天然气CNG汽车加气母站初步设计说明

1、 . . . 天然气CNG汽车加气母站初步设计第一卷初步设计说明书前 言天然气作为一种清洁能源，在目前的能源结构中，占据着举足轻重的地位；同时在国家大力发展天然气的政策指引下，它在国民生活中扮演着越来越重要的角色。川气东送管道工程西起川东北普光首站，东至末站，是继西气东输管线之后又一条贯穿我国东西部地区的管道大动脉。管道管径1016，设计压力10.0MPa。为了更好的利用川气东送管道工程的资源优势，提升天然气汽车在沿线各城市中的竞争力，最大限度的发挥天然气的环保优势，中石化决定在川气东送管道工程部分站场附近建设加气母站。根据对川气东送管道工程XX分输站附近的CNG潜在市场的充分调研与CNG天然

2、气利用市场的需求分析可知，建设XXCNG加气母站的市场条件已经成熟；本工程的建设是顺应市场发展需要的结果，有其固有的必然性。XX加气母站毗邻川气东送管道XX分输站建设，征地与分输站一并考虑，气源来自分输站。中国石油化工股份于2009年4月批复了该项目可行性研究报告，并同意天然气分公司开展下一步工作。受中国石油化工股份天然气分公司的委托，中国市政工程XX设计研究院承担了“中国石油化工股份天然气分公司XXCNG汽车加气母站”的初步设计任务。接受任务后，我院立即组织人员进行现场勘察、资料收集、围确定，对有关问题进行了全面调查、分析和研究，在XX市有关部门与中国石油化工股份天然气分公司的大力支持下，完

3、成了本工程初步设计，请予评审。中国石油化工股份天然气分公司XXCNG汽车加气母站初步设计共分三卷：第一卷：初步设计说明书（含设备材料表）；第二卷：初步设计图纸；第三卷：初步设计概算书。99 / 107目 录1概述11.1 项目概况11.2 设计规模与设计围11.3 主要工程容12设计依据与设计条件22.1 设计依据22.2 工程所在地自然条件22.3 气源32.4 母站进站天然气参数42.5 加气母站的运行时间53设计原则与设计规63.1 设计原则63.2 遵循的主要标准与规64站址与总图设计74.1 站址74.2 总图设计75工艺设计95.1 工艺流程95.2 工艺计算与设备选型115.3

4、管道、管件与防腐295.4 主要工程量306仪表自动化316.1 设计原则316.2 设计围326.3 控制方案336.4 主要仪表选型436.5 供电、接地与机电保护446.6 控制室456.7 主要工程量467通信477.1 执行的标准和规477.2 视频监视系统477.3 与网络通讯487.4 主要工程量498公用工程508.1 电气工程508.2 给水排水578.3 建筑、结构608.4 暖通619消防639.1 概述639.2 遵循的规639.3 消防措施639.4 专用消防设施6410安全6610.1 设计依据6610.2 工程概述6710.3 工程安全分析6810.4 主要危害因

5、素分析6910.5 安全生产措施7110.6 安全管理机构7610.7 专用投资7610.8 主要结论7711职业卫生7811.1 生产过程中职业危害因素分析7811.2 危险岗位7911.3 主要职业安全卫生防措施8012环境保护8312.1 有关法律、法规与标准8312.2 排放标准8312.3 主要污染物分析8412.4 主要防治措施8612.5 绿化设计8712.6 环保投资8713节能8813.1 合理用能标准与节能设计规8813.2 能耗分析8813.3 节能措施8814企业定员9014.1 机构设置与人员配备9014.2 生产制度9014.3 定员9015施工前的准备9115.1

6、 施工图设计条件的落实9115.2 对参建单位的要求9116主要设备材料表93附件：1、中国石油化工股份“关于加气母站可行性研究报告的批复”；2、中国石油化工股份天然气分公司关于川气东送管道工程XX加气母站初步设计暨施工图设计的委托书3、安评与批复4、环评与批复1概 述1.1 项目概况1.1.1 项目名称天然气CNG汽车加气母站1.1.2 委托单位中国石油化工股份天然气分公司1.1.3 项目地点XX市北侧的秀洲区新塍镇，毗邻川气东送管道XX分输站1.2 设计规模与设计围1.2.1 设计规模设计规模为15×104m3/d，并预留扩建能力。1.2.2 设计围加气母站工艺、自控；配套的变配

