崇明南门lng l-cng加气站初步设计

崇明南门LNG/LCNG加气站初步设计工程编号LNG11045陕西省燃气设计院1目录1总论111项目概况112项目建设的背景及意义213编制要求414技术路线确定515气源情况716主要技术经济指标72站址及总图运输921遵循的主要标准规范922站址的确定923总平面布置924围护设施1025排水及竖向设计1026项目外部条件1027主要工程量113工艺流程及装置1231技术参数1232工艺流程1233设备选型1434主要材料表214自动控制2441设计遵循的主要标准和规范2442设计范围2443可燃气体报警控制系统24崇明南门LNG/LCNG加气站初步设计工程编号LNG11045陕西省燃气设计院244IC卡卡机联动及网络管理系统2545自控和仪表2546安全技术措施2747仪表的防护措施2848仪表电源2849主要设备及材料表285公用工程3051建构筑物设计3052电气3153给排水设计3854热工与暖通4055通信426消防4561遵循和参照的主要规范4562工程概况4563危险性分析4664防火安全设计5065消防系统设计5466事故紧急预案547环境保护5771设计依据5772工程概况5773生产过程污染物分析5774设计中采取的防治措施及预期效果58崇明南门LNG/LCNG加气站初步设计工程编号LNG11045陕西省燃气设计院375站区绿化6076环境评价608劳动安全卫生专篇6181设计依据6182工程概况6183建筑及场地布置6284生产过程中职业危险、危害因素6285劳动安全卫生防范措施6386劳动安全卫生机构6587项目劳动安全卫生结论659节能6691工艺流程简述6692能源消耗6693能源供应状况6694主要节能措施6695节能评价6810组织机构及定员69101工作制度69102组织机构设置69103劳动组织及定员69104人员培训7011项目实施进度71111项目实施原则71112实施计划71崇明南门LNG/LCNG加气站初步设计工程编号LNG11045陕西省燃气设计院412工程概算73121概算范围73122工程概算75123与可研投资的比较76124资金筹措及使用计划7713结论及建议78131结论78132实施建议78附图（1）周边环境图LNG11045ZT00（2）总平面布置图LNG11045ZT01（3）竖向设计及道路平面图LNG11045ZT02（4）工艺流程图LNG11045GY01（5）设备平面布置图LNG11045GY02（6）管道平面布置图LNG11045GY03（7）消防器材布置图LNG11045GPS01（8）站区电缆走向平面图LNG11045DQ01（9）接地网平面图LNG11045DQ02（10）爆炸危险区划分图LNG11045DQ03（11）总配电柜系统图LNG11045DQ04（12）可燃气体探测器平面布置图LNG11045ZK01（13）工业电视监视平面布置图LNG11045ZK02（14）工业电视监视系统图LNG11045ZK03崇明南门LNG/LCNG加气站初步设计工程编号LNG11045陕西省燃气设计院11总论11项目概况（1）建设单位上海九环汽车天然气发展有限公司；（2）项目名称崇明南门LNG/LCNG加气站；（3）建设规模本项目为LNG、LCNG加气站，设计规模为20000NM3/D。主要设备包括1台60M3LNG卧式储罐、1套LNG泵撬（含1台LNG潜液泵，1台卸车（储罐）增压器，1台EAG加热器）、1套LCNG泵撬（含2台高压柱塞泵、2台高压气化器、1台高压EAG加热器、1台顺序控制盘）、1组储气瓶组、1台LNG加气机、2台CNG加气机。（4）建设地点上海市崇明岛崇明南门城桥镇三沙洪路101号；（5）建设单位概况本项目建设单位为上海九环汽车天然气发展有限公司。上海九环汽车天然气发展有限公司是上海市一家专业从事车用新能源整体解决方案的供应商，注册资金2000万元，经营着上海市最大规模的车用CNG供应系统。上海九环汽车天然气发展有限公司具有十年CNG加气母站建设、运营管理经验，并在上海地区拥有两座在运营CNG加气母站，形成了一套完整的CNG加气站运营管理体系。同时多次与同济大学等单位开展产学研工作，以能源合同管理为目标，为用户提供能源供应方案、工程改造、工艺设计、工程施工、能源供应及运营管理。目前拥有上好佳、上海侨生、科勒洁具等工业用户。（6）项目目标本项目通过上海市营运出租车辆以及部分公交车辆先期使用清洁燃料天然气，并在上海市逐步推广示范经验，为整个上海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。崇明南门LNG/LCNG加气站初步设计工程编号LNG11045陕西省燃气设计院212项目建设的背景及意义121项目建设的背景（1）节能减排、保护环境是我国的一项基本国策。哥本哈根气候会议的召开，将环境问题推上人类史无前例的高度。当前，能源、环境、气候等问题已成为人类面临的共同挑战。我国“十二五”纲要提出，要深入贯彻节约资源和保护环境的基本国策，节约能源，降低温室气体排放强度，发展循环经济，推广低碳技术，积极应对全球气候变化，促进经济社会发展与人口资源环境相协调，走可持续发展道路。