LNG移动加液车与集成式小型LNG储罐站联合供气模式的研究(321终稿)(1)

1、LNG移动加液车与集成式小型LNG供气站联合供气模式的研究设计院课题研究组目 录第一部分 课题介绍3一、课题说明3二、课题提出的背景及意义3三、课题提出的目标3四、课题研究的结果3五、课题创新点说明4第二部分 研究分析5一、现状“点对点”供气模式及评价5(一)传统的LNG瓶组气化站的评价5(二)小型LNG气化站（安捷通）的评价7二、国内类似产品调查8三、LNG移动加液车与集成式小型LNG供气站联合供气模式的提出8(一)小型储罐部分的介绍9(二)LNG移动加液车介绍12(三)LNG移动加液车充装方式应用于本供气模式15四、集成式小型LNG供气站规格序列表15五、集成式小型LNG供气站总平布置16

2、六、集成式小型LNG供气站控制功能16七、集成式小型LNG供气站设备投资费用16八、本供气模式涉及的国家规范、规定及解读16第三部分 研究结论16一、LNG移动加液车与集成式小型LNG供气站联合供气模式的提出16二、潜在风险说明16三、结论与建议16第四部分 LNG移动加液车与集成式LNG瓶组撬联合供气模式推广方案16第一部分 课题介绍一、 课题说明本课题分为两个阶段：第一阶段：LNG移动加液车与集成式小型LNG供气站联合供气模式的研究(第2版：LNG移动加液车与集成式LNG瓶组站联合供气模式的研究；第1版课题名称：集成式LNG设施站用于点对点供气模式的研究），获得集团认可后进行第二阶段工作。

3、计划完成时间：2015年底。第二阶段：“对原有传统LNG瓶组站的改造升级方案的研究”,计划完成时间：2016年12月。二、 课题提出的背景及意义随着我国能源结构调整进程的加快，天然气市场发展迅速。2015财年集团提出“三跨”、“4G”、“扫乡”、“扫镇”的具体要求，计划发展750个“点对点”供气项目，这对气源的灵活性、便捷性及投资回报率等方面提出了新的要求。投资规模小、占地面积小、建设周期短的“点对点”供气模式已成为率先占领市场的主要方式。随着“点对点”供气站的数量增多，现有“点对点”供气模式的气价成本高、盈利困难、施工周期长、运营管理不便等不利因素，在一定条件下限制了“点对点”供气的发展。因

4、此，有必要对原有的“点对点”供气模式进行优化。三、 课题提出的目标在符合国家相关规范及规定的前提下，针对“点对点”供气站数量较多、气源来源有限或距离较远的情况，对集团现有的“点对点”供气站LNG瓶组气化站的供气模式进行优化，达到供气更经济、更便捷、更安全的目的。四、 课题研究的结果1、建议在取得当地监管部门认可的前提下,对待建LNG瓶组气化站数量较多的项目公司采用本模式，发展“点对点”供气市场。2、由LNG移动加液车、集成式小型LNG供气站，形成一种新型的供气模式在集团推广应用。五、 课题创新点说明对现有“点对点”供气模式进行优化，提出了一种“LNG移动加液车与集成式小型LNG供气站联合供气模

5、式”，该模式适用于“点对点”供气站数量较多、气源来源不便或距离较远的情况，具有方便、经济的特点。第二部分 研究分析一、 现状“点对点”供气模式及评价现有“点对点”气源包括LPG、CNG及LNG三种类型，按照气源类型，“点对点”供气模式包括三类：1、LPG气源类，可采用瓶组气化站或小型移动式混气设备等形式供气，供气能力小，换瓶量大。2、CNG气源类，主要采用瓶组站形式供气，对气源要求高，设备租金多。3、LNG气源类，有两种主要供气形式：传统的LNG瓶组气化站供气形式及近年来出现的小型集成式LNG供气站（类似于圣达因“安捷通”小型LNG供气站）新方式。(一) 传统的LNG瓶组气化站的评价传统LNG