7、电系统（以围墙为界）；配套的给排水工程（以围墙为界）；场地功能性建筑；消防、安全、职业卫生、环境保护、节能等；投资概算。1.3 主要工程容本工程主要容（包括主要设备清单）见表1.3-1。表1.3-1 主要工程容与设备清单序号工程容主要工程量备注1占地面积10.25亩2生产设备进站过滤器1台进站流量计1台干燥塔2台脱水用粉尘过滤器1台脱水用再生气冷却器1台列管式，脱水用防暴轴流风机1台冷却器用，脱水用再生气分离器1台脱水用再生循环增压机1台循环风机，脱水用防暴三相异步电动机1台再生循环增压机用，脱水用再生气加热器1台脱水用压缩机组3套成撬，详见成撬清单加气柱3台加气机3台为拖车头加气废油罐1台污

8、水罐1台3站房484.82平方米框架4压缩机房259.20平方米框架5变配电与控制室216.78平方米框架5加气棚900平方米网架2设计依据与设计条件2.1 设计依据1、中国石油化工股份天然气分公司XXCNG汽车加气母站可行性研究报告；2、中国石油化工股份“关于川气东送管道工程XX加气母站可行性研究报告的批复”；3、安评与批复；4、环评与批复；5、中国石油化工股份天然气分公司关于川气东送管道工程XX加气母站初步设计暨施工图设计的委托书6、中国石油化工股份天然气分公司XXCNG汽车加气母站初步设计暨施工图设计招标文件、投标文件、中标通知书、设计合同。7、用地红线图与其他设计基础资料（气源供应、工

9、程地质、水文地质、环境与气象、供水与供电、概算软件、价格信息等）。2.2 工程所在地自然条件1、地理位置XX市位于省东北部、长江三角洲杭嘉湖平原腹心地带，是长江三角洲重要城市之一。市境介于北纬30度21分至31度2分与东经120度18分至121度16分之间，东临大海，南倚钱塘江，北倚太湖，西接天目之水，大运河纵贯境。市城处于江、海、湖、河交会之位，扼太走廊之咽喉，与沪、杭、湖等城市相距均不到百公里，区位优势明显，尤以在人间天堂杭之间著称。2、气象资料XX加气母站位于长江下游地区，毗邻川气东送管道工程XX分输站：表2.2-1 XX市气象资料表气温年平均气温（）15.9月平均最高气温（）31.9月

10、平均最低气温（）0.7历年最高气温（）38.6历年最低气温（）-11.9日照年日照时间（h）2017湿度年平均相对湿度（）80最大相对湿度（）100最小相对湿度（）14年均蒸发量（mm）1275.8降水一天最大降雨量（mm）230.9一次暴雨持续进间（h）16最大雨量（mm）234.2风向、风速全年主导风向E/ESE全年次主导风向SE最小风频方向WSW年平均风速（m/s）2.8极端最大风速（m/s）24大气压年平均气压（bar）1.0164最高气压（bar）1.0446最低气压（bar）0.9869其它年均雷暴天数（d）402.3 气源2.3.1 气源综述的“川气东送”已列入国家“十一五”重大

11、工程。该工程由两部分组成，一为普光气田勘探、开发以与气体处理工程；一为通往的长输管线工程，预计总投资600多亿元。普光气田是中国目前发现的5个储量在2,000×108Nm3以上的大气田之一。根据目前的勘探开发部署，预计2008年底，即可形成天然气生产能力100×108Nm3以上，2009年底可形成天然气生产能力150×108Nm3，2008年年底即可供气。普光气田外输管线起于宣汉，止于。管道干线预计全长1,702公里，中途建4座加气站，年最大输气量可达150×108Nm3以上。管道工程包括1条通往的主干线、1条豫鲁支干线和3条支线-川维支线、达州支线、支

12、线。2.3.2 天然气物性1、气体组分进站天然气为川气东送管道气，天然气气体组分见表2.3-1表2.3-1 气源组分表组分分子量摩尔分率（mo1%）H22.0160.025467N228.0140.0705685CO244.0112.02909H2S34.086mg/m3COS60.0750.002559H2O18.0160.00358CH416.04397.058C2H630.070.152185C3H844.0970.010113CH3SH（甲硫醇）48.1070.000492C2H5SH（乙硫醇）62.1340.0000369He4.0030.0127952、气体物性天然气物性相关参数见

