加气子站自动控制及配电系统设计答辩

1、CNG加气子站自动控加气子站自动控 制及配电系统设计制及配电系统设计 论文主要结构框架论文主要结构框架 xxxCNG加气站简介加气站简介 电气部分设计电气部分设计 自控系统设计自控系统设计 结论结论 致谢致谢 1 2 3 4 5 1 xxxCNG加气站简介加气站简介 CNG（(Compressed Natural Gas） 加气子站是专门为加气子站是专门为CNG汽车提供燃料汽车提供燃料 的集接收、净化、压缩、储存、天然的集接收、净化、压缩、储存、天然 气于一身的中小型城市天然气运用基气于一身的中小型城市天然气运用基 础设施。础设施。 xxxxxxxxCNG加气站。年加气能力加气站。年加气能力

2、450万万m。由母站提供符合国家车用。由母站提供符合国家车用 燃气标准的天然气，燃气标准的天然气，主要设备：主要设备：压缩压缩 机机1台，加气机台，加气机4台，储气井台，储气井6个。个。 2 电气部分设计电气部分设计 u（1）照明方式的选择原则）照明方式的选择原则 u当不适合装设局部照明或采用混合照明不合理当不适合装设局部照明或采用混合照明不合理 时，宜采用一般照明。时，宜采用一般照明。 u当某一工作区需要高于一般照明照度时，可采当某一工作区需要高于一般照明照度时，可采 用分区一般照明。用分区一般照明。 u对于照度要求较高，工作为值密度不大，且单对于照度要求较高，工作为值密度不大，且单 独装设

3、一般照明不合理使宜采用混合照明。独装设一般照明不合理使宜采用混合照明。 u在设置局部照明的场所，仍要有一般照明，否在设置局部照明的场所，仍要有一般照明，否 则会影响视觉功能。则会影响视觉功能。 u在本设计只对该在本设计只对该站内站内楼进行一般照明设计，满足楼进行一般照明设计，满足 其他要求的照明方式将在装饰过程中完成。其他要求的照明方式将在装饰过程中完成。 （2 2）照明种类的选择原则）照明种类的选择原则 工作场所均应设置正常照明。正常照明是电气工作场所均应设置正常照明。正常照明是电气 照明设计中的主要内容。照明设计中的主要内容。 在正常照明因故障熄灭后，对需要确保正常工在正常照明因故障熄灭后

4、，对需要确保正常工 作或活动继续进行的场所，当装备用照明。作或活动继续进行的场所，当装备用照明。 在正常照明因故障熄灭后，对需要确保处于危在正常照明因故障熄灭后，对需要确保处于危 险之中的人员安全的场所，应装设安全照明。险之中的人员安全的场所，应装设安全照明。 在正常照明因故障熄灭后，在事故情况下为确在正常照明因故障熄灭后，在事故情况下为确 保人员安全撤离的出口和通道，应装设疏散照明。保人员安全撤离的出口和通道，应装设疏散照明。 本设计的设计结果本设计的设计结果 依据汽车用燃气设计规范，建筑照明设计规范的依据汽车用燃气设计规范，建筑照明设计规范的 要求，照明灯具的选择大致如下：要求，照明灯具的

5、选择大致如下： 罩棚下灯具应为防爆型，罩棚下灯具应为防爆型，100lx 门卫室、营业室、开票室、休息室、压缩机控制室、值班门卫室、营业室、开票室、休息室、压缩机控制室、值班 室用普通双管荧光灯，室用普通双管荧光灯，300lx 卫生间，锅炉房用防水灯，卫生间，锅炉房用防水灯，75lx 走廊选用吸顶灯，走廊选用吸顶灯，75lx 高、低压配电室用壁灯和普通双管荧光灯高、低压配电室用壁灯和普通双管荧光灯,300lx 压缩机室用全塑防爆荧光灯压缩机室用全塑防爆荧光灯300lx 应急灯具控制方式应急灯具控制方式 非持续式（常备式）。正常状态下，无交直流非持续式（常备式）。正常状态下，无交直流 输出；强切状

