LCNG撬装加气站项目技术文件

1、LCNG 撬装加气站项目技术文件1. 项目概况工程名称：标准LCNG加气站项目建设地点：用户定地点设计范围：本工程设计内容为L-CNG撬装加气站。工程规模：万方 /天2. 设计依据依据客户提供的相关资料以及相关技术要求。依据国家相关规范进行设计。根据我公司的企业标准进行设计。3. 设计原则采用国内外成熟的工艺、技术、设备、材料，以安全为首要考虑前提， 保证工艺技术先进性、可靠性，经济性。安全生产、保护环境、节约能源、方便用户的原则。4. 遵循的主要标准、规范L-CNG 加气站设备的设计、材料、制造和调试过程中符合现行的国标及行业标准要求外，还应遵循下述标准（不限于）。下列标准如被修订，按照最新

2、版本标准使用。NFPA57-20液化天然气（ LNG ）车用燃料系统规范02GB50156-2汽车加油加气站设计和施工规范002GB50028-2城镇燃气设计规范006GB/T20368-液化天然气（ LNG ）生产、储存和装卸标准2006GB/T19204-液化天然气的一般特性2003GB17820天然气GB18047车用压缩天然气CJJ84-2000汽车用燃气加气站技术规范SY0092-98汽车用压缩天然气加气站设计规范SH/T3134-2采用撬装式加油装置的汽车加油站技术规范002AQ3002-20阻隔防爆撬装式汽车加油（气）装置技术要求05GB50016-2建筑设计防火规范006GB5

3、0183-2石油天然气工程设计防火规范004GB50351-2储罐区防火区设计规范005GB50140-2建筑灭火器配置设计规范005SY/T5225-2石油天然气钻井、 开发、储运防火防爆安全生005产技术规程GB50052供配电系统设计规范GB50058-9爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范2GB50057建筑物防雷设计规范GB50011-2建筑抗震设计规范001GB20191-9构筑物抗震设计规范3SH/T3147-2石油化工构筑物抗震设计规范004GB50209-2建筑地面工程施工及验收规范002GB150钢制压力容器GB/T18442低温绝热压力容器JB/T4780-2002液化天然

4、气罐式集装箱JB/T4783-2低温液体汽车罐车007AQ3001-20汽车加油 (气 )站、轻质燃油和液化石油气汽车05用阻隔防爆储罐技术要求1999压力容器安全技术监察规程2003特种设备安全监察条例GB/T14976流体输送用不锈钢无缝钢管GB50316工业金属管道设计标准SY0007钢制管道及储罐防腐蚀控制工程设计规范5. 技术方案L-CNG加气站设备由真空低温储罐（或用户自备）、低温柱塞泵、卸车增压器、储罐增压器、EAG加热器、高压空温式气化器、 水浴式气化器 （可选配）、程序控制盘 （可选配）、高压储气瓶组、 CNG加气机、连接管件阀门、 安全放散、 L-CNG加气站站控系统等设施

5、组成，确保加气站的储存能力和加气能力，并减少运行过程中的BOG气体排放。主要设备配置表:单数产品型号或规格说明位量LNG 低温储有效容积：方式，绝热台1罐方式，国产阀门（进口可选配）L-CNG 低温两台 1500L /h 国产泵（可选配ACD3泵）、两台 1000 Nm/h 高压气化器，含1柱塞泵与空套温气化器撬低温真空管路阀门、常温高压管路阀门、就地仪表等，参数详见技术介绍卸车增压器300 Nm3/h ，1.6MPa套1储罐增压器与150 Nm3/h ，1.6MPa套1低压 EAG增压器高压 EAG100 Nm3/h ，25.0MPa套1增压器CNG 加气机三线双枪，国产枪头（可选配进口）2

6、IC 卡功能，小票打印机台程序控制盘2000-3000 Nm3/h ， 25.0MPa台1高压储气瓶3.9 m3（高中低各一组 1.3 m 3 X 3 ），1组25.0MPa套L-CNG 站控PLC 控制和配电系统，含燃气报警控制系统套1系统L-CNG 加气站计费管理系统仪表风系统空压机和干燥器套1水浴式气化1500 Nm3/h （可选配）， 25.0MPa套1器集装箱式站规格，带1控房空调，套现场低温管套1路阀门现场高压管1路阀门套6. 技术方案要点6.1工艺设计要点低温柱塞泵与空温气化器撬工艺设计和制造具备先进性、合理性，自动化程度产高， 基本使用气动阀门切换， 可实现无人值守。站控 PL

