价格 根据热值等价的原则 可推算出车用天然气价格 汽 油热值为 45 2MJ kg 密度为 0 743kg L 即汽油热值为 33 58MJ L 柴 油热值为 42 6MJ kg 密度为 0 840kg L 即柴油热值为 35 78MJ L 天 然气热值以 31 4MJ Nm3计 由此可以推算出 在热值相等的情况下 1L 汽油相当于 33 58 31 4 1 07Nm3天然气 1L 柴油相当于 35 78 31 4 1 1Nm3天然气 由此可知 若柴油价格以 6 1 元 L 计 用户可承受 1Nm3天然气价 格最高为 6 1 1 1 5 55 元 按照发改电 2010 211 号 1Nm3天然气最高 售价为 6 1 0 75 4 575 元 比用户可承受的最高价格 5 55 元还要低 0 975 元 若气油价格以 6 5 元 L 计 用户可承受 1Nm3天然气价格最高 为 6 5 1 07 6 07 元 按照发改电 2010 211 号 1Nm3天然气最高售价为 6 5 0 75 4 875 元 比用户可承受的最高价格 6 07 元还要低 1 195 元 目前 本项目参考周边市场售价 LNG L CNG 售价均定为 4 60 元 Nm3 符合用户可承受价格及发改委限价的规定 综合上述内容 并参考新规出台后 X 油气市场价格变动情况等各种 因素 确定柴油按照 6 1 元 L 汽油按照 6 5 元 L LNG CNG 按照 4 60 元 Nm3的价格计算 对出租车及公交车使用两种燃料进行比较分析 详见下表 燃油燃气消耗比较表燃油燃气消耗比较表 表 2 1 项目 燃料 燃料单价车辆数 每辆车百公 里燃料耗量 每辆车 日行程 车辆日 总耗量 费用合计 佛山市禅城区城北天然气加气站可行性研究报告 代初步设计 工程编号 LNG1070 陕西省燃气设计院 15 汽油6 5 元 L100 辆9 35L3002805L1 823 万元 出租 车 天然气4 6 元 Nm3100 辆10Nm33000 3 万 Nm31 380 万元 柴油6 1 元 L100 辆27 3L2005460L3 331 万元 公交 车 天然气4 6 元 Nm3100 辆30Nm32000 6 万 Nm32 76 万元 由以上表格可以看出 按照各车辆日行程 以 100 辆车为准 每 天分别可以节省 出租车 0 443 万元 公交车 0 571 万元 可见 在 X 市相对于汽油 柴油而言 城市交通车辆使用天然气更具有价格优势 用户具有较强的承受能力 2 4 市场风险市场风险 为发展绿色环保和清洁能源的 LNG 公交车 X 市汽运集团已向市 场投放 120 辆 LNG 公交车 并且今后将会陆续增加 LNG 公交车和客运 车辆 加上 X 现有的 LNG 车辆 天然气加气站市场潜力巨大 但至今 X 市尚未有 LNG 汽车天然气加气站 所以天然气加气站的配套建设必 须得尽早建设完成 以保证下游市场资源稳定的供给 本项目最主要的风险来自于上游气源的保证 以及由于地处经济发 达地区所导致投资额大大增加 以上这些因素对天然气市场的影响很大 对本项目的效益影响至关重要 充分考虑不利因素 采取切实可行的措 施规避风险是十分必要的 规避风险的措施为 尽快与上游供气方签定供气协议 对项目投资 和运行成本进行控制和压缩 对工艺及线路方案进一步优化 做到投资 最省 天然气市场是一个变化发展较快的市场 市场风险较大 发展潜力 也非常大 X 随着经济总量的增加 工业化和城市化速度的加快 对气 