LNG撬式加气站建议书

1、十堰绿洁液化天然气发展有限公司 lng加气站特许经营 项目建议书十堰绿洁液化天然气发展有限公司二零零九年九月第一部分 建站背景与意义- 1 -1 lng定义- 1 -2 lng汽车和lng加气站- 3 -2.1 lng汽车- 3 -2.2 lng汽车加气站- 4 -3 项目背景- 1 -4 车辆运营收益分析- 5 -第二部分 项目投资预算及项目进度- 6 -1成本预算- 6 -2 项目进度- 6 -3 资金筹措- 6 -4 项目盈利能力分析- 7 -第三部分 技术方案- 8 -1总论- 8 -1.1项目慨况- 8 -1.2设计依据及原则- 9 -1.3主要设计规范- 9 -1.4主要技术经济指

2、标- 9 -2总图布置- 10 -3工艺流程和主要设备- 10 -3.1工艺流程特点- 10 -3.2工艺流程说明- 10 -3.3主要工艺设备选型- 11 -4工艺自控系统- 13 -5电气- 13 -5.1全站用电负荷及对电源的要求- 13 -5.2供配电系统- 13 -6安全设计- 14 -6.1防雷及防静电接地- 14 -6.2工艺安全设计- 14 -6.3安全控制- 14 -6.4消防设施- 14 -7气源运输方案- 14 -第一部分 建站背景与意义1 项目背景目的：服务十堰市汽车产业，服务东风商用车公司、东风特种商用车公司、东风客车公司、东风专用汽车底盘有限公司、东风特种汽车有限公

3、司等公司的卡车及客车销售事业。（下图为东风天龙lng牵引车） 背景说明：1.根据东风商用车市场报告情况，山东重汽、北汽福田等公司在lng车型国际国内市场发展迅猛，前期东风集团在该类车型上的研发已经结束，同时其技术在国内属于领先水平，但是由于十堰市在lng液化天然气发展落后于其他城市，造成生产出来的车无法顺利运出十堰，基本上全部采用背车的形式运输，造成大量浪费，成本举高不下，从而制约了其十堰市汽车产业，东风汽车公司的发展。2lng车型采用液化天然气燃料，更清洁环保，东风lng技术目前在国内属于领先水平。同时十堰世纪中远车辆有限公司正在研究开发采用新能源的混合动力卡车和lng车型。以上体现了东风商

4、用车领先的未来科技。东风商用车公司、东风特种商用车公司、十堰世纪中远车辆有限公司、东风客车公司、东风专用汽车底盘有限公司、东风特种汽车有限公司、东风汽车股份有限公司在lng卡车和客车研发方面，现已研发燃气底盘30多个车型，产品覆盖612m前、后置客货车底盘，是国内燃气汽车底盘产品链最丰富的厂家。产品综合技术水平居国内同类产品领先地位。3如何抓住契机，快速发展lng小型移动加气站业务市场，是我公司中心任务。由于东风公司生产lng汽车，而十堰地区目前还没有lng汽车加气站，为适应市场发展夺得先机，本公司筹划建设lng小型移动加气站。2 lng定义当天然气在大气压下，冷却至约-162时，天然气由气态

5、转变成液态，称为液化天然气（liquefied natural gas，缩写为lng）。lng无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/625，lng的重量仅为同体积水的45%左右，热值为52mmbtu/t（1mmbtu=2.52108cal）。液化天然气较其它可燃气体比，具有以下优点：（1）清洁是地球上最干净的化石能源，完全燃烧后生成二氧化碳和水。.lng作为优质的车用燃料与汽油相比，它可将汽油汽车尾气中hc减少72%，nox减少39%，co减少90%，sox、pb降为零。（2）高效天然气在联合循环发电利用中，热能利用率可达55，高于用原油和煤作燃料发电机组的热能利用率。

6、（3）安全性能高着火温度高（590）；着火下限比液化石油气高，天然气为5，而液化石油气11.5；不含一氧化碳，不会引起一氧化碳中毒；比空气轻、如有泄漏易于扩散。而液化石油气比空气重，在泄漏处聚集容易引起火灾或爆炸。（4）经济价格相对稳定，波动比油价小，有利于国民经济长期稳定发展；相同热值比较，天然气比轻柴油、液化石油气便宜2030；使用天然气的装置一般投资省、建设周期短，占地少并节省劳动力。（5）方便点火方便，火焰稳定、容易控制；管道供气和燃料油、灌装液化石油气相比无需仓储、搬运。（6）可靠资源丰富；生产、液化、运输、存储和再气化、管输运输技术相当成熟；有着良好的长期安全、稳定供应的历史记录，