7、C和 SCADA系统自动化程度先进、控制界面清晰、功能完善。可以控制柱塞泵与空温气化器和整个站的运行，具有卸车，增压，加气，调饱和压力功能，特别是具有储罐自降压功能，保证BOG排放最少。CNG加气机具备IC 卡收费功能，防爆小票打印功能和网络化管理功能，并可以和银行联网。有国家级防爆中心出据的整机防爆认证，小票打印机和IC 卡电控系统防爆认证。6.2工艺流程卸车流程： LNG槽车密闭接头LNG贮罐从 LNG液化厂用低温运输槽车将LNG运至汽车加气站，通过加气站卸车接口、真空管道、阀门等将LNG灌注到加气站的低温贮罐中。可采用给槽车增压方式卸车，卸车时可采用上进液方式，也可采用下进液方式。L-C

8、NG 流程： LNG 贮罐柱塞泵空温气化器水浴式气化器（可选）程序控制盘（可选）CNG储气瓶 CNG加气机 CNG车载气瓶L-CNG加液站工艺主要分为LNG增压和 LNG汽化，以及L-CNG存储和加气两个主要流程。1）LNG增压与气化：采用LNG低温高压柱塞泵，直接将从 LNG储罐出来的LNG液体增压到20 25MPa，然后进入到高压空温式气化器，通过气化器对LNG的加温汽化， 使低温的 LNG汽化成常温的L-CNG气体，两台泵和两台空温气化器均可一用一备，也可同时运行。北方寒冷地区，由于冬季时环境温度较低，可通过水浴式气化器进一步增温，以保证L-CNG气体进入后续设备时，不会对其造成损害。气

9、化器的设计和选型是根据LNG的特性，当地的气候条件和 L-CNG站加气负荷计算来确，确保足够的汽化率保证汽化后的 L-CNG不带入潜热进入CNG储气瓶。2） L-CNG气体贮存与加气L-CNG气体通过程序控制盘存储到储气装置中去，并通过三线双枪加气机，从CNG 储气瓶组取气计量，给CNG汽车进行加气。调饱和流程： LNG贮罐 LNG泵 LNG调饱和加热器LNG贮罐（液相）卸车后，LNG低压泵将贮罐中的部分LNG输送到气化器，液体被加热后返回贮罐，直到罐内压力达到设定的饱和压力，本流程可实现了液体调饱和的功能，可以增加LNG的温度，以提高储罐的压力。泄压流程： LNG贮罐安全阀（泄压）LNG 贮

10、罐内气相压力高于安全阀设定压力，安全阀自动泄压。此时也可手动打开放散阀放空卸压。6.3工艺流程图7. 主要设备介绍7.1 L-CNG泵撬泵撬特点本项目泵设计采用橇装式，即将真空管道、控制阀门、低温柱塞泵和空温式气化器以及仪表柜等集中安装于撬块上。该撬具有如下特点：（ 1）高度集成、一体化设计，占地面积小；现场安装量少，投入使用快；（ 2）撬装设计，便于运输和转移，具有良好机动性；（ 3）关键部件采用进口原装件，电仪系统按防爆设计，安全可靠；（ 4）工艺管线短，将 BOG气体减至最少；（ 5） PLC全自动控制，人机界面良好，操作方便。为了系统安全、保证减少防爆电气件的使用，控制柜独立于块外，安

11、装在安全区域。泵撬主要参数序指标名称项目号1设备总功率 / 正常工作时功约 50KW率消耗2LNG柱塞泵流量 / 单台功率1500L/min ； 22KW3空温式气化器单台流量1000Nm3/min4空温式气化器工作周期8 小时自动切换泵撬设备技术性能与参数高压低温柱塞泵（ 1） 主要描述高压液体柱塞泵为双缸、单作用柱塞泵。活塞通过联轴节与十字头相连。十字头由凸轮驱动连杆拖动。各种部件（冷端、联动总成等）都易于分解，维护非常便利。电机的转向没有要求，泵在两个方向都可旋转。在泵头的吸入口内装有过滤器以防止外界杂物进入泵内，过滤器还起到阻火器的作用，可避免泵内起火或爆炸的风险。过滤器的过滤精度为1