价的承受能力逐渐增加 市场风险性相对会减小 3 选址区域自然地理状况选址区域自然地理状况 3 1 基本概况基本概况 X 市位于广东省中南部 地处珠江三角洲腹地 东倚广州 南邻 港澳 地理位置优越 X 市现辖禅城区 南海区 顺德区 高明区和 三水区 全市总面积 3848 49 平方公里 常住人口 592 3 万人 其中 户籍人口 361 1 万人 为广东省第三大城市 X 是著名侨乡 祖籍 X 的华侨和港澳台同胞达 130 多万人 其中港澳同胞 60 多万人 X 市位于亚太经济发展活跃的东亚和东南亚的交汇处 与广州地缘相连 3 2 自然地理条件自然地理条件 X 市属亚热带季风性湿润气候区 气候温和 雨量充足 四季如春 由于地处低纬 海洋和陆地天气系统均对 X 有明显影响 影响全市的灾 害性天气主要有热带风暴 台风 暴雨 雷电 洪涝 X 气象站气象资料 1 气温 年平均气温 21 9 年最高气温 38 5 年最低气温 1 9 2 降雨 年平均降雨量 1614 2 mm 年最大降雨量 2257 3 mm 年最小降雨量 1057 7 mm 佛山市禅城区城北天然气加气站可行性研究报告 代初步设计 工程编号 LNG1070 陕西省燃气设计院 17 3 3 交通概况交通概况 目前 X 已形成一个公路 铁道 航空和河运齐备 辐射力强的 现代化交通网络 广珠 广湛 广肇公路和广佛 佛开 厂三高速公 路穿越本市 全市公路通车总里程达 3479 4 公里 其中高速公路 84 3 公里 公路密度达 91 7 公里 百平方公里 居全国前列 X 市 中心区距广州三大交通枢纽 广州新白云机场 广州南沙港 广州火 车站 车程均在 1 小时之内 X 毗邻港澳 与香港 澳门分别相距 231 公里和 143 公里 车程均在 2 小时左右 铁路 广湛铁路通过 X 与全国铁路网联结 交通便捷 航空 X 机场已开通北京 桂林 杭州 南京 济南 昆明等 20 多个大中城市的航班 水运交通 水运是 X 市综合运输体系的主要组成部分 尤其在外 贸运输 集装箱运输及沿海港口集疏运中有不可替代的作用 X 市 现有港口码头 226 个 泊位 492 个 岸线 27 公里 境内有通航河流 76 条 通航里程 1350 公里 约占全省通航里程 10 为全国的 1 13 两条城际快速线 X 正在建设两条城际线 即广佛肇城际线和广 珠城际线 预计 2020 年建成 广佛肇城际线 即广州新客站至肇庆 全长 109 7 公里 X 段 44 8 公里 广珠城际线 从广州沥窖至 珠海 拱北 江门 全长 143 0 公里 X 段 29 0 公里 对比地铁交通 广佛 肇和广珠城际线布点更稀 速度更快 公共汽车 收费由 2 元至 7 元不等 市内公共汽车公司主要是 X 公交及南海公交 公共汽车可以使用 羊城通和广佛通 刷卡票价 1 4 元 45 分钟内换乘 0 7 元 佛山市禅城区城北天然气加气站可行性研究报告 代初步设计 工程编号 LNG1070 陕西省燃气设计院 18 的士 X 出租 南海出租与顺德出租仍然处于分开经营的状态 而价格则皆为 7 元起表 2 6 元 1 公里 4 站址及总图运输站址及总图运输 4 1 站址选择原则站址选择原则 1 一般要求 站址的选择应符合城市总体规划 消防安全和环境保护的要求 并 应选择在交通便利 车流量较大的地方 2 安全要求 站址选择应符合 汽车加油加气站设计与施工规范 GB50156 2002 2006 年版 车载燃料系统规范 NFPA 52 的防火安全要求 