“十二五”规划建议中提出要着重转变经济发展方式，而节能和减排是实现这一目标的重要措施。天然气作为一种绿色能源，具有洁净、高效、资源丰富和方便储运等优点，大力发展天然气是缓解能源紧缺、减少环境污染的有效途径。（2）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。国家能源局称，“十二五”能源规划的制定，将重点围绕实现中央提出的实现2020年非化石能源比重达到15和碳减排4045“两项目标”展开。上述两个目标既是中国政府对全世界的承诺，也是我国促进发展方式转变的重要内容，而“十二五”是落实上述目标的关键时期。到“十二五”末期，天然气利用规模可达到2600亿立方米，在能源消费结构中的比例预计从目前的39提高到83左右，提高44个百分点。（3）我国天然气发展处于初步发展阶段，天然气市场的发展空间和前景广阔。我国拥有丰富的天然气资源，是一种潜在的重要能源，加快发展我国天然气工业，对缓解我国能源供需矛盾、优化能源结构、改善生态环境、提高人民生活质量、加快城市化建设、保持国民经济持续健康发展，都具有重要和深远的战略意义。崇明南门LNG/LCNG加气站初步设计工程编号LNG11045陕西省燃气设计院3由此可见，天然气市场前景广阔，大力推广发展天然气，符合我国能源发展战略，对建设资源节约型、环境友好型社会具有重要的意义。122项目意义（1）全面治理机动车辆排放污染，建设生态文明城市。发展天然气燃料替代柴油，对于减少污染物排放，优化能源结构，创造人和自然的和谐环境都具有非常重要的意义。公路运输大型车辆车流量非常大，从而导致城市空气质量下降，严重影响到人民身体健康和城市生态环境。天然气汽车是一种低排放的绿色环保汽车，与燃油汽车相比，它的尾气排放量中CO下降约90，碳氢化合物（HC）下降约50，氮氢化合物（NOX）下降约30，二氧化硫（SO2）下降约7，二氧化碳（CO2）下降约23，微粒下降约40，铅化物下降约100，一定程度上城市的大气环境得到明显的改善。目前天然气车辆技术已经成熟，大力发展天然气汽车事业，提高清洁、高效、优质的天然气能源在能源消耗中所占的比例是坚持可持续发展战略、优化能源结构、提高人民生活质量、保护环境的重要措施。（2）调整能源结构，使用天然气资源，实现能源多元化。天然气作为化石能源中污染最少的能源，热值大大高于煤炭与石油。在目前我国的能源消费结构里，煤炭占67，石油占20，而天然气只占34，远低于235的世界平均水平。加大天然气在能源消费结构中的比重，既有利于促进节能减排，又能够维持经济与社会可持续发展，也是我国未来的产业政策的发展方向。长期以来，公路运输车辆以石油为燃料，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）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。近年来，我国油价迅猛飞涨，新型经济燃料的替代势在必行。天然气是“十二五”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崇明南门LNG/LCNG加气站初步设计工程编号LNG11045陕西省燃气设计院4是纲要提出的优先发展主题。天然气作为主要燃料，它比燃油费用要节约20左右，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。（4）本项目的建设，符合国家发展天然气能源的产业政策。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，创造成千上万个就业机会，促进社会经济的发展。123项目示范效应将LNG加注给LNG车辆的技术和把LNG转化成CNG的加气站项目的建设在我国处于发展阶段。通过本项目建设过程，积累同类工程建设经验，为整个上海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，打造绿色新城市做出贡献。13编制要求131编制范围本报告编制范围为本项目的站内工程设计，包括本站的总图、工艺、公用工程及消防、环保、节能和投资估算等。132编制内容（1）通过比较，确定工艺技术方案；（2）根据工艺技术方案，研究确定其它专业如总图、电气、给排水、暖通、消防、自控等技术方案；（3）对工程投资作出估算，对项目作出经济效益评价；崇明南门LNG/LCNG加气站初步设计工程编号LNG11045陕西省燃气设计院5（4）根据初步设计报告深度要求，给出工艺流程、总平面布置等图纸及主要设备表；133编制原则（1）符合当地政府规划部门的要求，作到合理规划，合理布局，统筹兼顾。（2）严格执行国家现行设计规范，贯彻国家有关消防、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、LCNG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。