高速公路服务区lng加气站初步设计说明书.doc

高速公路服务区lng加气站初步设计说明书 目录目录11总论411工程概况412项目背景413项目内容及规模714项目建设必要性715项目建设条件916主要工程量1017主要技术经济指标152基础资料1521自然条件1522气源条件183站址及总图运输1931站址选择原则1932站址的确定2033总平面布置2034围护设施2135排水及竖向设计2136主要工程量224工艺流程及装置2341技术参数2342工艺流程2443装置布置2544设备选型2545主要设备表315仪表及自动监控系统3251自控仪表的设计原则及范围3252自控水平及控制方案3453设计原则3754仪表选型要求3855紧急停车系统 ESD 4056仪表供电接地及其它4057控制室4158主要设备及材料表416公用工程4361建构筑物4362电气4563给排水系统5364热工与暖通5565通信系统597消防6071遵循和参照的主要规范6072工程概况6173危险性分析6274防火安全设计6775消防系统设计738环境保护7481设计依据7482工程概况7583生产过程污染物分析7584设计中采取的防治措施及预期效果7685站区绿化7886环境评价789劳动安全卫生专篇7891设计依据7892工程概况7993建筑及场地布置8094生产过程中职业危险危害因素8195劳动安全卫生防范措施8296劳动安全卫生机构8497项目劳动安全卫生结论8410节能85101工艺流程简述85102 能源消耗85103 能源供应状况85104 主要耗能的部位及能源种类85105主要节能措施86106节能评价8711组织机构及定员87111工作制度87112组织机构设置87113 劳动组织及定员88114人员培训8912项目实施进度89121项目实施原则89122实施计划9013工程概算90131编制范围90132编制依据91133概算结果91134资金筹措9214附表附图92141附表92142附图931总论11工程概况com称及建设单位com1工程名称XXXXXX能源有限公司XX高速XX县服务区LNG加气站包括南区及北区各一座LNG加气站两座加气站在南北服务区内相对位置平面布置设计规模相同本此初步设计以南区LNG加气站进行叙述北区LNG加气站参照此初步设计com2建设单位XXXXXX能源有限公司com介XXXXXX能源有限公司是XX石油XX能源XX有限公司的控股公司主要经营区域是XX及周边地区的天然气综合利用开发和终端市场销售 主要业务 一载重卡车和长途客运车辆气代油业务 二非管道用气和高端工业用户LNG业务 三近海渔船和内河船舶LNG气代油业务 四城市管网调峰和管道供气业务XX能源有限公司是XX石油控股子公司其前身是XX香港石油公司股票代码HK00135主要业务是国外石油天然气勘探开发国内天然气终端销售和综合利用现已形成了以LNGCNG管道天然气为核心业务的实体特别是液化天然气LNG的生产存储运输销售和综合利用社会效益经济效益和环保效益明显XX能源 XX 有限公司是XX能源在国内的四大运营平台之一主要经营区域为东北华北华中地区12项目背景随着科学技术的发展和人民生活水平的提高环境污染日益严重特别是在发展XX家环境污染是指人类直接或间接地向环境排放超过其自净能力的物质或能量从而使环境的质量降低对人类的生存发展和生态系统造成不利影响环境污染中空气污染最为严 重天然气与煤炭石油并称为世界一次能源的三大支柱煤是工业 社会的基础性资源石油在全球能源中扮演了关键性角色目前天然气作为一种更清洁的能源已经得到日益广泛的使用从煤到石油再到天然气燃料燃烧后其排放物中污染物和碳含量在不断降低天然气的主要成分是甲烷 CH4 燃烧后生成CO2和H2O对环境造成的污染远远小于石油和煤炭天然气燃料产生的温室气体只有煤炭的 12石油的23而且天然气燃烧所产生的硫化物和氮氧化物的量也远小于煤和石油所以作为清洁能源天然气的应用越来越得到世界各国政府的重视 被称为绿色汽车的天然气汽车在环保方面具有显著效益1999年4月由科技部国家环保总局牵头与国家计委国家经贸委等11个部委共同组织了清洁汽车行动工程成立了国家清洁汽车协调领导小组国家清洁汽车协调领导小组把CNG列为推广项目确定在全国城市公交车和出租车中大力推广天然气汽车改善生态环境减 