避 开重要建筑物和人流密集区 4 2 站址确定站址确定 根据 X 市天然气汽车发展的趋势初步确定 先期在 X 市建设一座 LNG L CNG 合建站 通过实地踏勘 拟在 X 市郊边二路旁建设一座 LNG L CNG 合建站 主要对汽运集团公交车辆以及城市营运出租车辆 加气 拟建站的占地面积约 3875 1 平方米 位于城市道路郊边二路南侧 西侧紧邻城北加油站 东侧有出租铺位 本加气站站址周边地势平坦 开阔 交通方便 方便出租车辆 公 交车辆及 LNG 槽车出入 站外无重要建筑物和人流密集区 周边环境 良好 加气站所需土地 水 电等可利用周边条件解决 初步选址符合 LNG L CNG 合建站的建设要求 符合 X 市总体规划 4 3 总平面布置总平面布置 LNG L CNG 合建站按火灾危险性分类属于甲类场所 站区平面 布局严格按现行防火规范的有关规定布置 在满足规范要求的最小防火 佛山市禅城区城北天然气加气站可行性研究报告 代初步设计 工程编号 LNG1070 陕西省燃气设计院 20 间距以及进出车辆的回车场地的前提下 力求作到布局合理 布置紧凑 节约用地 X 市禅城区城北天然气加气站内布置有工艺区 加气区和辅助区 工艺区位于站区中心偏南侧 围堰内布置 LNG 卧式低温储罐 潜液泵 高压柱塞泵 增压器以及 EAG 加热器 围堰外布置高压气化器 顺序 控制盘和储气井 加气区北侧布置有 CNG 加气机和 LNG 加注机 辅助 区位于站区的东侧 详见 总平面布置图 附图 总图布置时 站区与站外建 构 筑物及其它设施的防火间距 站 内工艺设施与站内建 构 筑物及其它辅助设施的防火间距参照 汽车 加油加气站设计与施工规范 中 LPG 加气站的相关规定执行 站内 LNG 转运设施 LNG 卸车点 LNG 加注机 与储罐之间的防火间距及 工艺设施之间的防火间距参照 车载燃料系统规范 NFPA52 的相关规 定执行 4 4 道路及出入口道路及出入口 在从道路进站的大门口 设置减速板 为使加气车辆和 LNG 槽车 进出通畅 加气区的进出口分开设置 加气区最小转弯半径分别满足出 租车辆 大型公交车和槽车的转弯要求 4 5 围护设施围护设施 天然气加气站属于易燃易爆性生产场所 为了加气站的安全管理 应作适当封闭 站内与站外利用新建围墙相隔 墙高不低于 2 2 米 为 防止储罐发生事故时 LNG 液体骤变成气体前四处流淌 范围扩大 根 据规范要求 罐区四周设围堰 围堰高 1 米 采用钢筋混凝土结构 佛山市禅城区城北天然气加气站可行性研究报告 代初步设计 工程编号 LNG1070 陕西省燃气设计院 21 4 6 排水及竖向设计排水及竖向设计 结合站区场地的地形特点 自然坡度较为平缓 故本工程竖向设计 采用平坡式设计方案 设计坡向与原地自然坡向相同 场地雨水按照设计坡向出站后排入站外市政雨水管网 围堰内设有 集液池 集液池内设有潜污泵 收集后的雨水经过潜污泵排出围堰后排 出站外 4 7 绿化绿化 站内可种植草坪 设置花坛 但不得种植油性植物 本项目绿化主 要对站区南侧及工艺区西侧的围墙周边进行绿化 绿化面积为 171 6m2 占站区总面积的 4 3 4 8 主要技术经济指标主要技术经济指标 总图运输主要工程量表总图运输主要工程量表 表 4 1 序号指标及工程名称单位数量备 注 1建设用地面积m23875 1 2车行道路及回车场面积m22542 0 3绿化场地m2171 6 4总建筑物占地面积m21109 5 5实体围墙m186 7 5 