134编制遵循的标准规范（1）汽车加油加气站设计与施工规范GB501562002（2006年版）（2）液化天然气LNG汽车加气站技术规范NB/T10012011（3）建筑设计防火规范GB500162006（4）建筑灭火器配置设计规范GB501402005（5）爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB5005892（6）建筑物防雷设计规范GB50057942000年版（7）化工企业静电接地设计规程HG/T20675199014技术路线确定141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崇明南门LNG/LCNG加气站初步设计工程编号LNG11045陕西省燃气设计院6有限的情况下，LNG适合运距相对较长、耗能大的车辆，比如城市大、中型客运车辆和城际货运车辆；CNG适合运距短、耗能小的车辆，比如城市运营出租车。本项目主要服务对象为上海市部分公交车及营运出租车，根据车辆各自的特点，将LNG主要作为公交车的燃料供给；将CNG主要作为城市出租车辆的燃料供给。142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左右，以气代油的经济效益较为可观。对于本项目来说，利用LNG的物性特点，无需二次加工，LNG加注部分只是用潜液泵简单输送灌注；LCNG部分则是利用LNG高压柱塞泵加压，经高压空温式气化器加热气化后给车辆加气，较之传统的CNG加气站运行成本低。143天然气的安全性天然气的燃点为535，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5315，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2495，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1076，燃点为427；柴油爆炸极限为0541，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。144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、汞等脱除的更为纯净，所以LNG比管输气更为洁净。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。与燃崇明南门LNG/LCNG加气站初步设计工程编号LNG11045陕西省燃气设计院7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。15气源情况根据项目的实际情况，确定以下气源解决方案本项目确定选择“江苏如东LNG接收站”作为项目的气源，接收站位于江苏省如东县太阳岛，一期规模为LNG350万吨/年，建成之后，年平均提供天然气48108M3/A。16主要技术经济指标主要技术经济指标表表11序号指标单位数量备注1生产规模万NM3/D211LNG万NM3/D111LCNG万NM3/D113年工作天数天3652原料21进气万NM3/A7301损耗3公用动力消耗量31新鲜水T/A730832年耗电量万KWH/A18834定员人125占地面积M22033116建设投资万元659577建设期利息万元08铺底流动资金万元1040参考可研9建设项目总投资万元66997崇明南门LNG/LCNG加气站初步设计工程编号LNG11045陕西省燃气设计院82站址及总图运输21遵循的主要标准规范（1）汽车加油加气站设计与施工规范GB5015620022006年版（2）液化天然气LNG汽车加气站技术规范NB/T10012011（3）建筑设计防火规范GB500162006（4）建筑灭火器配置设计规范GB501402005（5）爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB5005892（6）建筑物防雷设计规范GB500572010（7）公路水泥混凝土路面施工技术规范JTGF302003（8）公路路基施工技术规范JTGF10200622站址的确定本项目拟建站址位于上海市崇明岛崇明南门城桥镇三沙洪路101号。站内地势平坦、开阔，车辆出入口分开设置，方便车辆的出入。站外无重要建筑物和人流密集区，周边环境良好。23总平面布置本项目为LNG、LCNG汽车加气站，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间距以及进出车辆回车场地的前提下，力求作到布局合理，布置紧凑，节约用地。根据加气站的功能，可分为加气区、工艺装置区、临时站房。加气区位于站区东部，布置有2台CNG加气机，1台LNG加注机，出入口分开设置，便于加气车辆的出入；工艺装置区位于加气区西侧，布置有1台崇明南门LNG/LCNG加气站初步设计工程编号LNG11045陕西省燃气设计院960M3LNG卧式储罐、1套LNG泵撬（含1台LNG潜液泵，1台卸车（储罐）增压器，1台EAG加热器）、1套LCNG泵撬（含2台高压柱塞泵、2台高压气化器、1台高压EAG加热器、1台顺序控制盘）、1组储气瓶组。临时站房位于站区北侧。详见总平面布置图。