13、表2.3-2表2.3-2 气源物性参数（8.097MPa（a）,45）物性参数指标平均分子数16.72水露点（C）-15比热（KJ/kg·k）2.68粘度（cp）0.0137导热系数（W/m·k）0.0431压缩因子0.912密度（kg/m3）0.6942.4 母站进站天然气参数根据委托方提供的设计条件，母站气源为普光净化厂提供的净化气。进站天然气工作压力按4.0-9.0MPa考虑，设计压力取10.0MPa；H2S含量6mg/m3；总硫含量200mg/m3。进站气质达到国家二类气质标准，满足车用天然气的要求，不需进行脱硫处理。2.5 加气母站的运行时间由于加气母站运行的间歇

14、性以与销售时限性，结合目前行业加气母站运行时间，确定本加气母站运行时间为16h/d。3设计原则与设计规3.1 设计原则1、以可研批复为依据，按中石化要求控制投资。2、以川气东送为资源基础，以市场需求为导向，以经济效益为中心，与社会、经济发展目标相结合。3、项目设计时应充分考虑利用自然能量，尽量降低运行能耗。4、提高项目的安全性，注重环境保护，确保项目运行安全、平稳、可靠。5、认真落实国家发改委关于少投入、多产出、适时投入、快速发展的原则，通过优化设计方案，压缩项目投资和运行成本，提高项目的经济效益，增强项目的竞争力。6、远、近结合，一、二期工程相衔接。3.2 遵循的主要标准与规1、车用压缩天然

15、气GB18047；2、汽车加油加气站设计与施工规GB50156-2002（2006年版）；3、石油天然气工程设计防火规GB50183-2005；4、建筑设计防火规GB50016-2006；5、工业金属管道设计规GB50316-2000；6、输气管道工程设计规GB50251-2003；7、压力容器安全技术监察规程国家技监局1999；8、建筑灭火器配置设计规GB50140-2005。4站址与总图设计4.1站址4.1.1 选址原则1、服从城市总体规划的用地安排。2、与周围建构筑物的防火间距必须符合现行的国家标准汽车加油加气站设计与施工规GB50156-2002（2006年版）、石油天然气工程设计防火

16、规GB50183-2005的规定。3、具有适宜的地形、地质和供电、给排水等条件，交通方便。4、少占农田。4.1.2 站址的确定本站位于XX市北侧的秀洲区新塍镇，距桃园村镇1km左右；在虹阳港镇XX侧，距离虹阳港镇3km左右；距离XX市区外环线17km。有宽度为8m的乡村沥青公路可以通至07省道，然后可通过省道至XX市，距离约15km。也可沿07省道，至距本站约50km的平湖市，同时也可沿07省道，转320国道至距本站约50km的桐乡市。经本加气母站压缩后的天然气通过CNG 槽车运送至XX市当地加气子站。站址选在拟建XX分输站的西北侧，与拟建的XX分输站毗邻建设。XX加气母站主要供气对象为XX市

17、。4.2总图设计4.2.1 工程容本工程容有：生产区（含压缩机房、脱水、储气井等）、拖车加气区、站房（含工具间、营业厅、值班等）、变配电与控制室。压缩机安装在压缩机房。4.2.2 平面布置XX加气母站占地面积10.25亩，与分输站之间通过H=2.2m非燃烧实体围墙分隔。加气母站分为加气区、生产区、站房、变配电与控制室4个部分。加气区包括加气棚、加气岛等；生产区包括脱水、缓冲、压缩机房、循环水区等；站房包括营业室、值班室、工具间、中控室等；变配电与控制室包括高、低压室、控制室、监控室等。除压缩机外，生产区其他设施尽量紧凑布置。压缩机设置在压缩机房，按15×104m3/d设计，并予留5&

18、#215;104m3/d发展空间。平行于进站道路，依次布置站房、加气区、生产区，母站生产区和分输站生产区相临。加气区采用通过式平面布置。4.2.3 竖向布置XX加气母站的站场竖向设计包括在川气东送XX分输站的竖向设计中。站车辆通行与回转所需场地采用混凝土场地；站外道路采用混凝土路面，路面宽7.0m，道路转弯半径为12.0m，方便槽车进出。混凝土道路的做法：素土夯实+30cm 厚手摆片石+15cm 厚级配碎石+20cmC30 现浇混凝土面层。4.2.4 道路、绿化临进站道路布置两座大门，大门宽10.00米，道路布置考虑罐车的通行，转弯半径按大于12.00米设计。站场建筑物与围墙之间、车辆通行与回