工艺工艺方案方案 5 1 技术参数技术参数 1 设计规模 根据统计 公交车车辆平均日行程按 200 公里计 百公里消耗天然 气约 30Nm3 则每辆公交车每天天然气耗量约为 60Nm3 营运出租车平 均日行程按 300 公里计 百公里消耗天然气约 10Nm3 则每辆出租车每 天天然气耗量约为 30Nm3 结合 X 市已有加气站状况和车辆加气的随机 性 本工程按照满足约 300 辆公交车 330 辆出租车的日加注要求设计 确定本工程 LNG 加注站设计规模为 20000Nm3 d CNG 加注站设计规 模为 10000Nm3 d 总设计规模为 30000 Nm3 d LNG 储量按下式计算 b r n Y G V 式中 V 总储存容积 m3 n 储存天数 d Gr 平均日用气量 kg d Y 最高工作温度下的液化天然气密度 kg m3 取 356 kg m3 b 最高工作温度下的储罐允许充装率 b 90 综合考虑各种因素 确定储存天数按 1 5 天考虑 天然气标况下的 密度取 0 717356 kg m3 计算过程如下 V 1 5 30000 0 717 356 0 9 100 7m3 经计算 本站总储存容积为 100 7m3 因此 确定本站的储存规模 佛山市禅城区城北天然气加气站可行性研究报告 代初步设计 工程编号 LNG1070 陕西省燃气设计院 23 为 120m3 选择两台全容积为 60m3的 LNG 储罐 2 设计压力 根据 LNG 车辆发动机的工作压力确定 LNG 储罐的工作压力为 0 4 0 8MPa LNG 储罐的设计压力为 1 2MPa 3 设计温度 系统采用液氮进行置换和预冷 液氮的温度为 196 系统的设计 温度确定为 196 5 2 工艺流程工艺流程 5 2 1 LNG 工艺说明工艺说明 本站 LNG 工艺流程可分为卸车流程 加气流程以及卸压流程等三 部分 1 卸车流程 把集装箱或汽车槽车内的 LNG 转移至加气站的储罐内 使 LNG 从 储罐上进液管进入储罐 卸车有 3 种方式 增压器卸车 泵卸车 增压 器和泵联合卸车 增压器卸车 通过卸车增压器将气化后的气态天然气送入 LNG 槽车 增大槽车 的气相压力 将槽车内的 LNG 压入 LNG 储罐 此过程需要给槽车增压 卸完车后需要给槽车降压 每卸一车排出的气体量约为 180Nm3 泵卸车 将 LNG 槽车和 LNG 储罐的气相空间连通 通过潜液泵将槽车内的 LNG 卸入 LNG 储罐 卸车约消耗电量 18kwh 佛山市禅城区城北天然气加气站可行性研究报告 代初步设计 工程编号 LNG1070 陕西省燃气设计院 24 增压器和泵联合卸车 先将 LNG 槽车和 LNG 储罐的气相空间连通 然后断开 在卸车的 过程中通过增压器增大槽车的气相压力 用泵将槽车内的 LNG 卸入储 罐 卸完车后需要给槽车降压 约消耗电量 15kwh 第 种卸车方式的优点是节约电能 工艺流程简单 缺点是产生较 多的放空气体 卸车时间较长 第 种卸车方式的优点是不用产生放空 气体 工艺流程简单 缺点是耗电能 第 种卸车方式优点是卸车时间 较短 耗电量小于第 种 缺点是工艺流程较复杂 综合各种因素 本 设计采用第 种方式卸车 2 加气流程 储罐中的 LNG 通过泵加压经流量计计量后由加气枪给汽车加气 车载储气瓶为上进液喷淋式 加进去的 LNG 直接吸收车载气瓶内气体 的热量 使瓶内压力降低 减少放空气体 并提高了加气速度 3 卸压流程 由于系统漏热以及外界带进的热量 致使 LNG 