6、态下，交流输出；转入应急状态下，输出；强切状态下，交流输出；转入应急状态下， 直流输出。直流输出。 持续式（常亮式）。正常状态下，交流输出；持续式（常亮式）。正常状态下，交流输出； 强切状态下，交流输出；转入应急状态下，直流输强切状态下，交流输出；转入应急状态下，直流输 出。出。 可控制方式。正常状态下，输出交流，灯开关可控制方式。正常状态下，输出交流，灯开关 自由控制开断；强切状态下，交流输出，开关失控；自由控制开断；强切状态下，交流输出，开关失控； 应急状态下，直流输出，开关失控。应急状态下，直流输出，开关失控。 本设计结果本设计结果 该场站建筑规模较小，应急照明灯数不多，该场站建筑规模较

7、小，应急照明灯数不多， 结合工程实际，本站区仪表及应急照明用电结合工程实际，本站区仪表及应急照明用电 采用采用ESP（加装浪涌保护器）备用电源供电；（加装浪涌保护器）备用电源供电； EPS主要负载为节能型防爆高压钠灯主要负载为节能型防爆高压钠灯 （150W）8盏，加气机（盏，加气机（200W）4台，仪表台，仪表 柜（约柜（约200W）1台；及部分站房照明，考虑台；及部分站房照明，考虑 相关系数后，计算得相关系数后，计算得EPS输出功率为输出功率为3KW， 供电时间不少于供电时间不少于90分钟。分钟。 强电部分强电部分 本站区除自控仪表及应急照明为一级用电负荷外，其他均为三级用电本站区除自控仪表

8、及应急照明为一级用电负荷外，其他均为三级用电 负荷，供电系统采用负荷，供电系统采用TN-S系统。系统。 站区主要用电设备有：天然气压缩机（站区主要用电设备有：天然气压缩机（VFD-0.32/(30-200)-250-B型，主电机型，主电机 75KW,共一台；此外还有加气机、空调、插座、照明灯具等小负荷设备。共一台；此外还有加气机、空调、插座、照明灯具等小负荷设备。 本站区计算负荷本站区计算负荷135.6KVA,计算电流计算电流206A，选用一台，选用一台160KVA箱变为站区供箱变为站区供 电。电。 站区用电接站区内拟建站区用电接站区内拟建10KV高压电缆，新建高压电缆走向及型号由当地电高压电

9、缆，新建高压电缆走向及型号由当地电 力部门确定。力部门确定。 本站区工艺区的全部电气、仪表设备均为隔爆型，站房电气设备为防爆型。本站区工艺区的全部电气、仪表设备均为隔爆型，站房电气设备为防爆型。 防暴区照明线路的引入采用防暴区照明线路的引入采用ZR-YJV22系列电缆，进入照明开关或隔爆型接系列电缆，进入照明开关或隔爆型接 线盒后可转换为绝缘导线并穿钢管配线；防暴区低压电缆均采用线盒后可转换为绝缘导线并穿钢管配线；防暴区低压电缆均采用ZR-YJV22- 0.6/1.0系列电缆，导线采用系列电缆，导线采用BV-500系列导线。室外埋地电缆均采用直埋方式敷设。系列导线。室外埋地电缆均采用直埋方式敷

10、设。 施工参照国际施工参照国际94D164-15，35KV及以下电缆敷设。及以下电缆敷设。 配电箱、开关的安装高度均为配电箱、开关的安装高度均为1.4米，插座的安装高度为米，插座的安装高度为0.3米，空调插座米，空调插座1.8 米（距离室内地坪）。米（距离室内地坪）。 室内电缆沟内电缆按电压等级（强电、弱电）分别沿电缆沟两侧敷设；直埋室内电缆沟内电缆按电压等级（强电、弱电）分别沿电缆沟两侧敷设；直埋 电缆强弱电电缆间距不得小于电缆强弱电电缆间距不得小于0.5米。米。 天然气压缩机启动部分控制电路为成套设备，在此不做考虑。天然气压缩机启动部分控制电路为成套设备，在此不做考虑。 弱电部分弱电部分