本项目站内LNG工艺设施与站外建（构）筑物及其它辅助设施的防火间距参照液化天然气LNG汽车加气站技术规范NB/T10012011表43中三级LNG加气站执行，CNG工艺设施与站外建（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GB501562002（2006）版中表404的相关规定执行。24围护设施本项目加气站属于易燃易爆性生产场所，为了站区的安全管理，对站外设置高度为22米的非燃烧实体围墙，防止站内天然气泄漏时影响到站外或站外火源飞入站内。面向道路的一侧敞开布置，出入口分开设计，方便加气车辆出入。为防止储罐发生事故时影响范围扩大，根据规范要求，罐区四周设围堰，围堰采用混凝土结构，内侧使用耐低温防火涂料进行保护。25排水及竖向设计本项目拟建场地自然坡度较为平缓，故竖向设计采用平坡式设计方案，坡向站外。26项目外部条件（1）供、排水条件本项目站内水源接自站外市政水网，水压为030MPA，水质符合生活饮用水卫生标准GB57492006的要求。本项目不产生生活污水；站内雨水采用顺坡自流外排。（围堰内设有集崇明南门LNG/LCNG加气站初步设计工程编号LNG11045陕西省燃气设计院10液池，集液池内设有潜水泵，收集后的雨水经过潜水泵排出围堰。）（2）供电条件本工程电源由站外就近04KV埋地引入站内配电室。（3）交通条件上海市崇明岛崇明南门，车流量大，交通便利。站址面向城市道路一侧做敞开式设计，方便车辆出入。27主要工程量主要工程量表表21序号指标及工程名称单位数量1站区用地面积M22033112建（构）筑物占地面积M2507523绿化场地M2514434建筑系数24905绿化率253崇明南门LNG/LCNG加气站初步设计工程编号LNG11045陕西省燃气设计院113工艺流程及装置31技术参数（1）设计规模本站设计总规模为20000NM3/D。（2）设计压力根据LNG车辆发动机的工作压力确定LNG加气站的系统工作压力为0408MPA，LNG储罐的设计压力为12MPA/01MPA（内筒/外筒）。（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。32工艺流程321LNG工艺流程LNG加气站工艺流程分为卸车流程、升压流程、加注流程以及卸压流程等四部分。（1）卸车流程把汽车槽车内的LNG转移至LNG加气站的储罐内，使LNG经过泵从储罐进液管进入LNG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LNG潜液泵将槽车内崇明南门LNG/LCNG加气站初步设计工程编号LNG11045陕西省燃气设计院12的LNG卸入LNG储罐。卸车约消耗24KWH电。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22KWH电。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）升压流程LNG的汽车发动机需要车载气瓶内饱和液体压力较高，一般在0408MPA，而运输和储存需要LNG饱和液体压力越低越好。所以在给汽车加气之前须对储罐中的LNG进行升压升温。LNG加气站储罐升压的目的是得到一定压力的饱和液体，在升压的同时饱和温度相应升高。LNG加气站的升压采用下进气，升压方式有两种一种是通过增压器升压，另一种是通过增压器与泵联合使用进行升压。第一种方式优点是不耗电能，缺点是升压时间长，理论需要五个多小时。第二种方式优点是升压时间短，减少放空损失，缺点是需要电耗。本设计采用第二种方式，并且加大增压器的传热面积，大大缩短升压时间，需要一个多小时，从而确保加气时间。（3）加气流程LNG加气站储罐中的饱和液体LNG通过泵加压后由加气机通过计量加给LNG汽车。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。（4）卸压流程崇明南门LNG/LCNG加气站初步设计工程编号LNG11045陕西省燃气设计院13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。通过对目前国内外采用先进的LNG加气站工艺的调查了解，正常工作状态下，系统的放空与操作和流程设计有很大关系。操作和设计过程中应尽量减少使用增压器。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，不宜在卸完车后立即增压。322LCNG工艺流程LCNG加气工艺是将低温162137、低压0408MPA的LNG转变成常温、高压25MPA的天然气，然后将压缩天然气（CNG）经程序控制盘输送至储气设施或直接经加气机加注给汽车。其主要设备包括LNG储罐、LNG高压柱塞泵、高压空温式气化器、CNG储气瓶组、加气机和程序控制盘等。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，这样大大降低了噪声污染，节约了大量的电能。33设备选型本项目LNG工艺设备主要包括1台60M3LNG卧式储罐、1套LNG泵撬（含1台LNG潜液泵，1台卸车（储罐）增压器，1台EAG加热器）、1套LCNG泵撬（含2台高压柱塞泵、2台高压气化器、1台高压EAG加热器、1台顺序控制盘）、1组储气瓶组、1台LNG加气机、2台CNG加气机。