少大气污染合理利用资源充分发挥天然气的优势近年来以天然气汽车引领的清洁能源行动正在我国各大中小城市如火如荼的发展天然气清洁环保经济的综合效益在我国已初步显现同时随着低碳经济时代到来天然气的主角使命也越来越清晰发展天然气是XX低碳能源中期目标的战略核心预计2020年后天然气将超过原油和煤炭成为世界一次能源消费结构中的首席能源进入一个全新的发展时期然而我国目前天然气生产及输送能力远远满足不了需求尤其受气源地理条件的限制众多远离气源或输气管线的城市用气需求无法得到满足特别是地处山区河网地带的城市修建管道施工难度大不经济发展液化天然气LNG工业可以有效和经济可行地解决这一问题近年来随着经济的飞速发展带动了汽车工业的发展各类车辆迅速递增这种增加速度已使汽车尾气成为城市大气污染的主要污染源之一要建设清洁优美的现代化城市必须提高城市环境质量控制污染实现城市建设与环境建设同步发展为此应尽可能降低机动车尾气排放量和有害气体的浓度在提高汽车制造工艺的前提下最有效途径是改善汽车的燃料结构使用清洁能源13项目内容及规模本项目为LNG加气站通过本项目的建设过程探索适合高速公路实际情况的先进技术积累工程建设的经验可以为省内高速公里全线大规模建设天然气汽车加气站全面发展清洁能源汽车创出一条健康之路 本项目设计经营规模日供气总量为3万Nm314项目建设必要性21世纪人类面临着能源日益短缺和环境逐渐恶化的问题燃气汽车以其环保能力为天然气行业的发展提供了广阔的空间与良好契机特别是近二十年来燃气汽车发展较快在一些发达国家已形成了一定的产业规模到目前为止世界上已建成液化石油气天然气加气站3万多座在XX省发展天然气汽车既能改善生态环境又能促进经济发展将会大大提高居民生活质量使用天然气燃料其清洁经济方便的综合效益更可广泛地惠及当地人民根据当地的实际情况本项目建设的必要性主要为以下几点 1高速公路发展的需要 随着社会经济的发展能源供应将在较长时间内成为经济发展的 主要制约因素之一天然气作为一种清洁优质的能源具有使用方便 热值高无污染等特点是最理想的城市绿色能源 XX省正处于大发展的关键时期对能源的需求也与日俱增天 然气工程的不断发展和扩大将对高速公路的配套发展有着巨大的促进作用 2高速公路能源结构调整的需要 能源是道路畅通的基本保障在道路发展中发挥着极为重要的作用能源结构往往反映着一个区域的现代化发展水平及经济地位因此提高天然气在一次能源中的比重不但可以弥补能源供应不足问题而且在改善环境质量缓解交通运输压力提高能源利用率等方面有着重大影响 3环境保护的需要 天然气汽车是一种以天然气代替汽油的新型汽车具有安全可靠操作方便等优点天然气汽车与汽油车相比所排放的尾气一氧化碳减少99碳氢化物减少52噪声降低40更为突出的是天然气汽车运行成本低经济效益好天然气汽车与汽油车相比每年仅燃料费用可节约60以上大修理间隔里程可延长225万公里其维修费可降低50 4从市场容量考虑 潜在市场较大在调研中我们发现XX省境内高速公路固定专线的客运货运汽车数量非常巨大并随着经济的迅速发展各类LNG车辆也在迅速递增在技术成熟的前提下这势必成为高速公路天然气发展的一个巨大的潜在市场 5从气源考虑 本项目气源由建设单位提供XXXXXX能源有限公司在青岛建设的90万方水容积周转库项目目前一期工程已开工建设项目达产后液化天然气年供气能力将达到56亿Nm3以上在泰安建设的日液化能力460万方的LNG调峰加工厂LNG研发中心将在2012年上半年投产运营到72013年底XX地区液化天然气供应能力将达到70亿方年以上资源优势明显两气源地距XX县服务区约100公里运输距离短由槽车运至本站可满足加气站的气源需求6从公司发展战略考虑 XXXXXX能源有限公司是国外石油天然气勘探开发国内天然气终端销售和综合利用现已形成了以LNGCNG管道天然气为核心业务的实体特别是液化天然气LNG的生产存储运输销售和综合利用本项目的实施建设无论在经济效益上还是在社会效益上均对公司的发展起到积极的促进作用 15项目建设条件1原材料 本项目的原材料及产品为液化天然气LNG气源来自LNG液化工厂由 LNG专用槽车从LNG液化工厂运送至本站 2供电条件 本加气站电源进线引自站外高速服务区变电站埋地引入 3给排水条件 站内生活设施利用高速公路服务区内生活设施a给水站区道路用水由站外服务区直接供给 