11、本站区仪表及应急照明用电采用本站区仪表及应急照明用电采用EPS（加装浪涌保护器）备用电源供（加装浪涌保护器）备用电源供 电；电；EPS主要负载为节能型防爆高压钠灯（主要负载为节能型防爆高压钠灯（150W）8盏，加气机（盏，加气机（200W） 4台，仪表柜（约台，仪表柜（约200W）1台；及部分站房照明，台；及部分站房照明， EPS输出功率为输出功率为3KW， 供电时间不少于供电时间不少于90分钟。分钟。 仪表柜由建设方向供货商订货，电缆沟施工时由供货方协助完成。本仪表柜由建设方向供货商订货，电缆沟施工时由供货方协助完成。本 设计不做考虑。设计不做考虑。 可燃气体报警器主机设置仪表室内主机采用柜

12、装式，安装于仪表柜面可燃气体报警器主机设置仪表室内主机采用柜装式，安装于仪表柜面 板，为保证可燃气体报警器的可靠工作，本设计采用板，为保证可燃气体报警器的可靠工作，本设计采用EPS作为可燃气体浓作为可燃气体浓 度报警器的备用电源。度报警器的备用电源。 仪表柜面板上安装远传数显表，可燃气体报警器主机及紧急切断阀按仪表柜面板上安装远传数显表，可燃气体报警器主机及紧急切断阀按 钮。钮。 可燃气体报警器与紧急切断系统联动，在发生泄漏事故时能自动切断可燃气体报警器与紧急切断系统联动，在发生泄漏事故时能自动切断 紧急切断阀，并在仪柜表发出声光报警；储气井压力变送器在仪表柜内设紧急切断阀，并在仪柜表发出声光

13、报警；储气井压力变送器在仪表柜内设 超压报警功能，当储气井压力异常时能在仪表柜发出声光报警。超压报警功能，当储气井压力异常时能在仪表柜发出声光报警。 负荷计算负荷计算 压缩机的基本特性压缩机的基本特性 该压缩机是一级压缩该压缩机是一级压缩,三缸压缩机。压缩机型号三缸压缩机。压缩机型号: ST55-M20-EM 负荷参数如负荷参数如 下：下： 压缩机驱动电机压缩机驱动电机: 型号型号: 防爆电机防爆电机 输出功率输出功率(KW): 75 转速转速(rpm): 1000 级数级数: 6 建筑安全规格建筑安全规格: B3 油泵驱动电机油泵驱动电机: 型号型号: 防爆电机防爆电机 输出功率输出功率(K

14、W): 3 转速转速(rpm): 1500 级数级数: 4 建筑安全规格建筑安全规格: B5 水泵驱动电机水泵驱动电机: 型号型号: 防暴电机防暴电机 输出功率输出功率(KW): 1.85 转速转速(rpm): 3000 级数级数: 2 建筑安全规格建筑安全规格: B3/B5 经过计算得出本场站设计结果及说明经过计算得出本场站设计结果及说明 负荷计算：有功功率负荷计算：有功功率130.5KW无功功率无功功率115KVAR（千（千 乏）乏），视在功率，视在功率174KVA计算电流计算电流264A；选择一台；选择一台200KVA的的 箱式变压器为站区供电。箱式变压器为站区供电。 高压侧、低压侧无功

15、自动及手动补偿装置以当地供电部门高压侧、低压侧无功自动及手动补偿装置以当地供电部门 规定为准。规定为准。 有功功率、无功功率电度表视现场情况由电力部门安装。有功功率、无功功率电度表视现场情况由电力部门安装。 各电气设备参数要与现场设备实际参数进行核对，以确保各电气设备参数要与现场设备实际参数进行核对，以确保 一致性。一致性。 设备外壳和金属构架通过断接卡与接地干线可靠连接，接设备外壳和金属构架通过断接卡与接地干线可靠连接，接 地电阻不大于地电阻不大于4欧姆。欧姆。 配电箱内单相负荷应均分在三相导线上，以减少三相不平配电箱内单相负荷应均分在三相导线上，以减少三相不平 衡，不平衡度不大于衡，不平衡