（1）LNG储罐LNG储罐按围护结构的隔热方式分类，大致有以下3种1）真空粉末隔热隔热方式为夹层抽真空，内填充珠光砂粉末，常见于小型LNG储罐。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，因而目前国崇明南门LNG/LCNG加气站初步设计工程编号LNG11045陕西省燃气设计院14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，目前气化站使用较多。2）高真空多层隔热。采用高真空多层缠绕绝热，多用于槽车和LNG车用气瓶。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。通过以上论述，结合本站的LNG储存量及经济性，本站选用60M3真空粉末隔热卧式LNG储罐1台。LNG储罐设ITT液位计、差压变送器、压力变送器、温度变送器、压力表各一套，以实现对储罐内LNG液位、温度、压力的现场指示及远传控制。罐体顶部设安全防爆装置，下部设夹层抽接口及真空度测试口。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12/01MPA（内筒/外筒）。设计参数如下全容积60M3充装率90工作介质LNG设计压力12MPA/01MPA（内筒/外筒）工作温度162/常温（内筒/外筒）设计温度196/50（内筒/外筒）腐蚀裕量0/1（内筒/外筒）崇明南门LNG/LCNG加气站初步设计工程编号LNG11045陕西省燃气设计院15焊缝系数10/085（内筒/外筒）固定方式卧式、室外日蒸发率小于等于02（LNG）（2）LNG泵撬（A）LNG潜液泵国内LNG加气站的设备技术发展较晚，目前国内已建成的LNG加气站投入使用的LNG潜液泵大多采用国外进口泵。LNG潜液泵的流量根据加气站的设计规模及加气机的流量选定，本项目LNG潜液泵的设计流量为0320L/MIN。LNG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。LNG潜液泵由一台变频器控制。根据LNG泵的性能曲线对LNG潜液泵进行选型，所选LNG潜液泵及泵池的主要参数分别如下LNG潜液泵介质LNG最低工作温度162设计温度196设计流量0320L/MIN设计扬程220M最大扬程250M进口静压头14M电机功率11KW转速15006000RPM电源3相，380V，50HZ泵池工作介质LNG崇明南门LNG/LCNG加气站初步设计工程编号LNG11045陕西省燃气设计院16内筒直径300MM外筒直径380MM工作压力14MPA/01MPA设计压力16MPA/01MPA气压试验压力184MPA气密性试验压力10MPA/02（内罐同时持压01MPA）安全阀开启压力15MPA工作温度162/常温设计温度196/50（B）卸车、储罐增压器增压器是完成加注系统升压升温的设备之一。增压器选用空温式加热器，借助列管外的空气给热，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。本设计选用处理量为300NM3/H的增压器1台。其主要工艺参数如下单台处理量300NM3/H进口介质LNG出口介质NG/LNG进口温度高于或等于162出口温度137最高工作压力12MPA设计压力16MPA设计温度196（C）EAG加热器EAG加热器是保证安全放散系统正常工作的设备之一。加热器选用空温式加热器，借助列管外的空气给热，使管内LNG升高温度来实现，空温崇明南门LNG/LCNG加气站初步设计工程编号LNG11045陕西省燃气设计院17式换热器使用空气作为热源，节约能源，运行费用低。本设计选用处理量为200NM3/H的加热器1台。其主要工艺参数如下单台处理量200NM3/H进口介质LNG出口介质NG/LNG进口温度高于或等于162出口温度环境温度设计温度196（2）LCNG泵橇（A）高压柱塞泵高压柱塞泵是将LNG转变成CNG过程中的主要设备，其可靠性要求非常高，既要求能耐低温162，又要求能够增压出口压力可达25MPA。本工程设计选用2台高压柱塞泵（1台备用）。适用介质LNG流量1500L/H工作温度162进口压力00208MPA出口压力25MPA电机功率22KW转速301RPM（B）高压空温式气化器高压气化器是完成LNG高压气化的设备，本站选用空温式气化器，借助于列管外的空气给热，使管内高压LNG升高温度，实现LNG的气化。空温式换热器使用空气作为热源，节约能源，运行费用低。本设计选用处理量为2000NM3/H的高压气化器2台（交替使用）。其主要工艺参数如下工作介质LNG崇明南门LNG/LCNG加气站初步设计工程编号LNG11045陕西省燃气设计院18气化能力2000NM3/H进口温度162出口温度不低于环境温度15设计温度196最高工作压力25MPA设计压力275MPA主体材质铝翅片管（C）顺序控制盘顺序控制盘是保证储气设施的充气按一定顺序进行的设备。给储气设施充气的顺序是从高压到低压，先将压力较高的储气设施充满到高压20MPA，再向压力较低的储气设施充气，直至全部充满到高压。