b排水屋面雨水采用有组织排放落水至散水室外雨水排水采用自然找坡地面散流自然排水方式围堰内雨水集液池收集后通过潜污泵排出16主要工程量主要工程量表com序号指标及工程名称单位数量总图运输1征地面积M2705902用地面积M2705903道路硬化面积M2283654总建构筑物占地面积M2422255总建筑面积M2276006建筑系数39017容积率0398绿化面积M29绿化率工艺序号设备及材料名称型号规格标准或图号单位数量备注一设备1LNG低温储罐60m3台12增压器300Nm3h台13LNG低温泵8420Lmin台1撬内4EAG加热器100Nm3h台15LNG加气机0200Lmin台2二材料1不锈钢无缝钢管5735GBT14976米520Cr18Ni94535GBT14976米500Cr18Ni92530GBT14976米450Cr18Ni91020GBT14976米60Cr18Ni92无缝钢管5735GBT8163米820三阀门1焊接低温长轴截止阀DN50 PN25厂家标准个60Cr18Ni9DN40 PN25厂家标准个80Cr18Ni9DN25 PN25厂家标准个220Cr18Ni9DN15 PN25厂家标准个100Cr18Ni92低温过滤器DN40 PN25厂家标准个10Cr18Ni93低温止回阀DN50 PN25厂家标准个10Cr18Ni94低温安全阀DN1520 PN25厂家标准个140Cr18Ni95阻火器DN20 PN25厂家标准个16低温气动切断阀DN50 PN25厂家标准个60Cr18Ni97常温球阀DN25 PN32厂家标准个40Cr18Ni9DN8 PN32厂家标准个60Cr18Ni9电气序号名称型号及规格单位数量备注一电线电缆1电力电缆ZR-YJV22-0610kV-395250米80ZR-YJV22-0610kV-335216米60ZR-YJV22-0610kV-516米40ZR-YJV22-0610kV-510米30ZR-YJV22-0610kV-54米502控制电缆ZR-KVV-045075kV-715米603铜芯导线ZR-BV-125米80ZR-BV-14米60二材料1镀锌钢管DN80米30DN50米50DN40米60DN25米50DN20米602槽钢10米103角钢L505米201镀锌钢管DN80米30三防雷接地1镀锌扁钢-404米1002镀锌角钢L50505米603多股导线BVR-116米100防静电用四配电设备1动力配电柜GGD-改台12照明配电箱RXTR-改台13防静电接地报警仪带接地夹套14消除人体静电接地柱套25等电位端子箱只26低温泵控制柜随设备成套套17不停电电源UPS10kVA 380V 2小时套1三进单出8防爆马路灯BAM52-250 250W dIIBT4级盏2配6米灯杆9带应急防水防尘灯BAD54J-DIPL75 t30min盏410防水防尘灯BAD54-DIPL75 t30min盏1011现场防爆操作柱BAC51 dIIBT4级套312防爆软管BNG dIIBT4级条513防爆接线盒BHD51 dIIBT4级个20照明用给排水及消防系统序号名称技术参数或规格型号单位数量备注1潜污泵65QW25-15-22台12推车式磷酸铵盐干粉灭火器MFTABC50只23手提式干粉灭火器MFABC6只9暖通序号名称规格型号单位合计备注1电热泵分体空调KFR-35GW台2营业及控制室制冷量3500W电功率1266W制热量4600W电功率1790W室内机循环风量630m3h 电压220V2边墙排风机WEX-250E4-005台1配电室风量800 m3h静压60Pa电压220V通信序号名称型号单位数量备注1固定电话部32硬盘录像机8路套13监视器台14防爆云台摄像机台25室内一体化球形摄像机台16视频线SYWV-75-5米1007控制线ZR-RVVP22-415米1008电源线ZR-RVVP22-325米1009网线42com米4010电话线HPV-215米40自控系统序号名称型号单位数量备注一站控PLC控制系统1PLC控制器双重冗余系统控制IO卡50点开发版套1配系统机柜20008006002监控计算机21液晶主频28GHZ内存2G硬盘500G台1含监控组态软件500点开发版监控应用软件316口网络交换机台1416口串口通讯服务器台1524V稳压电源台16电源避雷器220V80KA个17420mA信号仪表用浪涌保护器浪涌电流20KA漏电电流1A个108操作台2000800800套19打印机A3A4激光台110UPS电源6KVA30分钟台1二加气管理系统1管理计算机21液晶主频28GHZ内存2G硬盘500G套12系统管理软件厂家提供套13操作台套14打印机A3A4激光台1三假期管理系统1压力变送器智能型带液晶显示带420mA输出台62一体化温度变送器420 