12、50 m，其表面积至少为吸入管截面积的两倍。（ 2） 主要技术参数名称技术指标输送介质LNG型式卧式、双缸、活塞泵流量1500 L/h最大出口压力25.0 MPa设计温度-162进口压力0.02 0.8 Mpa输入电源380 V 、3相、 50Hz功率22 kw空温式高压气化器（1）主要描述最高工作压力不小于32MPa，加热方式为自然空温式，无需外加热源。经高压柱塞泵加压后的LNG通过高压空温气化器后汽化为CNG，其出气温度接近环境温度，压力降0.2MPa，受压管为304 不锈钢无缝钢管，换热管为LF21 防锈铝，翅片形式为抗氧化表面处理的大翅片，受压管采用胀接方式紧密贴贴合在换热管内，换热管

13、之间为柔性补偿连接结构。（2）主要参数型式：换热型式：立式空温式设计气量：1000 Nm3/h设计压力：32MPa进口温度-160-137出口温度：较环境温度低0 10主体材料：锈钢管铝翅片管衬不泵撬配管设计根据工程的特点， LNG 加气站配管设计主要内容包括以下几个方面：工艺管线设计：包括低温下的各种工艺管道、管件及阀门安全泄压设计：包括安全放空系统一次仪表安装及管道设计：包括测量压力、温度、流量等参数的一次仪表安装管道支吊架设计保冷（保温）设计备注 : 在保证土建按照图纸施工的同时，设备到现场后储罐和泵之间用真空软管连接，待设备定位后再测量重新制作真空硬管更换、泵后端真空硬管一次性安装采用

14、适量真空软管进行补偿。设备间均采用 HG205922009 标准中 PN25 钢制管法兰连接 (RF) 。本项目都按照低温工艺管线设计，设计温度-196 度。1）管道材 质 为 奥 氏 体 不 锈 钢 ， 钢 号 为 0Crl8Ni9 ， 符 合 GB/T14976-94 流体输送用不锈钢无缝钢管 。配管用标准外径采用 GB8163或 SH3405（壁厚系列为 SCH10s）；2）管件材 质 为 奥 氏 体 不 锈 钢 ， 钢 号 为 0Crl8Ni9 ， 符 合 GB/12459-90 标准的对焊无缝管件（冲压） ；3）法兰材 质 为 奥 氏 体 不 锈 钢 ， 钢 号 为 0Crl8Ni9

15、 ， 符 合 HG20592-97 标准的公制凸面对焊钢制法兰； 与法兰相应的紧固件采用不锈钢螺栓螺母（ 0Cr18Ni9 ），应经过冷加工硬化；4）密封垫片采用不锈钢金属缠绕垫片，金属材料为0Crl8Ni9 ，非金属材料为 PTFE。5）阀门采用专用低温阀门，应满足输送LNG 压力（压力级别PN1.6MPa）、流量要求，且具备耐低温性能(-196 ) 。主要包括：专用长轴截止阀、短轴截止阀、闸阀、三通阀、安全阀、止回阀等等，另外还包括气动低温阀门：紧急切断阀、减压调节阀及管道压力控制阀等。管道阀门选用液化天然气专用不锈钢阀门，钢号为0Cr18Ni9 ，保温管段采用长轴式，不保温管段采用短轴。

16、阀门与管道间的连接可采用焊接型式连接（ DN40及以下为承插焊， DN50及以上为对接焊）或法兰连接型式。安全泄压、放空系统设计安全泄压系统主要由安全阀、安全阀出口支管、各手动放空支管、放空总汇集管、放散管组成。（ 1）安全阀及爆破片根据泄放介质及泄放量的不同，本加气站可选则三种不同的安全阀，依次为低温弹簧封闭全启式安全阀、低温弹簧封闭微启式安全阀和常温弹簧封闭全启式安全阀。根据具体应用安装不同类型安全阀门。（ 2）放空系统设计放空系统包括低温放散系统和常温放散系统，主要由各手动放空支管、安全阀出口支管等一次仪表安装压力表接管压力表垂直安装，测量液态天然气时，仪表需与测量点保持同一高度，引出管