充气方式无直充型进气/出气口一进三出控制方式机械式最大工作压力25MPA试验压力275MPA工作流量2000NM3/H（5）储气瓶组储气设施选择一组地上储气瓶组，总水容积约为39M3。储气瓶是现行地面金属容器如储气瓶组或储气罐储气的一种储气方式。地上储气瓶主要技术参数见下表52最高工作压力25MPA容积13M工作温度常温（6）LNG加注机LNG加注机是给LNG汽车上LNG气瓶加注和计量的设备，主要包括流量计和加注枪两大部件。流量计是计量设备，采用质量流量计，具有温崇明南门LNG/LCNG加气站初步设计工程编号LNG11045陕西省燃气设计院19度补偿功能；加注枪是给车载LNG气瓶加注的快装接头。所选LNG加注机的主要参数如下工作介质LNG计量准确度10工作压力25MPA范围流量0200L/MIN输入电源220V1015，50HZ1HZ功率200W电源220V，50HZ（7）CNG加气机（双枪）加气机是对CNG汽车进行加气、计量的设备。特性参数如下工作介质LNG计量准确度10最大工作压力25MPA设计压力275MPA范围流量0200L/MIN输入电源220V1015，50HZ1HZ功率200W电源220V，50HZ（8）阀门阀门是实现系统开闭、系统自动化控制和系统安全运行的关键设备。这些阀门应具备耐低温或耐高压性能，储罐根部阀及气动阀应选用进口产品，其余阀门选用国产的高品质产品。站内工艺系统设有手动截止阀、球阀、调节阀、气动切断阀、安全放散阀、止回阀等。LNG储罐的进、出液管道上设有气动紧急切断阀；液相管道上两个截止阀之间设置安全阀。（9）仪表风系统崇明南门LNG/LCNG加气站初步设计工程编号LNG11045陕西省燃气设计院20本设计在需要紧急切断或需要实现自控的部位均设有气动紧急切断阀，仪表风系统就是为气动阀提供符合要求的控制气源，本设计中控制气源为压缩空气。仪表风系统主要设备有空压机、干燥器、一级过滤器、二级过滤器、三级过滤器等，出口气质满足工业自动化仪表气源压力范围和质量的要求。根据气动阀的仪表风压力和用量，对仪表风系统设备进行选型空压机型式活塞式排气量11M3/MIN排气压力0408MPA冷却方式风冷储气罐公称容积15M3工作压力0408MPA干燥器处理量15M3/MIN工作压力08MPA过滤器一级过滤器为前置过滤器，置于空压机之前，过滤精度3M，处理量15M3/MIN二级过滤为除油过滤器，置于空压机之后，过滤精度001M,处理量15M3/MIN三级过滤器为粉尘过滤器，置于干燥器之后，过滤精度001M,处理量15M3/MIN（10）管道设计管道布置原则合理、紧凑、整齐、美观，方便维修和操作。低温和高压管道管材选用0CR18NI9不锈钢无缝钢管。LNG储罐上设备之间的管道连接在制造厂完成，现场无需安装。LNG储罐与加气机之间的管道连接采用现场法兰连接。崇明南门LNG/LCNG加气站初步设计工程编号LNG11045陕西省燃气设计院2134主要材料表主要设备一览表表31序号设备名称型号规格单位数量备注一工艺设备1LNG低温储罐V60M3台12LNG泵撬21潜液泵流量0320L/MIN台122增压器Q300NM3/H台123EAG加热器Q200NM3/H台13LCNG泵撬31高压柱塞泵Q1500L/H台21用1备32高压空温式气化器Q2000NM3/H台2交替使用33程序控制盘Q2000NM3/H台11进3出4CNG加气机Q30NM3/MIN台25LNG加注机Q0200L/MIN台16储气瓶组V39M3组1二材料表1真空软管DN5036米根20CR18NI9DN5060米根10CR18NI9DN4036米根10CR18NI9DN406米根10CR18NI9DN2536米根10CR18NI9DN256米根12真空管DN50GB/T149762002米50CR18NI9DN40GB/T149762002米100CR18NI9DN25GB/T149762002米560CR18NI9崇明南门LNG/LCNG加气站初步设计工程编号LNG11045陕西省燃气设计院223管子2540GB/T149762002米1380CR18NI91540GB/T149762002米150CR18NI9DN20GB/T124592005个100CR18NI95三通DN20X20GB/T124592005个60CR18NI96异径接头DN20XDN15GB/T124592005个30CR18NI97阀门71低温长轴截止阀DN50DJ41Y25P个10CR18NI9DN40DJ41Y25P个20CR18NI9DN15DJ41Y25P个40CR18NI972低温止回阀DN50DJ41Y25P个10CR18NI9崇明南门LNG/LCNG加气站初步设计工程编号LNG11045陕西省燃气设计院234自动控制41设计遵循的主要标准和规范（1）汽车加油加气站设计与施工规范GB501562002（2006年版）（2）石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规程GB504932009（3）自动化仪表选型设计规定HG/T205072000（4）控制室设计规定HG/T205082000（5）信号报警安全联锁系统设计规定HG/T205112000（6）仪表供电设计规定HG/T205092000（7）仪表供气设计规定HG/T205102000（8）仪表系统接地设计规定HG/T205132000（9）仪表配管配线设计规定HG/T205122000（10）过程测量与控制仪表的功能标志及图形符号HG/T20505200042设计范围421自控工程设计范围本工程自控专业设计范围主要包括站控系统的数据采集、加气管理系统的数据采集、可燃气体报警控制系统的设计和数据采集；有关LNG泵撬、LCNG泵撬、LNG储罐的自控设备和控制系统不在本次设计范围内。