mA输出台23弹簧管压力表只84双金属温度计支3四可燃气体报警控制系统1可燃气体报警控制器工作点数10点台1带声光报警2可燃气体探测器Exd IICT6IP65个5五电缆1电源线缆ZR-YJV 325米60ZR-YJV 360米102控制线缆ZR-KVVRP22 215米60ZR-KVVRP22 415米80ZR-KVVRP22 815米803通讯电缆ZR-DJYVP22 2215米3017主要技术经济指标主要技术经济指标表com序号指标单位数量备注1生产规模11加气能力万Nm3d312年工作天数天3502原料21进气万Nm3a10503公用动力消耗31年耗电量万kWha324定员人135征地面积M270590用地面积M2705906建设项目固定资产总投资万元13977361建设投资万元13977362建设期贷款利息万元00063铺底流动资金万元0002基础资料21自然条件 com置XX县位于XX省东南部日照市西部地处东经11835-11906北纬35 19-3602东接东港区五莲县西连沂水沂南两县南与XX南县毗连北与诸城市为临南北最大纵距为756公里东西最大横距374公里总面积19524平方公里县城距首都北京交通路程680公里到XX省政府驻地济南市315公里距日照市政府驻地71公里北到潍坊市驻地150公里南到临沂市驻地84公里与邻县XX南县城相距55公里离沂南县42公里到沂水县城32公里距五莲县城 51公里诸城83公里XX县南北狭长山区丘陵平原各占约三分之一com貌XX县境内200米以上的低山450座主要分布在县境北部东部东南部面积2587平方公里占全县总面积的1325域内平原主要分布在县境中部沿沭河及其支流两侧的狭长地带面积495平方公里占全县总面积的254土层深厚土质为冲积洪积层表土多系壤土 全县低平洼地大都分布于XX城周围的城阳陵阳浮来山阎庄刘官庄峤山招贤店子集等乡镇的平原地带为冲积物土属面积4625平方公里占县内平原面积的9占全县总面积的23土壤为水稻土地表为轻壤和中壤土底部多为粘土地下水比较丰富埋深1至2米XX县主要山脉东有峤山西有浮来山南有马鬐山老营顶北有碁山其中马鬐山老营顶峤山都是海拔600米左右com件XX县地处中纬度地带属于暖温带季风区大陆性气候四季分明主要特征是春季温和风多雨少夏季炎热雨量集中秋季凉爽少雨干旱冬季寒冷雨雪稀少全年在作物生长季节光照充足热量和降水量都较丰富但在个别年份也出现旱涝低温等灾害性天气 历年日照时数平均为24505小时年日照率为55历年平均气温为121据统计资料显示历年平均无霜期为182天多年平均地面温度为143年平均气压为10046百帕年平均风速为27米秒境内年平均相对湿度72历年平均蒸发量为16179毫米com件XX县属淮河流域有沭河水系和潍河水系之分境内主要河流除沭河潍河之外尚有绣珍河茅埠河袁公河洛河等26条主要支流沭河源出沂山南麓泰薄顶经沂水县境流入XX县碁山镇北陈庄西流经安庄洛河阎庄城阳刘官庄等乡镇到夏庄镇东南出境境内全长765公里流域面积17184平方公里占全县总面积的88 潍河始出自沂水县富官庄乡和XX县东莞镇北部的箕山西北麓至后石崮后村流入XX境曲折南流到库山乡库山村南与其南源石河水汇合后东南流入五莲县境境内段长18公里流域面积162平方公里 90万方水容积周转库项目目前一期工程已开工建设项目达产后液化天然气年供气能力将达到56亿Nm3以上在泰安建设的日液化能力460万方的LNG调峰加工厂LNG研发中心将在2012年上半年投产运营到2013年底XX地区液化天然气供应能力将达到70亿方年以上产品质量符合国家标准GB17820-1999天然气标准的商品气com份XXXXXX能源有限公司提供的气体组分如下天然气组分表 体积百分比 com序号项目数值备注一组分含量体积1氮气N2CH4941944乙烷C2H63075丙烷C3H805586异丁烷iC4H1001027正丁烷 nC4H10 