6、瓶组站的钢瓶规格主要为175L，采用22个钢瓶并联使用（如图1、图2所示），LNG总储存水容积为3.85m3。图1 传统的LNG瓶组站安装图图2 LNG瓶组站175L钢瓶并联供气示意图传统LNG瓶组站的22个175L钢瓶的充装模式为：将所有钢瓶运输到周边LNG气化站，通过LNG气化站的灌装台DN15的进液口和DN15的回气口连接灌装。其工艺流程如图3所示。图3 LNG气化站灌装台工艺流程图传统LNG瓶组站（单瓶小于410升，总容积小于4m3）的优缺点评价：1、优点占地面积小，不用建设消防水池和消防泵房，投资小，建设速度快。2、缺点（1）换瓶劳动强度大，劳动定员多。由于现有LNG瓶组气化站采用1

7、75L的钢瓶数量较多，需频繁置换钢瓶以保障稳定供气。如原使用175L钢瓶充装天然气需要装、卸车4次，换瓶搬运强度大，需要人员多，供气4m3LNG需要更换近30个钢瓶（空瓶122公斤，重瓶200公斤）。（2）传统LNG瓶组站换瓶时22个瓶共有44个接口，天然气管道安装拆卸工作量大，天然气泄漏时有发生，安全隐患大。（3）气价成本高。由于换瓶需要运输造成传统瓶组站的气价成本高，盈利能力减弱。由于传统LNG瓶组站需要依托周边具有充装资质的LNG气化站，若“点对点”供气站数量较多、气源来源不便或距离较远，则更为不便，经济性不高。(二) 小型LNG气化站（安捷通）的评价(以前的)小型LNG气化站（安捷通）

8、安装图如图4所示。图4 小型LNG气化站（安捷通）安装图小型集成式LNG气化站，以小型储罐为存储设施，将储存、气化、调压及加臭等相关系统高度集成化。其小型储罐有1m3、2m3、3m3、5m3、10m3、15m3、20m3等多种规格。1、小型LNG气化站的缺点（1）现行国家城镇燃气设计规范GB50028-2006中规定，对单个储罐容积大于410L或总储存容积大于4m3的LNG储存设备均划分为气化站范畴，需执行气化站相关要求。（2）需要建设消防水池和消防泵房，单罐超过20m3还应设置喷淋装置。若工业用户的消防设施由工厂统筹负责，可不建消防水池和消防泵房时，安捷通的供气方式可以选用。安捷通对土地面积

9、要求偏大。由于安捷通LNG小型储罐供气模式受到土地面积需求大、投资大、建设工期长、难以实现盈利等问题，目前集团尚未有建设的实例。2、小型LNG气化站的优点（1）可利用LNG移动加液车进行加液，降低供气成本。（2）设备集成化程度高，充装方式先进，一个加液口加液，接口数量少，运行安全性高。（3）操作用工少，劳动强度大幅降低。二、 国内类似产品调查目前，国内有将410升（或175升）LNG瓶组集成撬装供气的案例，但该瓶组本质还是气瓶，按照气瓶的相关标准进行生产，没有按固定式压力容器相关标准进行生产的固定式集成LNG瓶组撬形式。圣达因公司按我集团的方案开发出的集成式小型LNG供气站在国内市场尚未有该产

10、品运行的案例。三、 LNG移动加液车与集成式小型LNG供气站联合供气模式的提出这里提出“LNG移动加液车与集成式小型LNG供气站联合供气模式”，本方案无需建设消防水池和消防泵房，新设计出集成式小型LNG供气站（固定式设备），可利用LNG移动加液车对集成式小型LNG供气站进行加液，实现“LNG移动加液车与集成式小型LNG供气站联合供气模式”。相比传统的LNG瓶组站供气模式，“LNG移动加液车与集成式小型LNG供气站联合供气模式有两个方面的改进：1、本集成式小型LNG供气站对储气部分重新进行设计，由4个（或8个）410升小型LNG储罐固定撬装组成，按固定式压力容器GB150-2011的国家标准进行

11、设计，储罐部分与气化器等设备全部集成撬装结构形成固定式结构的新型产品集成式小型LNG供气站；2、本“集成式小型LNG供气站”使用LNG快装接口，充装时接口便捷，大大减小泄漏点。将本装置用于点对点供气模式可以节省人员编制，优化运营维护模式，并大幅提升安全程度。本供气模式的实现离不开设备生产厂家的配合和支持，设计院找到中集集团圣达因低温设备有限公司寻求合作，得到圣达因低温设备公司的大力支持，双方在技术方案的实施方面、在国家规范和法规的使用方面、在供气方案的应用过程中申报合法性等诸多方面进行研讨和论证。经过近五个月的生产，圣达因低温设备有限公司拿出集成式小型LNG储罐站的产品样品（如图5所示），具备