422第三方系统工程设计范围LNG泵撬、LCNG泵撬、LNG储罐所需自控设备及站控系统、加气机等由厂家成套供应，安装调试等工作均由成套厂家完成。崇明南门LNG/LCNG加气站初步设计工程编号LNG11045陕西省燃气设计院2443可燃气体报警控制系统本工程在加气区设置3个可燃气体探测器，在卸车点设置1个可燃气体探测器，在工艺区设置4个可燃气体探测器，在控制室设置1台可燃气体报警控制器集中声光报警。系统通过RS485通讯接口与站控PLC控制柜进行通讯。44IC卡卡机联动及网络管理系统加气管理计算机通过计算机网络与监控计算机进行通讯，把加气机的加气数据和进站计量数据实时传送到后台监控管理系统。实时传输的数据还包括车辆编号、车型、本次气量、本次金额、交易时间、加气机编号等加气详细信息，并能反映当前加气状态及流水账号。45自控和仪表451控制系统要求站控系统的主要作用是连续监视和控制站内所有设备的运行状态、工艺参数，并记录和生成报警信息。使得整个站处于可监控、可视、安全、可靠、稳定的运行状态。由于该工程工艺生产介质为易燃易爆物品，控制要求精确，过程参数的控制要求非常严格。基于这一特点，设备厂家应采用比较先进可靠的控制系统。要能对站内各工艺参数及设备运行情况进行全方位的监视和联锁控制，并能对各工艺参数实现显示、记录、积累、报警、控制、查询、打印等功能。控制系统选型原则在安全可靠的基础上，尽量采用先进的技术和设备，使整个场站的设计体现安全可靠、技术先进、经济合理、符合环保的要求。系统应运行稳崇明南门LNG/LCNG加气站初步设计工程编号LNG11045陕西省燃气设计院25定、功能强大、方便、灵活、易于扩展和维护。主要体现在以下几个方面可靠性系统设计应充分考虑高可靠性要求，选择成熟、稳定、可靠的硬件设备，保证系统长期、不间断运行。并在通讯和重要节点采用冗余热备方案，确保整个系统的高可靠运行。先进性系统应结合计算机技术、通信技术、自动化控制技术，实现数据自动采集、传输、处理、报警、控制、报表打印等功能，从而保证全站操作自动化。安全性系统对用户访问权限进行设置；数据库和应用软件的访问和修改权限设置限制；RTU设备进入防爆区域回路均采用隔爆设计等措施，确保系统的安全运行。经济性系统充分考虑本站的应用需求和目前的自动化水平，结合工程特点及系统的实际情况，建立一套满足应用需要，价格合理的自动化控制系统。452仪表选型要求工程仪表选型依据为采用适用于天然气介质、爆炸一区、二区、露天使用要求的外壳材质为铝合金的仪器仪表。同时考虑环境温度、湿度、震动加速度等因素。系统数据输出和导入采用RS485/MODBUS串口通讯。1、仪表选型的一般要求、精确度02QMAXQQMAX05崇明南门LNG/LCNG加气站初步设计工程编号LNG11045陕西省燃气设计院26QMAXQ02QMAX1、量程比120、重复性优于02、短时过载能力160MAX时仪表无损。2、压力、温度、差压变送器设备选型要求主要仪表信号为420MA直流信号或MODBUS总线信号。仪表选型具有高可靠性并满足精度要求；仪表精度要求不低于02级。爆炸危险区内选用与爆炸、火灾危险环境等级相适应的仪器仪表，防爆等级不低于EXDIICT6，防护等级不低于IP65；外壳材质为铝合金。电气特性为二线制无源，输出信号为420MA和支持HART通讯，电源电压为1245VDC。3、自控仪表及系统的防雷保护措施工艺装置区按二类防雷标准设计；站房按三类防雷设计。为了保证设备安全和系统可靠，在有可能出现雷电感应所引起的过电流与过电压引入系统的所有部位，安装浪涌保护器。在由AC220V电源供电的检测仪表，PLC及控制室UPS的电源端加装电源避雷器，以抑制出现在电力网络中的暂态浪涌电压并吸收暂态浪涌电压能量。46安全技术措施（1）PLC选用的控制站应具有冗余容错技术，电源单元和通讯总线等应采用双重化设置，使站控系统具有很高的可靠性和安全性。（2）根据生产装置危险区域划分，现场电动仪表应选用防爆型仪表，其防爆等级不低于EXDIICT6。崇明南门LNG/LCNG加气站初步设计工程编号LNG11045陕西省燃气设计院27（3）在易燃易爆介质危险区域，设置可燃气体探测器。（4）仪表接地分安全保护接地和系统工作接地。采用等电位接地,接地电阻不大于4。47仪表的防护措施（1）仪表测量管线材质应与工艺管线或设备材质一致或比工艺管线或设备材质略高。（2）现场仪表防护等级应不低于IP65。48仪表电源控制室站控系统、加气管理系统、可燃气体报警控制系统及视频监控系统需UPS电源供电。当正常供电系统出现故障时,UPS电源应能连续供电不小于60分钟。