01178异戊烷iC5H1200479正丁烷nC5H12003110C6004111C7004712C8003113总硫含量微量二特性数值1高位发热量MJm33812真实密度kgm3071794沃泊指数MJm34935该天然气气质符合天然气GB17820中二类气质标准满足城镇燃气设计规范对天然气质量的要求该天然气气质符合液化天然气的一般特性 GBT19204-2003 及车用压缩天然气 GB1804 7 的规定3站址及总图运输31站址选择原则1一般要求站址选择应符合高速公路服务区规划消防安全和环境保护的要求并应选择在交通便利车流量较大的地方 2安全要求 站址选择应符合汽车加油加气站设计与施工规范GB50156-20022006年版部分安全间距参照液化天然气LNG汽车加气站技术规范NBT1001-2011车载燃料系统规范NFPA52及建筑设计防火规范GB50156-2006的防火安全要求避开重要建筑物和人流密集区32站址的确定此加气站项目位于XX高速XX县服务区内北靠XX高速公路南邻服务区行车道西侧南北服务区通道东侧为服务区出口周围没有重要建筑物交通便利33总平面布置LNG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的回车场地的前提下力求作到布局合理布置紧凑节约用地本项目拟建加气站内布置有生产工艺区加气区站房等生产工艺区位于站区东侧液化天然气储罐周围设有围堰围堰内布置1台60m3LNG立式低温储罐1台LNG低温泵1台增压器兼做储罐卸车增压器1台EAG加热器加气区位于生产工艺区西南侧布置有2台LNG加气机站房位于生产工艺区西侧设置办公室配电室控制室详见总平面布置图总图布置时站区与站外建构筑物及其它设施的防火间距 站外工艺设施与站内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和汽车加油加气站设计与施工规范中加气站的相关规定执行34围护设施天然气加气站属于易燃易爆性生产场所为了加气站的安全管 理应作适当封闭站内与站外利用新建围墙相隔墙高22米为 防止储罐发生事故时LNG液体在聚变成气体前四处流淌范围扩大根据规范要求罐区四周设围堰围堰高080米采用混凝土结构 35排水及竖向设计com计1设计原则 1设计标高和设计地面能满足建筑物构筑物之间和场地内外交通运输合理要求 2根据工程的使用要求结合用地地形特点和施工技术条件合理确定站内建构筑物及道路等标高合理利用地形减少工程土方量 3保证站内地面水有组织的排除不受洪水和内涝水淹没 2竖向布置 本站竖向设计与站外路衔接设计在一个平台上整体坡向站外路坡度为3利用路边雨水口排出站内雨水 考虑工艺技术要求一体撬基础按高出围堰地坪01m加气岛按高出室外地坪02m设计com场地设计根据水泥混凝土路面施工及验收规范GBJ97-87及公路路基施工技术规范JTJ033-86等规范并结合当地的地质情况本项目道路结构层设计如下 站内道路及车行场地均为混凝土硬化地面自上而下做法依次为 250 mm厚C25混凝土面层分块捣制震捣密实随打随抹每5m设缝沥青砂嵌缝 20mm厚粗砂垫层300mm厚碎石垫层路基碾压密实95环刀取样 站内铺砌场地自上而下做法依次为 60mm厚预制C25混凝土方砖2502505030mm厚M10水泥砂浆卧底 60mm厚C15混凝土垫层150mm碎石垫层素土夯实压实度9536主要工程量主要工程量表com序号指标及工程名称单位数量1征地面积M2705902用地面积M2705903道路硬化面积M2283654总建构筑物占地面积M2422255总建筑面积M2276006建筑系数39017容积率0398绿化面积M29绿化率4工艺流程及装置41技术参数1设计规模 根据统计重载货运车辆平均日行程600公里计百公里消耗天然气约500Nm3则每辆重载货运车辆每天天然气耗量约为300Nm3长途客运汽车平均日行500公里计百公里消耗天然气约35 Nm3则每辆客运汽车每天天然气耗量约为175 Nm3高速服务区加气站按每天加气60辆重型卡车50辆长途客运汽车计算一天耗气26750Nm3考虑以后LNG车辆发展及建设方投资效益最大化等综合因素确定本工程加气站设计规模为30000Nm3d2储存规模 