17、为水平即可。压力表的引出管都为DN6 小管径管嘴，对于管径小于等于DN25 的管道，采用异径三通，引出压力表管嘴与三通及管道与三通的焊接都为承插焊；对于大于 DN25 的管道，采用在管道上钻孔， 引出 DN6压力表管嘴，管嘴与管道采用环形焊，并需做补强。管道支吊架设计根据所要支撑的管道温度的不同，可以分为常温支吊架和低温管托。 根据作用的不同， 可分为导向支架、 固定支架、限位支架等。保冷设计输送 LNG 低温液体及 BOG 低温气体的管线采用真空绝热管线。应采用最好的真空保温方式，确保加气站运行少排放。内加气流程低温管道均采用真空绝热管,其低温阀均为带真空绝热夹套阀门；使用真空结构以有效防止

18、热传递和减小蒸发率；在真空保温管道接口处为CCPE 现场发泡保冷。其余按照和用户以及设计院的约定设计建造。7.2卸车增压器和储罐增压器及EAG加热器、 BOG加热器（ 1）主要描述卸车增压器：一台储罐增压器：一台低压 EAG加热器：一台高压 EAG加热器：一台增压器联体设计，充分节省空间。（ 2）主要技术参数增压器参序数低压EAG高压EAG技术参数名称号卸 车/储加热器加热器罐1设计温度-196 -196 -196 进口温度-162 -162 -162 运行温度设计温度-196 -196-196 2出口温度运行温度-145 常温常温3设计压力（ MPa）1.61.6284工作压力（ MPa）1

19、.01.0255单台汽化量300/1501003150（ Nm/h ）6安装形式室外室外室外7材料3A213A213A21等等等7.3. CNG 加气机（售气机）技术特点：1）配备监控系统，监测充气过程的温度、压力、流量和速度，控制充气速度； 配备安全联锁系统，当加气软管失压、过压、过流时可自动切断气源，停止加气；2）质量流量计具有温度压力补偿，断电保护、 断电复位功能，具有自监测故障功能，预留智能通讯接口等。3）三线压力自动切换，保证对三瓶组的准确合理取气；4）加气机加气计价显示： “加气量”、“单价：元/m3”、“金额：元”，并带有压力表显示压力；5）具有断电数据保护，数据延时显示功能；6

20、）具有计量信号线断线后，自动关机，防人为偷气，保障业主利益；7）可以随时查询总累计量；8）具有定气量，定金额的预置加气功能；9）加气软管长度不小于6m；10）可调整加气压力及气体密度；11）配置拉断阀、入口球阀；12）可复显最近的加气数据，以备查检；13）具有自动检测故障功能，能自动显示故障代码；14）加气软管有拉断保护功能；15）具有卸压及排污功能；16）具有手动紧急切断阀；17）具有在线清洗过滤器功能，而不拆卸过滤器。18）配售气机电脑管理系统；系统达到国家防爆标准；19）配小票打印功能；( 打印系统符合防爆要求, 并取得国家级防爆证 ) ；20）具有 IC 卡预留口及加气电脑管理功能；加

21、气机IC卡系统已达到国家防爆标准；21）具有通讯接口，可与计算机连接；主要指标流量范围2 30Nm3/min/ 枪；设计精度0.5%；最大工作压力25.0 MPa；运行压力20.0 MPa（可调整）；耐压强度37.5 MPa；环境温度-40 +50；防爆等级ExdemibAT4；型式双枪三线；工作电源220V 15% 50Hz 1HZ；拉断阀拉断力 400N（20Mpa时）；额定功率200 W质量流量计采用进口质量流量计并带有温度传感器进行补偿。配置清单序号货物名称货物规格1双枪三线加气机HQHP-JQJ-IC-II配置如下序号名称材质规格及型号产地数1质 量 流不锈钢CNG050美国罗斯蒙特