49主要设备及材料表主要设备及材料表表41序号设备名称型号规格单位数量备注1PLC控制柜套1设备厂家成套带2监控计算机台1设备厂家成套带3操作台套2定制4打印机A4激光台25UPS电源6KVA台16加气管理计算机21液晶/主频28GHZ/内存2G/硬盘500G套1含系统管理软件7可燃气体报警控制器点数8点台1带声光报警8可燃气体探测器EXDIICT6、IP65个8崇明南门LNG/LCNG加气站初步设计工程编号LNG11045陕西省燃气设计院289压力表台110电缆电源电缆ZRYJV2206/10KV325米50控制电缆ZRKVVRP22450/750V1015米110ZRKVVRP22415米450通讯电缆ZRDJYVP222215米18011镀锌钢管DN20米320DN50米50崇明南门LNG/LCNG加气站初步设计工程编号LNG11045陕西省燃气设计院295公用工程51建构筑物设计511建筑设计本工程的建构）筑物主要包括临时站房、加气罩棚、围堰和设备基础等。（1）建筑设计的安全要求本站按所在地区地震基本裂度为7度，基本加速度为010G，所有建构筑物抗震设计按7度设防。站内的所有建（构）筑物防火等级不低于二级。加气区罩棚为钢网架结构，耐火极限平均为025H，罩棚采用非燃烧材料。站房为框架结构，耐火极限为3H。站内所有建筑物的门窗均向外开启。爆炸危险区域内的房间的地坪采用不发火地面。（2）建筑设计的美观要求本着简单、大方、美观的原则，建筑物在满足使用功能的前提下要注意美观，造型要新颖，尽量与周围城市建筑物协调，力争成为城市一个新的亮点。（3）构筑物构筑物包含储罐围堰、加气岛及设备基础等。LNG加气站主物料LNG介质工作温度约为162，储罐围堰、加气岛及设备基础等构筑物在设计中均考虑抗低温措施，防止液体泄漏时产生的低温对结构产生低温损害。512结构设计（1）设计遵循的主要规范储罐区防火堤设计规范GB503512005；崇明南门LNG/LCNG加气站初步设计工程编号LNG11045陕西省燃气设计院30建筑抗震设计规范GB5001120012008局部修订版。（2）本站内结构设计，抗震设计烈度7度；设计基本地震加速度010G；场地类别类。基础采用钢筋混凝土独立基础，抗震等级二级。承载力计算按如下确定PKFA式中PK相应于荷载效应标准组合时，基础底面处平均压力值；FA修正后的地基承载力特征值。（3）围堰结构设计围堰采用钢筋混凝土结构，并采取防冷冻措施。513建、构筑物一览表建、构筑物一览表表51序号名称面积（M2）耐火等级结构形式1加气区罩棚112二级钢网架2围堰区176二级钢筋混凝土3站房2952二级52电气521设计范围本工程设计范围为动力供配电以及防雷防静电系统。以电源电缆进户电缆头为设计分界点，电缆头以下的动力供配电及防雷防静电接地系统由本院设计，电缆头及以上部分（电源外线）由建设单位另行委托设计施工。522电源情况本工程电源由站外就近04KV埋地引入站内配电室。523用电负荷崇明南门LNG/LCNG加气站初步设计工程编号LNG11045陕西省燃气设计院31本站用电负荷定为三级负荷，其中信息及自控系统为二级负荷。用电负荷统计表表52设备数量台计算负荷序号负荷名称单台设备容量KW安装工作需要系数KXCOSPJKWQJKVARSJKVAIJA1低温泵151110815112518752高压柱塞泵2211108221652753潜污泵075111080750560944空压机2211108221652755自控及信息系统4811108483666CNG加气机02220908036030457LNG加注机021109080180140238照明及其他1008509854194KP10KQ10合计081653793816591002补偿容量1898补偿后095529417455738469变压器容量（KVA）80本站总负荷5294KVA，年总耗电量约为1883万KWH。524供配电系统5241供电系统本工程电源由站外就近04KV埋地引入站内配电室，04KV低压配电。站内设置1套6KVAUPS应急电源（T30MIN），为信息系统提供备用电源。5242配电系统（1）本项目站内设置一台总配电柜，向各用电设备采用放射式供电，柜内设置低压计量装置。崇明南门LNG/LCNG加气站初步设计工程编号LNG11045陕西省燃气设计院32（2）本工程无功率补偿要求在上级变配电系统低压侧自动补偿方式，补偿容量为20KVAR，补偿后高压侧功率因数不低于095。（3）低压配电系统采用TNS系统，对站内用电设备采用放射式配电，低压配电系统层次不超过2级。（4）低温泵、高压柱塞泵电机根据工艺情况采用变频启动，其它电机均低压全压启动。所有电机均在控制室内进行控制。（5）各类用电设备的馈电线路电压损失控制在5以内。525供配电线路（1）在满足设备用电需要和保证电压损失控制在5以内的前提下，按照经济电流密度选用电缆截面。（2）本工程电力线路采用铜芯交联聚乙烯（铠装）绝缘电力电缆（YJV型）电缆沟敷设，电缆出地面时穿钢管保护。（3）电缆出地面加钢套管，和设备之间采用防爆扰性管保护。（4）电缆不得与其它任何管道同沟敷设，并应满足施工安全距离的要求。526配电柜、照明箱选择（1）动力配电柜选用GGD型设备，落