加气站的设计

加气站的设计,中机国际工程设计研究院二O一O年十一月,一、加气站的种类1、液压平推式加气2、压缩机三线快充加气3、液压压缩机加气二、资料收集三、工程设计,液压平推式加气流程：,液压平推式加气站加气：液压式CNG加气子站是利用特殊性质的液体，以高压（不高于22MPa）直接将液体充入CNG气瓶车的储气钢瓶中，将钢瓶内的压缩天然气推出，通过站内的加气机把高压天然气充入汽车的储气瓶内，达到给汽车加气的目的。特点：工艺简单、设备少、满足油气合建站储气容积不大于18立方米的规范要求。,压缩机三线快充加气流程：,压缩机三线快充加气流程：CNG气瓶车从CNG加气母站运来CNG，通过由CNG气瓶车、卸气机、橇装压缩机、控制系统、储气井和加气机组成的加气系统实现给汽车加气。为了将CNG快速加给汽车，CNG气瓶车作为低压瓶组，储气井作为中压和高压瓶组，由控制系统通过PLC编程实现三线快充。首先，通过快装接头将CNG高压软管与气瓶车连接，CNG气瓶车内的高压天然气经卸气机卸气计量，直接流入站内高、中压储气井。然后，压缩机启动，将高、中压储气井的压力增高至25MPa，这时就构成了高、中、低压三级储气方式。给汽车加气时，压缩机先不启动，首先通过卸气机从CNG气瓶车内取气，采用直充的方式通过加气机的低压天然气管口给汽车加气；平衡后，再通过中压储气井经加气机的中压天然气管口给汽车加气；再次平衡后，通过高压储气井经加气机的高压天然气管口给CNG汽车加气直至加满。当有加气需求而储气井内的压力较低时，压缩机自动启动直接给CNG汽车加气。加气完成后，压缩机将自动对各级储气井按优先顺序进行充气。特点：压缩机功率较大，一般有200千瓦左右。,液压压缩机加气流程：,液压压缩机加气CNG气瓶车从CNG加气母站运来CNG，通过由CNG气瓶车、卸气柱、橇装压缩机、控制系统、储气井和加气机组成的加气系统实现给汽车加气。加气时，先由CNG气瓶组直接向汽车充气，当流速低于设定值时，然后由储气井向汽车充气，流速低于设定值时，启动CNG压缩机，将汽车钢瓶压力充到20MPa。压缩机橇控制系统装有优先顺序控制，优先顺序控制系统与加气机同步控制。液压压缩机的特点：液压缩机电机功率小，耗电小，运行成本低。橇装压缩机安装方便、施工周期短。,二、资料收集1、上级有关部门的文件（发改委（展开前期工作的函）、规划（选址意见书、规划红线、规划设计要点）、国土等；2、有关项目主体公司的情况介绍（包括公司股东的情况等）。3、站址规划红线图（要求带用地红线坐标），最新的电子版地形图（1:500），5、站址周围的情况：供水（管径、接入点位置、压力）、排水（管径、位置、标高）、供电（电压等级、来自哪座变电所）等。6、CNG气源的供气协议，进气价、售气价。7、加气站人员定额，人员工资，加气站建设是否贷款，贷款比例。8、站址环评、安评报告意见等。9、工程名称、加气站建设规模、加气站具体建设地点（具体到哪条路，多少号）等。10、拟选定的设备厂家。11、目前公交车数量，公交车改装计划等。,工程设计1、根据业主提供的资料，确定设计规模；2、确定的工艺流程；3、根据设计规模确定设备选择（工艺设备的大小，让业主尽快提供设备订货的厂家，与厂家沟通，让厂家提供设备样本、设备安装资料等）；4、根据业主提供的地形图及规划红线图进行总图布置；5、给其他专业提条件（总图、建筑、结构、电气、自控、概算等）；6、本专业设计图纸的绘制。,根据业主提供的资料，确定设计规模：根据需要加气出租车或公交车的数量，大致计算一下每天需要加气量，确定加气站设计的规模。工艺流程的确定：一般情况下，业主基本都已经有了工艺流程方案，我们需要进一步将它细化一下（设备大小及数量、管径及管道壁厚的计算、管材选择等）。,根据城镇燃气设计规范第6.4.6条钢质燃气管道直管段计算壁厚应按下式计算：钢管计算壁厚（mm）；P设计压力（MPa）；D钢管外径（mm）；S钢管的最低屈服强度（MPa）；F强度设计系数。按城镇燃气设计规范GB50028-2006表6.4.8和表6.4.9选取，本设计F取0.4；焊缝系数。当采用符合城镇燃气设计规范GB50028-2006第6.4.4条第2款规定的钢管标准时取1.0。,主要设备的选型：1、压缩机的选型根据加气站加气规模确定小时流量；根据压缩机进口压力范围、排气压力以及小时流量，选择合适的压缩机型号。2、储气井储气井是根据汽车加气工艺而设，加气方法是利用储气井的压力与汽车气瓶的压力平衡进行加气。汽车加气的最高压力限定在20MPa，站内储气井的压力限定在25MPa。储气井的设计、建造和检验应符合现行国家标准高压气地下储气井SY/T6535-2002的有关规定，储气井的设计、制造、安装由专业厂家负责。,3、加气机本站共设置4个标准加气机位，共选用4台双枪加气机。