22、2 台2电磁阀不锈钢truflowT501加拿大6 只3单向阀碳钢P-RV10L德国西德福6 只4压力表不锈钢YN-60ZTBT-40M 中外合资2 只5压 力 传不锈钢KYB18G-HP中外合资2 只6两 位 两不锈钢M10A-B6LJ2-SS 美国派克2 只7两 位 三不锈钢KK-262台湾2 只8加 气 软聚 四 氟5CNG010104040 美国派克2 根9管乙烯4-5000MM德国西德福6 只分 组 球碳钢BHK-10L-112310拉断阀不锈钢Truflow T101加拿大2 套11安全阀不锈钢AQF-1美国泰霸克2 只12加气枪不锈钢NGV-1法国史陶比尔2 只13管路连碳钢P-

23、TV10L德国西德福1 套14入 口 过不锈钢HQHP-GLQ-06中国3 只15滤器 1021 套管 路 钢 1Cr18Ni中国16电气控进口元 XLJQJ厚普自主知识2 套17IC 卡读进 口 元 CHP-ICDKS-F厚普自主知识2 套18小 票 打 进 口 元 CHP-WH153SA22厚普自主知识2 套印机器件（防爆证号：产权19金 属 键不锈钢S-6090A中国2 套20机壳不 锈 钢中国1 套7.4 L-CNG加气站站控系统仪控介绍控制系统采用PLC和工控机为核心，对L-CNG站的工艺变量、设备状态及其它过程变量进行监测和数据处理；跟据需要实现流程的自动化切换及设备的顺序启停；对

24、工艺流程及设备进行连锁保护；流量计算及数据归档；显示本站的工艺流程图，数据趋势图、棒状图等；工艺变量的越限或故障报警、打印；各种报警画面显示；实现LNG的接收、储存、调压、加气；实现高度自动和高度智能化，达到安全、 经济、环保的效果。控制系统包含所有需要的管理、工艺控制、安全检测、数据获得等功能。 预编程的控制器可完成数据评价、预警、紧急关停，支持各种不同的输入、输出，控制系统接收和显示所有相关的数字输入和输出，处理所有危险信号，并自动防止故障，需要时紧急关停系统。所有旋转设备和气动控制阀均由控制系统操作，加气站所有的仪表信号均传输到控制系统。控制系统设后备电源支持停电状态下的可燃气体监测和数

25、据保持。控制系统由仪表柜、控制电缆、电控气动阀、仪表风系统及现场仪表等组成。L-CNG加气站报警因果关系如下：报警名称报警灯声光报警联锁输出控制可燃性气体高限报xxx警储罐压力高报警xxx储罐液位低报警xxx储罐液位高报警xxx进线电源故障xxx系统紧急停机xxx仪表风欠压报警xxx仪表风超压报警xxx柱塞泵出口压力高xxx限报警柱塞泵入口温度高xxx限报警柱塞泵回气口温度xxx高限报警软启动故障报警xxx柱塞泵增压失败报xxx警高压储气瓶压力高xxx报警汽化器出口温度低xxx报警燃气报警系统加气站内设置天然气泄漏检测系统，位于罐区、卸车区及售气机处。泄漏检测仪表选用催化燃烧式可燃气体报警装置

26、，设置高、低限报警，并能自动启动ESD 系统。紧急停车 (ESD) 系统站控系统 (SCS)ESD 可手动 ( 站控制室中的ESD按钮）或自动触发。所有 ESD动作将发出闭锁信号，使站内 ESD设备在未接到人工复位的命令前不能再次启动。ESD信号发出时，将关闭切断阀等。IC 卡系统功能介绍1）实时监控加气机数据：系统采用RS485 通信，把加气机加气数据实时传到后台监控管理系统并存储，实时传输数据包括车辆编号、车型、卡号、卡类型、本次气量、本次金额、付款类型、交易日期、交易时间、加气员工、加气流水号等加气详细信息，为加气站管理人员提供及时、准确、安全的结算数据。2）卡机联动：只有插入IC 卡才