16、度不大于20%. CNG加气站的接地系统示意图加气站的接地系统示意图 通过多座加气站通过多座加气站 的运行实践证明，的运行实践证明， 联合接地方式简联合接地方式简 单高效、安全可单高效、安全可 靠，很值得在靠，很值得在 CNG加气站的工加气站的工 程建设中进一步程建设中进一步 推广应用。推广应用。 智能数显仪表控制系统功能配置原理智能数显仪表控制系统功能配置原理 控制逻辑：控制逻辑： 每个功能都由控制逻辑每个功能都由控制逻辑 实现，以标准站最常用实现，以标准站最常用 的的3条逻辑说明实现过程。条逻辑说明实现过程。 第一，事故或紧急状况第一，事故或紧急状况 下，控制室可紧急停止下，控制室可紧急停

17、止 所有压缩机。第二，高、所有压缩机。第二，高、 中、低压储气井组压力中、低压储气井组压力 达到高报高控值时，控达到高报高控值时，控 制室声光报警，停止所制室声光报警，停止所 有压缩机。第三，生产有压缩机。第三，生产 区燃气泄漏浓度达到一区燃气泄漏浓度达到一 级报警值时，控制室声级报警值时，控制室声 光报警，启动轴流风机；光报警，启动轴流风机； 达到二级报警值时，声达到二级报警值时，声 光报警，停止所有压缩光报警，停止所有压缩 机。机。 3 自控系统设计自控系统设计 压缩机、轴流风机连锁控制原理压缩机、轴流风机连锁控制原理 以以PIAC005为例，该智能数显仪表到高报高控值，其输出为例，该智能

18、数显仪表到高报高控值，其输出 触点闭合，继电器触点闭合，继电器J2上电。上电。J2的的1、5常开触点闭合则常开触点闭合则J5上上 电，电，J5的的1、5和和2、6常开触点闭合，信号分别输入到常开触点闭合，信号分别输入到1号号 和和2号压缩机控制系统，停止号压缩机控制系统，停止1号、号、2号压缩机，实现号压缩机，实现 PIAC005的高控功能。的高控功能。J2的的2、6常开触点接多路声光报警常开触点接多路声光报警 器的器的1报警回路，该触点闭合，报警回路，该触点闭合，1BJ-1回路报警，实现回路报警，实现 PIAC005的高报功能。的高报功能。PIAC004和和PIAC003连锁及报警功连锁及报

19、警功 能同能同PIAC005所述。当燃气泄漏浓度达到一级报警值时，所述。当燃气泄漏浓度达到一级报警值时， 可燃气体报警控制器声光报警，可燃气体报警控制器声光报警，J7上电，上电，J7的的1、5和和2、6 常开触点闭合，启动常开触点闭合，启动1号、号、2号轴流风机。当达到二级报警号轴流风机。当达到二级报警 值时，可燃气体报警控制器声光报警，值时，可燃气体报警控制器声光报警，J6上电，上电，J6的的1、5 和和2、6常开触点闭合，连锁停止常开触点闭合，连锁停止1号、号、2号压缩机。紧急状号压缩机。紧急状 况按下况按下EST按钮时，按钮时，J1上电，上电，J1的的1、5和和2、6常开触点闭常开触点闭

20、 合，停止合，停止1号、号、2号压缩机。号压缩机。 压缩机、轴流风机连锁控制原理压缩机、轴流风机连锁控制原理 系统功能及连锁系统功能及连锁 可燃气体报警控制器显示探测器的报警位置、时间可燃气体报警控制器显示探测器的报警位置、时间 和浓度。子站中宜以二级报警系统设计，即燃气泄和浓度。子站中宜以二级报警系统设计，即燃气泄 漏浓度达到一级设定值时，可燃气体报警控制器声漏浓度达到一级设定值时，可燃气体报警控制器声 光报警，连锁启动轴流风机；燃气泄漏浓度达到二光报警，连锁启动轴流风机；燃气泄漏浓度达到二 级设定值时，可燃气体报警控制器声光报警，通过级设定值时，可燃气体报警控制器声光报警，通过 HJ182