12、进行试用的条件。集成式小型LNG供气站的系列产品已经完成样品。图5 本模式的小型LNG供气撬根据国家城镇燃气设计规范GB50028-2006（9.3.1款9.3.2款）中规定，对单个储罐容积小于于410L并总储存容积小于4m3的LNG供气站均划分为瓶组站范畴，可执行LNG瓶组站的设计相关要求。具有占地面积小，不用建设消防水池的特点。(一) 小型储罐部分的介绍1、 410升小型储罐技术参照如表1所示。表1 410L小罐技术参数表型号DPW580-410-1.6A直径（mm）712高度（mm）2200自重（kg）440充装系数0.94放散压力（MPa）1.76公称容积（L）410有效容积（L）36

13、9气体容量（Nm3）222充液后重量（kg）6062、集成这里将4个（或8个）410L小型储罐集成一个模块化的储罐撬，其系统图如图6、图7所示。图6 四个410升小型LNG储罐撬系统图储气设备的进出管集成后为一个加液口，一个出液口的结构；3、气化、调压、计量部分与LNG瓶组站相似，如图7所示。图7 工艺流程图4、集成储罐的形式集成储罐的形式有：卧式和立式。1/2/4/8罐总装图分别如图8、图9所示。图8 单罐总装图图9 2/4/8罐总装图(二) LNG移动加液车介绍1、LNG移动加液车概况LNG移动加液车作为本供气模式的重要设备，是近年发展迅速的LNG应用设备，属移动式加液站和LNG液体配送功

14、能的二合一的产品，资产利用率高，获利能力大，方便、快捷。可以用于：（1）给LNG加气站、集成式小型LNG供气站加液；（2）给公共汽车、重卡运输车加液。由于国家鼓励扩大LNG的应用，LNG移动加液车市场前景很是看好，在很大程度上填补了一些LNG加液站不足的弊端，有利于整个车用LNG行业的发展。中燃集团的项目公司如云梦危运公司现有2台加液车、福建安然公司现有1台加液车、北京国润公司租借1台加液车，使用效果非常好，获利丰厚。LNG移动式加液车在中国目前是新兴行业，没有相关标准规范可以执行。目前连LNG加液车的产品公告都没有，LNG加液车目前上都是LNG运输车（低温液体运输车）的产品公告。目前LNG加

15、液车有两种，一种是在LNG低温液体运输车后部加上计量装置，加液枪，增压器，但没有潜液泵，也能给普通LNG车型加液，打政策的擦边球。由于没有潜液泵，加液时速度较慢，但也正因为没有潜液泵，还是按照LNG低温液体运输车管理。另一种加液车，采用圣达因的罐体，也是低温液体运输车的产品公告，但是带有潜液泵，计量装置，加液枪，增压器等完全是一个小型的移动LNG撬装站。此种车型给LNG车型加液的速度更快，但也正是因为有了潜液泵，现行政策需要按照LNG撬装站来管理。这种车型需要上报安监、消防等部门备案通过，确定几个固定的位置给车型加气，离开了原位置，马上就会通过北斗定位系统知道，锁住加气装置。2、LNG移动加液

16、车技术参数LNG移动式加液车如图10所示。 图10 20立方移动式加液车（整车）阀门舱主要结构功能如图11所示。图11 移动式加液车阀门舱主要结构功能图LNG移动式加液车的主要技术参数如表2所示。表2 LNG移动加液车技术参数表型号CTZ5210GDY（13立方）CTZ5300GDY（20立方）CTZ9331GDY（33立方）CTZ9360GDY（42立方）外形尺寸（长*宽*高）（mm）9950*2495*328511800*2500*346512970*2495*375512950*2495*3870总质量（kg）20910295353297135926装备质量（kg/p>

17、020020210额定载质量（kg）498084601277115716最高车速（km/h）12177储罐有效容积（m3）12.87203342.5储罐外部尺寸 （长*直径）（mm）5918*20006483*22009402*245810760*2450(三) LNG移动加液车充装方式应用于本供气模式本课题提出用LNG移动加液车为集成式小型LNG供气站进行LNG加液充装的模式，LNG供气站（卫星站）数量越多，本供气模式越经济。本供气模式的应用可促进“点对点”供气市场的发展。LNG移动加液车的LNG由LNG气化站或带自增压系统的LNG运输车供应。本供气模式供气示意图如图12所示。图12 本供气