19、转所需场地以外的区域、道路两旁均适当绿化，在符合安全规要求的前提下种植草坪或绿化苗木，设置花坛等，为站场职工创造良好的生产、工作环境。场地以草坪、灌木绿化为主，场地四周种植乔木。其总平面布置详见总平面布置图。5工艺设计5.1 工艺流程5.1.1 压缩与脱水工艺川气东送管道工程XX分输站来的天然气以输气管道压力（根据委托方提供的设计条件，约在4.0-9.0MPa之间）进站，经过滤分离与计量后，从干燥塔顶部进入干燥塔（塔-A/B），通过4A分子筛进行吸附脱水，使天然气常压水露点降低到-60以下；然后从干燥塔底部流出，经粉尘过滤器（器-101）过滤除尘后，分成两路：一路直接去加气柱（柱-1/2/3）

20、，通过加气柱给CNG槽车加气（气源直充），直到CNG槽车压力与气源压力达到平衡；另一路经缓冲分离罐（罐-101）缓冲后，进入压缩机（机-1/2/3）一级气缸增压，然后进入一级排气冷却器（换-102），温度降至45以下，然后进入压缩机二级进气分离器（分-102），分离出凝液后，进入压缩机二级气缸加压，将天然气压力升至最高25.0MPa，然后进入二级排气冷却器（换103），将温度冷却到45以下，进入机后缓冲分离罐（分-103），缓冲并分离出凝液后，通过除油过滤器（器-103）除油，然后去加气柱（柱-1/2/3）给气源直充后的CNG槽车充气，直至槽车压力达到20.0MPa，结束充气。与加气柱（柱-1

21、/2/3）分别串联1台加气机，便于给CNG槽车车头加气。天然气脱水采用双塔工艺，两塔（塔-A/B）轮流交替，4A分子筛吸附脱水。一个塔吸附时（此时该塔称为“吸附塔”），另一个再生或冷却（此时该塔称为“再生塔”）。干燥塔分子筛再生采用零排放闭式循环等压再生。增压循环风机（机-101）驱动天然气（再生气）进入再生气加热器（热-101），使再生气温度升至200-220，然后从再生塔底部进入，使分子筛加热再生，之后从再生塔顶部流出，进入再生气冷却器（换-101），使再生气温度冷却至40以下，然后进入再生气分离器（分-101），分离出凝液后，再进入增压循环风机，如此循环往复，直至完成分子筛再生。当再生塔

22、出口再生气温度达到200以上时，分子筛再生完成，加热器（热-101）停止加热，然后排空再生气分离器（分-101）中的凝液，循环风机（机-101）继续运行，驱动天然气继续循环，对再生塔的分子筛进行冷却。当再生塔出口温度降至40以下时，循环风机（机-101）停运，分子筛冷却完成，关闭再生塔的再生流程阀门。分-101、罐-101分出的凝液经底部排出汇集，进入污水罐（罐-102）储存并装车外运；分-102、分-103分出的凝液经底部排出汇集，进入废油罐（罐-103）储存并装车外运。5.1.2 循环水工艺压缩机采用水冷方式，闭式循环。通过循环和外循环完成冷却。利用管道循环泵（泵-101）将循环水增压，进

23、入压缩机机体冷却和排气冷却系统，冷却压缩机机体与压缩机排气，水温升至40，然后进入闭式冷却塔换热冷却，温度约降8，然后进入管道泵，如此循环往复，完成循环。循环水池的冷却水经提升泵（泵-102）提升至冷却塔顶部，喷淋蒸发降温，并流经蒸发式冷却器换热后，进入循环水池，完成外循环。5.1.3 硫分析由于“川气东送”管道向本站所供天然气硫化氢含量不大于6毫克/标准立方米，达到国家标准车用压缩天然气GB18047中“不大于15毫克/标准立方米”的要求，因此本站不需要设置脱硫装置，仅使用便携式硫化氢分析仪，监测硫化氢含量。工艺流程详见工艺流程图5.2 工艺计算与设备选型5.2.1 基本参数设计条件：进站天

24、然气管道设计压力：10.0MPa。进站天然气工作压力：4.0-9.0MPa。进站含水：200ppmv母站设计压力：1、压缩机前工艺系统设计压力：10.0MPa；2、压缩机后工艺系统设计压力：27.50MPa;3、压缩机进气压力4.0-9.0MPa母站设计温度：1、最高设计温度：280.00 2、最低设计温度： -19.00 3、进站天然气温度：0-25.00 4、充装温度：45.005、CNG水露点： - 60.00工艺管道设计流速1、压缩机前工艺管道设计流速：不大于20.00m/s2、压缩机后工艺管道设计流速：不大于10.00m/s5.2.2 工艺计算与设备选型1、压缩机压缩机是母站的的心脏