综合考虑各种因素确定本站总储存规模为60m3选择1台全容积为60m3的LNG储罐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 4 设计压力储罐设计压力为13MPaLNG管道系统设计压力为16MPa42工艺流程本站LNG工艺流程可分为卸车流程加气流程以及卸压流程等 三部分 1卸车流程 把运输槽车内的LNG转移至加气站的储罐内使LNG从储罐上进液管进入储罐通过卸车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2加气流程 储罐中的LNG通过低温泵加压经流量计计量后由加气枪给汽车加气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 3卸压流程 由于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 通过对目前国内外先进工艺的LNG加气站的调查了解正常工 作状态下系统的放空与操作过程和流程设计有很大关系操作和设计过程中尽量减少使用增压器设计中由于系统漏热所带进系统的热量先通过给LNG储罐内的液体升温充分利用自然产生的热量减少人为产生的热量从而减少放空气体的量操作过程中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内液体压力情况进行增压不宜在卸完车后立即增压43装置布置装置布置的原则是按照工艺流程的顺序布置设备尽量缩短管 线方便操作维修方便加气的车辆进出 站区设置1台水容积60m3的LNG低温储罐1台低温泵2台LNG加气机1台增压器和1台EAG加热器 44设备选型本站主要设备有LNG低温储罐LNG低温泵增压器EAG加热器和LNG加气机等 1LNG储罐 LNG储存常用的小型储罐按围护结构的隔热方式分类大致有以下两种 真空粉末隔热 隔热方式为夹层抽真空填充粉末 珠光砂 真空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LNG加气站气化站使用较多 高真空多层缠绕绝热采用高真空多层缠绕绝热多用于LNG槽车和LNG车载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真空的获得和保持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高真空多层缠绕绝热储罐更多的应用于LNG运输槽车本站选用全容积为60m3立式圆筒形真空粉末绝热储罐2台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12-01 MPa内筒外筒设计参数如下 安装型式 立式 全容积 60m3充装率 90 工作温度 -162环境温度内筒外筒 设计温度 -19650内筒外筒 设计压力 13-01 MPa内筒外筒 蒸发率 02d液氮 2LNG低温泵 LNG低温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选择1台 LNG低温泵其设计流量为8420LminLNG低温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低温泵由一台变频器控制根据LNG泵的性能曲线对LNG低温泵进行选型所选LNG低温泵的主要参数如下 介质 LNG 最低工作温度 162 设计温度 196 设计流量 8420 Lmin液态 设计扬程 15245m 进口净正压头 1-4m 转速范围 1500-6000rmp 3增压器 增压器是完成 LNG卸车与储罐增压的设备选用空温式换热器液体气化借助于翅片管和空气的换热使管内LNG吸热后气化空温式气化器使用空气作为热源节约能源运行费用低 设计选用气化量为300Nm3 h增压器一台其主要工艺参数如下 进口介质 LNG 出口介质 NG 进口温度 高于或等于-162 出口温度 -137 饱和压力04MPa时的液体温度 设计温度 -196 最高工作压力 12 MPa设计压力 25 MPa 主体材质 铝翅片管 4EAG加热器 EAG加热器用于储罐和管道系统放散时加热天然气选用空温式换热器实现EAG的安全放散根据储罐及管道安全阀总泄放量对EAG加热器进行选型安全阀在排放气体时气体流速都处于临界状态 本项目选用100Nm3 