18、模式示意图四、 集成式小型LNG供气站规格序列表表3 集成式小型LNG供气站规格序列表序号小时供气量（Nm3/h）供气户数（户）日均用气量（Nm3）LNG小型储罐数量（个）1100320160222007003504330011005504/8450020001000857003000150086100040002000871500600030008五、 集成式小型LNG供气站总平布置1、临时布置型临时布置型，即轻资产运作，采用租地、无偿划拨用地、公共临时用地等方式临时供气，布置方式灵活，建议在执行城镇燃气设计规范GB50028-2006表9.3.2的安全间距的情况下，其他配套工程适当简化以节

19、省投资，达到轻资产运作的目的。2、永久布置型永久布置型，即按照常规的LNG瓶组供气站布置，固定供气，严格执行城镇燃气设计规范中关于LNG瓶组气化站的相关要求，其总平占地面积为130204平方米。其总图布置参见图11、图12。图11 临时布置型总平布置示意图(一)图12 永久布置型总平布置示意图(二)六、 集成式小型LNG供气站控制功能1、自带增压系统；2、电子液位现场显示和远程显示；3、压力现场显示和远程显示；4、各储罐间开闭自动切换；5、泄露探头监控，泄露报警，火灾自动切断；6、按无人值守设计，带有远传视频监控；7、带充装时防拉断装置。七、 集成式小型LNG供气站设备投资费用1、集成式小型L

20、NG供气站500m3/小时供气量，4罐，设备价格35万元;2、集成式小型LNG供气站500m3/小时供气量，8罐，设备价格45万元;3、LNG移动式加液车CTZ5300GDY(整车)20m3 ，180 万元左右；4、LNG移动式加液车CTZ9360GDY(半挂车)40m3 ，180 万元左右。八、 本供气模式涉及的国家规范、规定及解读1、集成式小型LNG供气站涉及的相关规范、规程定义（1）集成式小型LNG供气站的小型储罐是按国家固定式压力容器GB150-2011进行设计，其产品铭牌标注为：固定式压力容器。（2）固定式压力容器：根据TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程，其定义

21、为“固定式压力容器指安装在固定位置使用的压力容器”。集成式小型LNG供气站也属于固定式压力容器。2、LNG移动加液车涉及的政策情况根据质检总局特种设备局关于设置卸液泵移动式压力容器等安全监察问题的通知（质检特函201350号）：（1）关于“带泵罐车的设计制造”移动式压力容器需装设卸液泵时，设计制造单位应按照移动式压力容器安全监察规程1.6、1.7的规定申请技术评审，评审通过后，经国家质检总局批准，方可生产装设卸液泵的移动式压力容器（以下简称带泵罐车）。为确保带泵罐车在规定的地点进行装卸，带泵罐车的制造单位在产品出厂前应当为所生产的每台带泵罐车装设北斗/GPS卫星定位系统并确保其具备定点卸液的远

22、程监控功能，否则不予通过监督检验。（2）关于“带泵罐车的使用管理”带泵罐车监控管理平台带泵罐车生产单位应自行或者委托第三方机构建立带泵罐车监控管理系统，负责对本单位生产的带泵罐车实施定点卸液监控。带泵罐车应当逐步纳入全国带泵罐车监控管理平台（全国锅炉压力容器标准化技术委员会移动式压力容器分技术委员会的监控管理平台网址：或）。带泵罐车的制造单位负责将办理罐车使用登记所需的全部数据（具体请参考压力容器使用管理规则第二十九条）上传到带泵罐车监控管理平台，办理使用登记的质监部门可在上述监控管理平台上下载相关数据，办理带泵罐车的使用登记。一般情况下装运易燃或易爆介质