气化产生的气体 会使系统压力升高 当系统压力大于设定值时 系统中的安全阀打开 释放系统中的气体 降低压力 保证系统安全 通过对目前国内外先进工艺的 LNG 加气站的调查了解 正常工作 状态下 系统的放空与操作过程和流程设计有很大关系 操作和设计过 程中尽量减少使用增压器 设计中由于系统漏热所带进系统的热量 先 通过给 LNG 储罐内的液体升温 充分利用自然产生的热量 减少人为 产生的热量 从而减少放空气体的量 操作过程中如果需要给储罐增压 时 应该在车辆加气前两个小时 根据储罐液体压力情况进行增压 不 佛山市禅城区城北天然气加气站可行性研究报告 代初步设计 工程编号 LNG1070 陕西省燃气设计院 25 宜在卸完车后立即增压 5 2 2 L CNG 工艺说明工艺说明 L CNG 汽车加气站工艺是将低温 162 137 低压 0 1 0 4MPa 的 LNG 转变成常温 高压 20MPa 的天然气 然后将天 然气加注给 CNG 汽车 其主要设备包括 LNG 储罐 高压柱塞泵 高 压气化器 顺序控制盘 储气井 加气机等 该工艺是利用高压柱塞泵将 LNG 增压到 20MPa 在液态下完成低 压变高压的过程 然后通过高压气化器 使其气化变成常温高压天然气 CNG 完成由液态到气态 低温到常温的过程 再通过加气机直接给 车辆加气 在不加气的情况下将产生的 CNG 储存在储气井中 使 CNG 有一定的储量 这样可以减少高压柱塞泵的开停次数 增加设备的使用 寿命 该过程不使用天然气压缩机 仅使用小功率高压柱塞泵 无需冷 却水 大大降低了噪声污染 节约了大量的电能 5 3 装置布置装置布置 装置布置的原则是按照工艺流程的顺序布置设备 尽量缩短管线 方便操作维修 方便加气的车辆进出 本站 LNG 工艺装置设有 2 台 LNG 卧式储罐 1 台增压器 1 台 EAG 加热器 2 台潜液泵 2 台高压柱塞泵 2 台高压气化器以及配套 的管道阀门等 LNG 设备布置在围堰内 高压柱塞泵布置在围堰内储罐 西侧偏北 围堰外西侧为 L CNG 装置区 从北至南依次布置有高压汽 化器 顺序控制盘 高压储气井等设备 围堰外北侧布置有 4 台 CNG 加气机和 4 台 LNG 加注机 方便公交车辆加气 佛山市禅城区城北天然气加气站可行性研究报告 代初步设计 工程编号 LNG1070 陕西省燃气设计院 26 5 4 设备选型设备选型 本站主要设备有 LNG 低温储罐 潜液泵 增压器 高压柱塞泵 高压气化器 顺序控制盘 储气井 LNG 加注机 CNG 加气机等 1 LNG 储罐 LNG 储存常用的小型储罐按围护结构的隔热方式分类 大致有以下 2 种 真空粉末隔热 隔热方式为夹层抽真空 填充粉末 珠光砂 真空粉末绝热储罐由 于其生产技术与液氧 液氮等储罐基本一样 因而目前国内生产厂家的 制造技术也很成熟 由于其运行维护相对方便 灵活 目前 LNG 加注 站 气化站使用较多 高真空多层缠绕绝热 采用高真空多层缠绕绝热 多用于 LNG 槽车和 LNG 汽车加注站 应用高真空多层绝热技术的关键在于绝热材料的选取与工装以及夹层高 真空的获得和保持 LNG 储罐的绝热材料一般有 20 层到 50 层不等 多层材料在内容器外面的包装方式目前国际上有两种 以美国为代表的 机器多层缠绕和以俄罗斯为代表的多层绝热被 多层缠绕是利用专门的 机器对内容器进行旋转 其缺点是不同类型的容器需要不同的缠绕设备 尤其是大型容器旋转缠绕费时费力 多层绝热被是将反射材料和隔热材 料先加工成一定尺寸和层数 