h的EAG加热器 处理量 100Nm3 h进口温度 -137出口温度 -20 设计温度 -196 工作压力 0408MPa设计压力 16 MPa 主体材质 铝翅片管 5LNG加气机 LNG加气机是给车用LNG气瓶加气和计量的设备主要包括低温质量流量计计量显示控制输入和加气枪几大部件质量流量计具有温度补偿功能加气枪是给车载LNG气瓶加气的快速连接装置本设计选用流量约为200Lmin的加气枪为保障车辆用气本项目选用2台LNG加气机所选LNG加气机的主要参数如下 输出流量 200Lmin液态 计量配置 加气计量 计量精度 10 工作介质 LNG液氮 工作温度 -162 设计温度 -196 6管材及附件 LNG加气站内的所有设备和管道组成件均与天然气介质相适应系统设计压力应比最大工作压力高10以上且在任何情况下不低于安全阀的定压站区低温管道和增压后的天然气管道选用输送流体用不锈钢无缝钢管GBT14976-2002不锈钢无缝钢管 站区工艺管道布置合理紧凑整齐美观方便维修和操作 低温管道管材选用0Cr18Ni9不锈钢无缝钢管LNG部分低温管道采取聚氨酯保冷站区除管道与设备连接采用法兰连接外其余均采用焊接低温管道采用平面借助L型弯头补偿器地上工艺管道采用高效隔热支吊架管托管架采用型钢低支架去加气机的管道采用管沟敷设方式 7阀门 LNG加气站站内工艺管道上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阀门之间设有去EAG系统的安全阀等阀门是系统实现自动化运行和安全运行管理的关键设备低温管道上阀门应具备耐低温性能高压管道上设有高压控制阀加气枪前设置拉断截止阀所有阀门选用定点生产厂家的高品质产品站内安全放散阀选用全启式安全阀8仪表风系统 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如下选型 设备名称 全无油空气压缩机 规格型号 AW-0227 AW-30 尺寸 mm 1340520975 排气量 022m3min 最高排气压力 0708MPa 机体转速 400转min电机功率 22KW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15m3min 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15m3min 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15m3min45主要设备表主要工艺设备表 com序号设备及材料名称型号规格标准或图号单位数量备注一设备1LNG低温储罐60m3台12增压器300Nm3h台13LNG低温泵8420Lmin台14EAG加热器100Nm3h台15LNG加气机0200Lmin台2二材料1不锈钢无缝钢管5735GBT14976米520Cr18Ni94535GBT14976米500Cr18Ni92530GBT14976米450Cr18Ni91020GBT14976米60Cr18Ni92无缝钢管5735GBT8163米820三阀门1焊接低温长轴截止阀DN50 PN25厂家标准个60Cr18Ni9DN40 PN25厂家标准个80Cr18Ni9DN25 PN25厂家标准个220Cr18Ni9DN15 PN25厂家标准个100Cr18Ni92低温过滤器DN40 PN25厂家标准个10Cr18Ni93低温止回阀DN50 PN25厂家标准个10Cr18Ni94低温安全阀DN1520 PN25厂家标准个140Cr18Ni95阻火器DN20 PN25厂家标准个16低温气动切断阀DN50 PN25厂家标准个60Cr18Ni97常温球阀DN25 PN32厂家标准个40Cr18Ni9DN8 PN32厂家标准个60Cr18Ni95仪表及自动监控系统51自控仪表的设计原则及范围 com循的主要标准规范 1液化天然气 LNG 汽车加气站技术规范NBT1001-2011 2石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规程 GB50493-2009 3自动化仪表选型设计规定 HGT 20507-2000 4控制室设计规定 HGT 20508-2000 5信号报警安全联锁系统设计规定 