23、带泵罐车的使用管理对于新制造或新加装定位系统（具备定点卸液功能）的带泵罐车，在首次使用或增加新的卸液地点前，使用单位应向卸液地点所在地的直辖市或者设区的市的质量技术监督部门（以下简称当地安全监察机构）提交带泵罐车定点卸液申请表和包括卸液地点详细地址及其合法（规）性的相关证明文件等，带泵罐车卸液地点必须是取得充装许可的厂区或经当地政府及规划、住建、消防、安监等部门批准的区域。收到书面申请后，当地安全监察机构应及时审核卸液地点的地址及地理坐标的合法（规）性，并在通过审查的申请表上签字并盖章，使用单位负责将当地安全监察机构盖章的带泵罐车定点卸液申请表上传到带泵罐车监控管理平台，管理平台开通对应卸液地

24、点的地理坐标电子围栏，正常情况下，卸液泵只能在电子围栏内启动。应急情况下装运易燃或易爆介质带泵罐车的使用管理遇到紧急情况需要尽快转移罐内介质时，或者其他应急情况，如使用天然气作为燃料的车辆遇紧急情况需立即补充燃料时，带泵罐车操作人员可按下车载终端上的应急按钮，启动带泵罐车应急卸液功能。应急按钮启动后，北斗/GPS定点卸液系统应在12小时内自动锁死卸液泵。应急卸液完成后使用单位应及时向使用单位所在地安全监察机构提交应急卸液的情况说明和卸液泵解锁申请表，经安全监察机构核实盖章后，由使用单位将解锁申请上传到监控管理平台，监控管理平台发送解除报警的指令，完成远程解锁。持证的液化天然气（LNG）汽车加气

25、站因固定加气设备故障、检修等原因，无法正常工作，需要采用LNG带泵罐车作为移动加气装置进行应急保障作业时，应按新增卸液地点向当地安全监察机构提交带泵罐车定点卸液申请。3、存在的风险根据相关规范，集成式小型LNG供气站的储气设备应属固定式压力容器，按固定式压力容器和固定式压力容器监察规程进行设计和监察，均符合用LNG移动加液车充装LNG的规范要求。因此，LNG运输车可以给固定式压力容器（如本案）加液，不存在法规和规范方面的缺失。但存在当地监管部门不作为，无法取证的风险。第三部分 研究结论一、 LNG移动加液车与集成式小型LNG供气站联合供气模式的提出本课题提出了一种LNG移动加液车与集成式小型L

26、NG供气站联合供气模式，该模式包括两部分内容：1、集成式小型LNG供气储罐站集成撬装化这里提出集成式小型LNG供气站集成撬装化设计的概念，并设计成固定式压力容器设备。可分为2个、4个储罐撬或8个储罐撬，进液口汇总一根管、出液口也汇总一根管。2、LNG移动加液车充装模式的引入利用LNG移动式加液车的特点及优势，这里提出用LNG移动加液车为集成LNG瓶组站充装加液的模式。3、本供气模式在集团应用的优点由集成式小型LNG供气站与LNG移动加液车联合供气模式可以在中小城市燃气项目、县镇、开发区、工业和工商福利用户的燃气项目应用，其有点如下：（1）本供气方案经济，不用建设消防水池和消防泵房，占地面积小（

27、按瓶组站的安全距离设计）；（2）设备全部为撬装安装速度快、建设周期短；（3）设备规格多，可选择2罐、4罐、8罐型撬装设备；（4）本供气模式可租地、无偿划拨、占用公共用地，如有争议，搬迁方便灵活；（5）加气劳动强度低，接口数量少，运营安全；（6）设备自控程度高，可实现无人值守，远传远控操作；（7）市场开发后可以实现快速供气；（8）投资小，回报率高，盈利稳定。二、 潜在风险说明本模式将集成式小型LNG供气站设计，按“固定式压力容器”类别进行设备设计，满足LNG瓶组站的条件的规范要求进行平面布置要求；本供气模式属新鲜事物，具有政府有关部门认定的风险和监管部门的审批认定的风险。三、 结论与建议本课题实施后，可解决如下问题：1、解决市场对点对点供气模式的问题；2、解决点对点供气模式设计符合国家标准规范的问题；3、解决原瓶组站钢瓶加液劳动强度大，加气难、成本高、获利空间小的问题；4、本供气模式充气方便快捷，改变传统LNG瓶组站换瓶接口数量多的问题，安全系数大幅提高；5、由LNG移动加液车与集成式小型LNG供气站形成一种新型的供气模式在集团应用；具有项目经济、快捷、灵活、投资小，市场开发快,盈利