一般为 10 的倍数 的棉被状半成品 然后 根据内容器的需要裁减成合适的尺寸固定包扎在容器外 由于真空粉末隔热具有真空度要求不高 工艺简单 隔热效果好 施工难度低的特点 故本站选用全容积为 60 m3卧式圆筒形真空粉末绝 佛山市禅城区城北天然气加气站可行性研究报告 代初步设计 工程编号 LNG1070 陕西省燃气设计院 27 热储罐 2 台 根据系统的工作压力 并考虑其经济性 确定储罐的设计 压力为 1 2 0 1 MPa 内筒 外筒 储罐设计参数如下 材质 0Cr18Ni9 Q345R 内筒 外筒 设计压力 1 2 0 1MPa 内筒 外筒 最低工作温度 162 环境温度 内筒 外筒 设计温度 196 50 内筒 外筒 充装系数 90 蒸发率 0 2 d 2 潜液泵 潜液泵的流量根据加注站的设计规模及加注机的流量选定 本项目 选择 2 台潜液泵 其设计流量为 8 220L min 潜液泵包括泵体和泵池两部分 泵体为浸没式两级离心泵 整体浸 入泵池中 无密封件 所有运动部件由低温液体冷却和润滑 潜液泵由 一台变频器控制 根据 LNG 泵的性能曲线对潜液泵进行选型 所选潜 液泵的主要参数如下 型 号 浸没式二级离心泵 适用介质 LNG LN2 流 量 220L min 扬 程 220m 电机功率 11kW 转 速 1500 6000 rpm 电 源 三相 380V 50Hz 进口静压头 1 4m 佛山市禅城区城北天然气加气站可行性研究报告 代初步设计 工程编号 LNG1070 陕西省燃气设计院 28 3 增压器 增压器是完成系统卸车的设备 选用空温式换热器 增压借助于列 管外的空气给热 使管内 LNG 升高温度来实现 空温式换热器使用空 气作为热源 节约能源 运行费用低 根据公式 VhhQ 12 式中 Q 升压所需热量 kJ h1 升压前 LNG 的比焓 kJ kg h2 升压后 LNG 的比焓 kJ kg 介质的密度 V 储存介质的体积 通过上式计算 本设计选用处理量为 200Nm3 h 的增压器 1 台 其 主要工艺参数如下 处理量 200Nm3 h 进口介质 LNG 出口介质 NG LNG 进口温度 162 出口温度 137 饱和压力为 0 4 MPa 时的液体温 度 设计温度 196 最高工作压力 1 2MPa 设计压力 1 6 MPa 主体材质 铝翅片管 佛山市禅城区城北天然气加气站可行性研究报告 代初步设计 工程编号 LNG1070 陕西省燃气设计院 29 4 EAG 加热器 EAG 加热器是 LNG 系统安全放散的设备 选用空温式换热器 加 热借助于列管外的空气给热 使管内 EAG 升高温度 实现 EAG 的安全 放散 空温式换热器使用空气作为热源 节约能源 运行费用低 根据公式 VhhQ 12 式中 Q 升温所需热量 kJ h1 升温前 LNG 的比焓 kJ kg h2 升温后 LNG 的比焓 kJ kg 介质的密度 V 储存介质的体积 通过计算 EAG 加热器选择下列空温式换热器 处理量 200Nm3 h 进口温度 162 出口温度 20 设计温度 196 最高工作压力 1 2 MPa 设计压力 1 6 MPa 主体材质 铝翅片管 5 LNG 加注机 LNG 加注机是给车上的 LNG 气瓶加气和计量的设备 主要包括流 量计和加气枪两大部件 流量计是计量设备 采用质量流量计 具有温 度补偿功能 加气枪是给车载 LNG 气瓶加注的快装接头 根据流量 本设计选用流量为 0 19m3 min 的加气