加气机的流量范围为230m3/min，计量精度为0.5%，防爆等级为EXdemibAT4，工作电压为220V50Hz，额定功率为185W。额定工作压力：20MPa，最大工作压力25MPa。IC卡智能管理系统。加气机专门用于给汽车加注CNG，主要由下列部件组成，并具有如下功能。a.压力系统：过滤器、电磁阀、气动球阀、带有电子界面的流量计、三通阀、加气软管、通用减压阀等。b安全装置：控制内部压力以防超压；加气机的加气软管上设有拉断阀；加气机四周设有防撞柱。c电脑头：可显示加气量、单价、金额等数据；加气机的CPU具有故障自诊断功能和闭锁功能；d指示灯：指示加气机状态,4、卸气柱本工程设计了1台卸气柱，给CNG气瓶车卸气。卸气柱最大流量为2500m3/h，最大工作压力为20MPa，计量精度为0.5%，防爆等级为EXdemibAT4，额定功率为100W。,根据业主提供的地形图及规划红线图进行总图布置1、总图布置原则a、根据站区的地理位置、建设规模、交通运输、气象等条件，本着有利生产、方便管理、确保安全、保护环境，结合场地建设的具体情况进行布置的。b、天然气属于火灾危险性物品。本项目具有天然气卸车、高压储存、加气等工艺，因此在总图布置设计上，要强调安全，严防火灾事故所造成的损失，对局部事故或初期火灾应具有快速处置能力。c、严格遵守城镇燃气设计规范GB50028-2006、建筑设计防火规范GB50016-2006、汽车加油加气站设计与施工规范GB50156-2002（2006年版）等规范的要求和规定，确保本站相关设备与站内、外建、构筑物的安全间距。,2)总图布置(以泰州港华济川西路CNG加气站工程为例)a、分区情况CNG加气站具有卸气、压缩机加压、储气井储存和加气充装等功能。根据加气站的实际情况和生产工艺的需求，站区分为卸气区、压缩储气区、加气区和站房。卸气区位于站区北侧，主要设备包括停车位和卸气机等。加气站的卸气区与气源厂CNG减压站的气瓶车停车位位于同一区域。加气站的气瓶车停车位南侧设置2.2m高的实体围墙与压缩储存区及加气区分隔。压缩储存区位于站区中部，主要设备包括橇装压缩机、储气井、放散管及排污罐等。加气区位于站区最南侧，由加气机和加气罩棚等组成。加气区靠近济川西路，便于出租车加气。站房区位于站区东侧，由值班、收银、仪表配电间等组成。,b、总图布置情况站区在南侧设置二个对外出入口与站外济川西路相连。东南侧为入口，西南侧为出口。根据汽车加油加气站设计与施工规范GB50156-2002（2006年版）第5.0.1条的规定，站区四周设置2.2m高的非燃烧实体围墙。根据汽车加油加气站设计与施工规范GB50156-2002（2006年版）第5.0.10条的规定，卸气柱西侧局部设置钢筋混凝土实体墙，高度为3.0m，长度为6.0m（气瓶车宽2.438m，不小于车宽的2倍）。,管道工程加气站高压管道应采用不锈钢无缝钢管并符合标准流体输送用不锈钢无缝钢管GB14976-2002的规定，加气站内的管道当管道外径D28时全部采用焊接链接，当管道外径D28时可采用卡套连接。高压管道的焊接接头应100%的进行无损检测，射线检测II级合格，超声波检测必须达I级合格。管道安装完毕后应进行压力试验。管道的压力试验应以洁净水进行（奥氏体不锈钢管道以水试验时，水中氯离子的含量应小于25mg/L），试验压力为设计压力的1.5倍。管道系统采用气体做试验时，应有施工单位总负责人比准的安全措施，试验压力为设计压力的1.15倍，压力试验的环境温度不得低于5。,管道试压合格后应进行吹扫：吹扫压力不得大于管道的设计压力，空气流速不得小于20m/s。最后进行严密性试验，试验压力为设计压力，试验介质为压缩空气或氮气。,安全设施1、防雷根据生产性质、发生雷电的可能性和后果，CNG加气站内的工艺装置和建筑物属于第二类防雷等级，在被保护物上部装设避雷网和避雷针以防止雷击。2、静电接地1）对爆炸、火灾危险场所内可能产生静电危险的设备和管道，均采取了静电接地措施。2）输送天然气的管道在其进出各单元处、爆炸危险场所边界处、分支处等设静电接地设施。3）全站设统一静电接地网，各装置（单元）的静电接地设施与接地网相连，接地网接地电阻不大于4欧姆。3、泄漏报警在可能产生天然气泄漏的区域设置可燃气体浓度报警器，站房的综合营业厅设集中报警系统，一旦有泄漏发生，在天然气与空气形成爆炸性混合物之前，探测器（或手动报警开关）将信号传至报警器，报警器会发出报警，提示有泄漏，进行报警、消防。4、其他安全设施为了确保全站的安全生产，站内设有必要的仪表，对重要的工艺操作参数进行在线即时监控。压缩机、设备前后设有温度、压力等参数的测定，并可在控制室显示。整个系统设有可燃性气体浓度报警系统及紧急切断系统，另外在控制室和现场各设有急停按钮，以备事故状态下进行紧急切断。在出入口、收银的收款处（现金存放室）、加气区、压缩储存区等重点部位设置视