HGT 20511-2000 6仪表供电设计规定 HGT20509-2000 7仪表供气设计规定 HGT20510-2000 8仪表系统接地设计规定 HGT20513-2000 9仪表配管配线设计规定 HGT20512-2000 10过程测量与控制仪表的功能标志及图形符号 HGT20505-2000com围 com1自控工程设计范围 本项目自控仪表设计范围为工艺装置1台水容积60m3的LNG低温储罐1台LNG低温泵2台LNG加气机1台增压器和1台EAG加热器及关联管道上的仪表及自控设计及其构成的工艺系统的监视控制和保护 com2第三方系统工程设计范围LNG低温泵增压器EAG加热器及加气机等由厂家成套供货安装调试等工作均由成套厂家完成并为站控系统提供第三方接入接口可以为离散IO点也可为RS-485MODBUS通讯接口总体要求如下 1离散IO点 DI信号无源开关量触点24VDC5A AI信号4-20mA模拟量输入 DO信号继电器隔离输出 AO信号4-20mA模拟量输出 2RS-485MODBUS通讯接口RS-485通讯端口支持标准MODBUS通讯协议 52自控水平及控制方案com平 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产生报警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场站重要并且站内介质易燃易爆 需要有人长期监控运行所以本站站控系统设计为有人值守站站控系统具有自动报警和应急事故自动处理流程对场站所有设备状态和工艺参数能进行有效监控正常生产运行控制流程实现自动化控制所有重要参数设备系统等均应报警所有数据均需存储和历史追溯能力 com案com1总体方案 本工程设计以可编程逻辑控制器PLC和监控计算机为核心设备主要完成加气站的管理调度集中操作监视系统功能组态自动化逻辑控制ESD控制数据报警控制参数的在线修改和设置记录并产生故障报警生成报表及打印等功能通过计算机显示器可直接监控全站各工艺流程的实时工况各工艺参数的趋势画面使操作人员及时掌握全站运行情况 本站自动化监控系统主要由控制室监控计算机站控PLC控制柜工艺装置区控制系统可燃气体报警控制系统等组成系统主要设备配置如下 1 监控计算机双核工业计算机1台 2 监控软件开发板500Point 3 PLC控制器模块化组成包括底板电源通讯CPUIOIO模块按下述数据配置 DI 14 Poin t DO 14 Point AI 12 Chan nel AO 4 Channel RS-485MODBUS 8PORT ETHNET 2RJ45 4 可燃气体报警系统由可燃气体报警控制器和可燃气体探测器组成 5 安全隔离栅和浪涌保护器数量根据IO 点确定 6 电缆及镀锌钢管 7 防爆施工材料及辅材 8 通讯及网络通讯系统 9 仪器仪表及第三方通讯系统 10 预留站控系统接入接口 com2控制流程方案 为满足工艺及生产管理对自动化控制系统的要求本工程设计中包含下述自动控制流程安全连锁控制LNG低温泵控制高压柱塞泵控制可燃气体报警控制系统IC卡卡机联动及网络管理系统等控制系统的主要功能是通过各种仪表对现场储罐低温泵增压器 储气瓶加气注机等设备的正常运转和相关设备的运行参数进行监控并在设备发生故障时自动报警并紧急切断 1全联锁控制 LNG低温泵高压柱塞泵储气瓶加气注机设备安全联锁控制系统由厂家完成根据联锁控制需要相关电动执行机构参与ESD控制 2LNG低温泵高压柱塞泵的控制 站控系统通过RS-485通讯接口与LNG泵变频控制柜高压柱塞泵控制柜进行通讯由LNG 低温泵控制柜高压柱塞泵控制柜实现LNG泵的启动停车保护停车报警紧急停车等控制 3燃气体报警控制系统 系统由可燃气体探测器控制主机声光报警信号输出接口等 部分组成完成对各个区域的可燃气体泄露量的动态监测区域和声光报警报警和联锁控制信号输出等功能通过RS-485通讯接口与站控PLC控制器通讯按如下区域配置 加气机 2个探头围堰内工艺区 2个探头卸车区 1个探头4IC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 53设计原则 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