27、能加气，不插入IC 卡不能加气。3）数据查询功能： 系统可按照班组、枪号、加气流水、卡号、员工号、车型、车牌号、路数、付款方式、公司信息等查询任意时间段的加气信息。4）报表生成功能：系统能自动生成班报表、日报表、周报表、 月报表或任意时间段的报表等，并能按、 加气流水、卡号、员工号、车型、车牌号、路数、付款方式、公司信息等生成报表。5）防透支功能：本系统可以防止用户的透支行为。如果用户的IC 卡上的剩余金额不足于支付本次的加气量，当金额为 0 时，加气机自动停机。6）权限管理：数据库权限分级管理、数据库备份、恢复和日志管理，且具有数据清理功能，为有权限的人员提供数据清理操作。7）登陆用户设置8

28、）数据库备份 / 恢复、日志管理9）系统参数配置：系统能够配置各通信端口和其他参数，使系统能正常运行。站控系统主要设备器件（以最终设计为准）：序主要设备名称型号厂家备号注1柜体2000*800*600 或华气厚普2000*1000*8002PLCS7-300/M258西门子或施耐德3触摸屏TP177A/MT5520/M西门子 / 步科5067I/ 威纶4变频器M440/ATV32西门子或施耐德5软启动飞芝6断路器施耐德7现场仪表变送罗斯蒙特器8电磁阀SMC/进口其他9SCADA监控系组态软件及研华组态王 / 力控统工控机10IC 卡计费管理系统软件及研华华气厚普系统工控机7.5仪表风系统仪表风

29、系统配置一台空压机、一台冷干式干燥机。冷干式干燥机是利用冷媒与压缩空气进行热交换，把压缩空气温度降到 2 10范围的露点温度，使压缩空气中含水量趋于超饱和的状态，从而除去压缩空气中的水分（水蒸气成分）。空压机技术参数：型号： VW-0.2/7电机功率： 2.2KW3额定压力： 0.7MPa, 0.3-1.0MPa 允许使用储气罐：容积 0.13m3储气罐设计压力：1.1MPa，最高工作压力1.0 MPa进气温度：额定38，最高45冷干机技术参数：工作介质：压缩空气工作压力：压力露点：0.7MPa2-10（ 0.7MPa)功率电源750WAC380 50Hz出口尺寸1/2安装方式：室内，无基础，

30、混凝土地坪，周边留空不小于 1m。7.6 LNG 低温储罐LNG储罐技术参数表序号技术参数名称内罐外罐备注0133/充满率 95几何容积（ m）60 m02储存介质LNG珠光砂(夹层 )03材质0Cr18NQ345Ri9（ 16MnR）04设计温度 196-19650（）05蒸发率2/序号技术参数名称内罐外罐备注d内罐射线探伤100 UT+ 内、外容器及其06100%RT级比例100PTI 级 管线进行氦检漏07腐蚀裕量0108焊缝系数10.85（ 1） LNG储罐：真空粉末绝热低温储罐（ 2） LNG储罐具有国家相关部门颁发的设计、制造经营许可证，且所设计、制造的设备和装置符合国家、部委及行

31、业的有关规范、标准及规定，经过权威部门鉴定的产品。（3）设备的选材符合GB150-1998 和 HB20581-1998 的规定，承压件的材料选用根据材料的强度要求依次为：Q125-A；20R；Q345R；低温储罐内壳及附件材料采用0Cr18Ni9 。非承压件（支承件和内件）采用Q125-1 和Q125-A.F 。（ 4） 设备制造遵循的技术标准：国家质量技术监督局压力容器安全技术监察规程；GB150-1998钢制压力容器 ；JB4708钢制压力容器焊接工艺评定；JB/T4709 钢制压力容器焊接规程；JB4710钢制塔式容器 ；JB4744钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验；JB/T9072-98 固定式真空粉末绝热低温液体储罐；HG20585钢制低温压力容器技术规定。所购设备的压力容器的划分、设计压力、设计温度、厚度附加量、设计荷载、焊接接头系数、焊接接头检测、压力试验等遵照以上的标准执行。仪表及安全附件(1) LNG 储罐设独立液位计两套及差压变送器、压力变送器、压力表等，以实现对储罐内 LNG液位、压力的现场指示及远传控制。液位计接口管道分别引自内罐的顶部和底部，在外罐侧部位置统一引出，便于安装和观察。(2) 外罐顶部设安