7、从开展lng海上运输以来30年，还没有发生严重事故（如lng泄漏）的记录。但石油海上运输严重事故（石油泄漏）时有发生。3 lng汽车和lng加气站3.1 lng汽车lng汽车就是将lng储存到低压绝热的容器中，气化后作为燃料供车辆使用。它同样拥有cng汽车的高经济性能，大气污染小等优点。lng作为替代燃料，同样容积的燃料储罐，储存的天然气量是cng的3倍，行驶里程也是后者的3倍。而且由于生产工艺的原因，lng几乎是纯甲烷，不含硫等有害成分，汽车使用相当干净，对环境和汽车发动机都有利。车辆改装lng系统主要有以下部分：低温绝热罐。一般lng被储存在-162以下,储存压力0.30.6mpa。要求储

8、存容器耐低温、耐压，一般为双层金属真空加多层缠绕绝热。车用lng气化器。就是利用发动机冷却水做热源，将lng气化的装置。可以由铝合金制造，以减轻重量。减压调压阀和混和器。其基本原理和性能与cng系统相同，就是将气化器产生的天然气压力(约0.45mpa)调压到车用压力(约0.15mpa)。cng由于压力高采用三级调压，lng采用一级调压就可以了。混合器是一种利用文丘里原理，在静态与动态下均能保证空气/燃料混合气为正确比例的机械装置。控制装置。根据发动机状况，调节气化量。lng汽车加气站有两种形式，一种是专门对lng汽车加气的单一站，一种是可对lng汽车，也可对cng汽车加气的l-cng站。对于后

9、者就是前者外加一套lng转化cng流程。3.2 lng汽车加气站lng汽车加气站的主要设备有：lng储罐。是一种双层真空绝热容器，国内技术成熟，能够生产50200m3大小的罐(超过200m3主要用在码头，用于接收)。作为汽车加气站的储罐，罐可以是地上的，也可以是地下的，即可以是卧式的，也可做成立式的。lng低温泵。是一种适用于lng的低温泵，用于将罐内的lng输送到车上储罐。用在汽车加气站上的有普通形式的泵，也有浸没式的，即液下泵，后者可以减小占地。目前国内制造刚刚开始，主要设备依赖进口。lng加气机。专门为lng汽车制造的加气装置，它与加油机和cng加气机一样,可以计量加到车辆中的lng质量

10、，而且速度很快，与加油一样方便，一般可以在35min内加气完毕。地点：白浪经济技术开发区。4 车辆运营收益分析表1：lng出租车效益估算 燃料项目天然气（lng）汽油（93#）价格3.5/立方米6.05/升百公里耗油量9立方米10升百公里燃料费31.5元60.5元百公里效益29元0每天效益/元/行驶里程101.5/（350km/天）全年330天效益/万元3.35表2：lng公交车效益估算 燃料项目天然气（lng）汽油（90#）价格3.5/立方米5.7/l百公里耗油量31立方米31l百公里燃料费/元108.5176.7百公里效益68.2每天效益/元/行驶里程136.4/(2km/天)全年330天

11、效益/万元4.5改善区域空气环境，完善城市功能。增加财政税收。第二部分 项目投资预算及项目进度1 成本预算工程成本如表：表3：工程总成本预算序号项目名称价格（万元）备注1l-cng汽车加气站工艺设备2762l-cng汽车加气站控制系统33plc全自动3工艺设备安装、保冷材料安装16含储罐吊装、找平等4设备、管道监检2.55项目报建、竣工验收等2.56设备运输费3公路运输7设备调试及预投费用1.2含预冷用液氮、置换等费用不含初次lng进液费用8项目措施费用1施工人员、机械进退场搬迁，脚手架等现场措施费9土地成本费用50合计总价：385.2万元2 项目进度工程设计周期为20天，设备制造周期为80天

12、，设备运输时间1-2天，安装周期30天，调试投产3天，本工程总的完成时间115120天。表4：项目进度表项目阶段时 间 （周）12345678910111213141516工程设计设备制造设备运输设备安装调试投产3 资金筹措项目投资的资金来源包括自有资金，银行融资。项目总投资为528.2万元，项目所需投入的自有资金、银行借款见下表：表5：项目资金来源表序号项目名称总额（万元）比例（%）1自有资金15039%2银行贷款235261%3总投资3852100%4 项目盈利能力分析经估算，该lng加气站日售气可达1万nm3，总投资约为385.2万元，动力不超过10kw，人员不超过十人。以年售气300*