21、5模块停止所有压缩机。模块停止所有压缩机。 序号序号安全措施安全措施说明说明备注备注 1 根据站内爆炸危险区域的划分，正根据站内爆炸危险区域的划分，正 确地对站内各检测仪表进行选型及确地对站内各检测仪表进行选型及 其防爆、防护等级配置。其防爆、防护等级配置。 满足满足自动化仪表选型自动化仪表选型 设计规定设计规定HG/T 205072000。 2 仪表系统供电需要提供可靠电源，仪表系统供电需要提供可靠电源， 并配置在线式、长效型并配置在线式、长效型UPS电源，电源， 对其电压、频率、纹波电压、瞬断对其电压、频率、纹波电压、瞬断 时间提出要求，延时供电时间时间提出要求，延时供电时间2h。 满足满

22、足仪表供电设计规仪表供电设计规 定定HG/T 20509 2000。 电源侧电源侧 加装三加装三 级级SPD保保 护。护。 3 采用铜芯铠装屏蔽电缆，直埋敷设，采用铜芯铠装屏蔽电缆，直埋敷设， 在信号回路加设在信号回路加设SPD保护。出入地保护。出入地 面穿套管保护，与仪表及套管等接面穿套管保护，与仪表及套管等接 口采用防爆挠性管连接，穿越不同口采用防爆挠性管连接，穿越不同 区域采取密封和防爆措施。区域采取密封和防爆措施。 满足满足仪表配管配线设仪表配管配线设 计规定计规定HG/T 205122000和和石油石油 化工自动控制设计手化工自动控制设计手 册册。 4 控制室设置紧急切断按钮，紧急或

23、控制室设置紧急切断按钮，紧急或 事故状况下关闭压缩机。实现各个事故状况下关闭压缩机。实现各个 检测点的超限报警检测点的超限报警(声光报警声光报警)、超限、超限 停车及压缩机现场停机功能。停车及压缩机现场停机功能。 满足满足信号报警、安全信号报警、安全 连锁系统设计规定连锁系统设计规定 HG/T 205112000和和 工艺专业所提委托要求。工艺专业所提委托要求。 压缩机压缩机 控制系控制系 统具备统具备 远程就远程就 地启停地启停 功能。功能。 5 站内各远传仪表配置防雷模块，所站内各远传仪表配置防雷模块，所 有变送器外壳采用单独防雷接地线，有变送器外壳采用单独防雷接地线， 并与接地网可靠连接

24、。控制系统及并与接地网可靠连接。控制系统及 电缆屏蔽层、铠装层、现场防爆接电缆屏蔽层、铠装层、现场防爆接 线箱、保护套管等与电气接地网可线箱、保护套管等与电气接地网可 靠连接。靠连接。 满足满足自动化仪表选型自动化仪表选型 设计规定设计规定HG/T 205072000、仪表仪表 系统接地设计规定系统接地设计规定 HG/T 205132000、 汽车加油加气站设计汽车加油加气站设计 与施工规范与施工规范(2006年年 版版)GB 501562002。 控制室、控制室、 收费室收费室 设置等设置等 电位连电位连 接母板。接母板。 CNG加气子站自控系统安全措施加气子站自控系统安全措施 4 结结 论论 本文主体部分分为三章主要对本文主体部分分为三章主要对CNG的发展历程、发展趋势；针对的发展历程、发展趋势；针对xxx加气加气 子站技术要求以及如何初步对子站技术要求以及如何初步对CNG加气子站进行场站配电和自控系统设计进加气子站进行场站配电和自控系统设计进 行论述。通过对本论文的书写过程中资料的查阅是我对本专业有了更深入的行论述。通过对本论文的书写过程中资料的查阅是我对本专业有了更深入的 了解，也为我未来专业的发展指明了方向。虽然我努力使文章更加全面合理了解，也为我未来专业的发展指明了方向。虽然我努力使文章更加全面合理 更加有深度和