13、104nm3计算，年总经营成本约为50万，当lng的进价与售价差保持0.8元/nm3时，年利润（税后）约为120万元，2.53年即可以收回投资。第三部分 技术方 案1总论1.1项目慨况1.1.1项目名称湖北十堰移动式lng汽车加气站十堰市位于湖北省西北部，汉江中上游，武当山北麓中低山区，汉江南岸，属北亚热带季风气候，历年平均气温15.2摄氏度，年平均降雨量828毫米。是鄂、豫、陕、渝毗邻地区唯一的区域性中心城市。位于华中、西南、西北三大经济板块的结合部，地处五省交界处，承担着东进西出、南北相连的作用，是鄂西北部周边地区人流、物流、教育、卫生和文化的集散地。辖五县一市两区和一个经济技术开发区，即

14、房县、郧县、郧西县、竹山县、竹溪县、张湾区、茅箭区、丹江口市和白浪经济技术开发区。十堰是我国重要的汽车生产和科研基地，是以汽车工业为主的新兴工业城市。2006年全市生产总值达345亿，人平过万元，连续三年跻身全国综合百强城市，居民生活质量居全国第63位。城区人均收入在全省位居第二位，仅次于武汉。全市国土总面积2.36万平方公里，总人口351余万，城区人口52万人。lng汽车具有经济、安全、环保、机动等优势,是天然气汽车的又一发展方向。发展清洁燃料汽车是世界各国减少汽车尾气污染的主要手段。传统的cng相比，lng更清洁，充气时间更短、更安全。1.1.3设计基础（1）原料气（lng）压力：00.5

15、mpa(a)温度：-162-130（2）加气条件lng汽车的最大充装压力为20mpa，站内lng储存压力为25mpa。单车充气时间最大不超过10分钟。（3）供气范围主要共给东风每年2000多台的lng改装车和物流车（4）气源保障由中国燃气提供资源1.2设计依据及原则（1）采用先进、可靠、成熟的技术和设备，保证安全生产、保护环境、节约能源、方便用户；（2）低投入高效益的原则；（3）严格遵守国家、行业的有关规范、标准和规定，尽量参照国外先进标准。1.3主要设计规范液化天然气（lng）生产、储存和装卸标准 nfpa59a-2000液化天然气汽车系统技术要求 nfpa57-2000汽车加油加气站设计规

16、范 gb50156-2002火灾自动报警系统设计规范 gbj116-88中华人民共和国爆炸危险场所电气安装规程 gbj16-87爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 gb50058-92低压配电设计规范 gb50054-95供配电系统设计规范 gb50052-95汽车加油加气站设计规范 gb50183-20061.4主要技术经济指标加气能力：15000 nm/d加气速度：小车30辆/小时或大车20辆/小时lng储存量：30000nm3电机功率：30kw控制系统:全自动控制（plc）或仪表式控制单车加气时间：小车小于5分钟，大车小于8分钟lng卸车时间：lng槽车卸车时间小于1小时。cng瓶组储存

17、能力：600-800nm32总图布置lng站采用整体设计，储罐及其相关阀件组合在一起，自成一台单体设备，布置储罐基础上,高压气化器和高压lng泵单独布置在一个撬装式底座上,成为一个独立的撬座设备，符合安全距离的地方，两台售气机布置在单独的加气岛上,从而使整个加气站比较简洁。3工艺流程和主要设备3.1工艺流程特点本工程采用成熟的生产工艺,生产过程为密闭流程，既保障了生产安全,又减少了天然气的损耗，起到了保护环境的作用。站内lng采用低压低温储存,气化后的天然气（cng）直接进cng储气瓶组，再由售气机对汽车加气。3.2工艺流程说明lng汽车加气站工艺流程图，共有卸车单元、lng储罐单元、lng-

18、cng气化，cng储存单元、售气单元五部分组成。主要装置有lng低温储罐、高压lng泵、高压lng汽化器、电加热式复热器，cng高压储气瓶组、cng售气机、安全装置和自动控制系统等。3.2.1卸车流程：lng由lng槽车或集装箱运来，在卸车台用槽车自带的增压器给槽车增压，利用压差将lng送入站用lng储罐内。如果lng槽车（如集装箱式储槽）不带增压器，可以利用站内气化器进行增压。3.2.2气化流程：当lng泵起动时，储罐内的lng被抽出加压到25mpa以上的压力进入强制式空温汽化器，在汽化器中，lng与空气换热，成为气体，经程序阀进入cng储罐的高压组，当高压组压力达到25mpa时，自动切换到

19、低压组，低压组压力达到25mpa时，泵自动停止运行。3.2.3加气流程：当售气机与加气车辆连接好后，系统首先打开cng气瓶组的低压组对汽车加气，当加气速度低于某一设定值时，系统自动转换到中压组，达到设定值时自动切换到高压组继续充气，直到20mpa，自动停止加气。3.2.4储罐调压流程：lng储罐的压力由机械式增压调节阀和顺序阀控制：当储罐压力低于增压调节阀的设定压力（设计为0.4mpa）时，增压调节阀打开，部分lng由增压器气化后返回储罐的气相空间使罐内压力上增，当压力升至设定压力时，增压调节阀自动关闭。3.3主要工艺设备选型3.3.1 lng储罐安装方式：撬装式有效容积：50m3lng卧式储

20、罐1台，约储存30000nm3天然气。最大lng充装率：90绝热形式：真空粉末绝热日蒸发率：0.3最大允许工作压力压力：0.8mpa设计温度：1963.3.2空温式高压气化器型式：不锈钢管铝翅片空温式强制气化器汽化能力：1500m3/hr工作压力：25mpa最大允许工作压力：30mpa设计温度：-196出口温度：不低于-203.3.3电加热式复热器汽化能力：1500m3/hr工作压力：25mpa最大允许工作压力：30mpa设计温度：-196出口温度：不低于-203.3.4储罐增压器器型式：铝翅片空温式汽化能力：200m3/hr工作压力：1.0mpa设计温度：-1963.3.5储气瓶组工作压力：

21、25mpa水容积:2-3m3工作温度：-40以上3.3.6高压lng泵型式:轴塞式泵型号:cvi公司的pd3000或acd公司的p2k或国产台联、新亚等品牌排量:6002升/小时电机功率:20-30kw3.3.7 cng售气机型式：单枪加气机2台工作压力：25mpa最大加气速度：0-30kg/min4工艺自控系统本加气站的控制可以采用两种控制方式:一是采用全自动控制,由一台plc集中控制,二是对需要控制的设备实行单独控制（仪表控制）,两种方式均可以实现设备运行的自动化。采用集中控制方式时，控制系统由仪表柜、控制电缆、紧急切断阀、仪表风系统（n2系统）及现场仪表等组成，仪表柜可以显示lng储罐的

22、压力、液位、l-cng汽化器的出口温度、出口压力，供气系统（气瓶组）压力。当储罐压力液位过高或过低时，发出报警信号。当lng汽化器的出口温度过低时，lng储罐出口紧急切断阀将自动关闭，泵自动停机，在紧急情况下也可以在仪表柜用开关将紧急切断阀手动关闭，起到对下游管线设备的保护作用。采取单独控制时，储关液位和压力只在现场显示，不需远传，加气流程由售气机控制，lng泵设一个控制箱即可。站内天然气泄露检测的仪表选用催化燃烧式可燃气体报警装置,设4条回路即可,可燃气体探头分别安装于lng泵区、气化调压区、cng瓶组和加气区域，报警器安装在值班室，并配有备用电源。5电气5.1全站用电负荷及对电源的要求本站

23、工艺用电负荷不超过40kw，年用电量为80000kwh,照明用电不在本设计范围内,建站时另外考虑。5.2供配电系统本站用电负荷量较少，按gb50052供配电系统设计规范设计一路电源，在设备区15米之外设配电柜一个.装置供配电电缆和控制电缆采用穿钢管保护敷设,并采取密封措施。6安全设计6.1防雷及防静电接地根据nfpa59a第7-7.4条中规定lng储罐另可参照nfpa780 apirp2003。装置上的所有单体设备和管线均与设备作跨接连接,每台单体装置可靠接地点不少于于10欧姆。另外单设加气汽车用接地线2根6.2工艺安全设计（1）所有设备均按标准设计、制造和检验；（2）管路流程中安装标准设置了

24、必要的安全（3）管路和阀门选用业内实践证明可靠的。6.3安全控制（1）lng加气站设plc控制系统,实现卸车加气的操作控制，plc控制系统有后备监测。所有仪表信号均传输到控制系统（2）lng加气站设可燃气体探测器4支。（3）lng加气站设紧急停机按钮3个。6.4消防设施本站消防及灭火设施设计遵循城镇燃气设计规范gb50028-2006和汽车加油加气站设计规范gb50156-2002以及建筑灭火器配置设计规范gbj140-90的规定，在站内配置灭火器.转运车位设置35kg推车式干粉灭火器2具,站房设手提式8kg灭火器2具,配备灭火毯2块。该站配置的灭火器采用手提式磷酸氨盐干粉灭火器，可灵活方便的扑灭初起火灾。7气源运输方案lng载运状态一般是常压，所以其温度为-162的低温。由于lng具有易燃、易爆的特点，载运中的安全可靠是至关重要的。（1） lng槽车的隔热方式槽车采用合适的隔热方式，以确保高效、安全地运输。由于真空粉末隔热具有真空度要求不高、工艺简单、隔热效果较好的特点，因此载本项目中，lng槽车的隔热方式将采用真空粉末隔热。（2）lng槽车的安全设计lng槽车