25、，其运行状态直接关系到整个母站的正常运行和CNG子母站的正常工作与生产成本。根据可研，本项目选用国产压缩机橇装机组。本母站生产规模为15×104m3/d，工作时间按每天16小时计算。对于产气量为5.0×104m3/d的压缩机来说共需要3台。站予留5×104m3/d发展空间。压缩机主要技术参数如下：1）机组性能参数序号名 称备 注1型式对称平衡型往复活塞式2压缩级数二级3压缩介质天然气（主要成分详见组分表）4进气压力（表压）（MPa）4.09.0（设计点5.0MPa）5进气温度（）025（设计点20）6二级排气压力（表压）（MPa）257最终输出温度（）458排气量

26、（Nm3/h）35009冷却方式工艺气、气缸与机身润滑油采用闭式循环水强制冷却10冷却水压力（MPa）0.250.4511冷却水循环量（m3/h）3512润滑油消耗量（Kg/h）<0.1513润滑油压力（表压）（Mpa）0.30.614主机驱动传动方式防爆电机驱动，弹性轴销联轴器直联15注油器电机功率（kw）0.5516防爆电机参数等级主电机：380V 50Hz dBT4 IP54 F4其它电机：380V 50Hz dBT4 IP54 F417振动（mm/s）1518控制方式PLC可编程控制器+A/D模块+触摸屏+自动排污+变频控制19无故障工作时间（h）800020压缩机机寿命（a）2

27、521安装方式橇装、固定22机橇外形尺寸（长×宽×高）5000×3000×32002）压缩机橇装机组设备成套配置清单序号名 称数量技术规格备 注1压缩机进气缓冲罐1台V=0.30m3，PN10.0MPa2压缩机排气缓冲罐2台V=0.08m3，PN27.5MPa每级排气均设缓冲罐3CNG高效除油器 1台除油后：油雾直径<1 um，密度< 10PPM4压缩机主机1套5主电机1台315kW防爆等级dBT4，防护等级IP54，绝缘等级F46冷却系统1套7油水分离系统1套8润滑系统1套9PLC电气控制系统1套包括检测仪表、现场控制柜、电控柜10压缩机进

28、气切断阀1只DN50，PN10.0MPa气动球阀11压缩机排气止回阀1只D38，PN27.5MPaSS31612橇装基座1台3）压缩机质量要求和技术参数（1）压缩机设计制造标准A、石油与天然气工业用往复压缩机GB/T20322B、汽车加气站用天然气压缩机/T10298-2000C、大型往复活塞压缩机技术条件/T9105D、容积式压缩机用灰铸铁件技术条件/T6431E、容积式压缩机用锻件技术条件/T6908F、容积式压缩机用球墨铸铁件技术条件/T91048G、一般用往复活塞空气压缩机主要零部件技术条件/T7240H、往复活塞压缩机铸铁活塞环/T5447I、往复活塞压缩机用网状阀片/T7239J、

29、往复活塞压缩机连杆小头衬套/T2236K、往复活塞压缩机零部件/T2231.12231.5L、往复活塞压缩机金属平面填料/T9102.191 02.6M、压缩机用安全阀/T6441N、注油器/T9106（2）压缩机检验标准A、容积式压缩机验收试验GB/T3853B、容积式压缩机噪声声功率级的测定 工程法GB/T4980C、容积式压缩机噪声声功率级的测定 简易法GB7022D、容积式压缩机机械振动测量与评价GB/T7777E、容积式压缩机流量测量方法GB/T15487F、压缩机球墨铸铁零件的超声波探伤/T5439G、压缩机锻钢零件的超声波探伤/T5440H、压缩机铸钢零件的超声波探伤/T5441

30、I、压缩机重要零件的磁粉探伤/T5442J、通用机械噪声声功率级现场测定 声强法/T76654）主要技术要求（1）结构形式压缩机结构为对称平衡型，二级压缩。 （2）主机进口部件吸排气阀阀片、活塞环、填料等采用非金属材料，使用寿命要求不少于8000h。表5.2-1 主机进口部件表序号名称型号规格数量生产厂家备 注1气阀贺尔碧格、法国利亚或者同等质量的国产部件2活塞环贺尔碧格、法国利亚3支撑环贺尔碧格、法国利亚4填料贺尔碧格、法国利亚（3）设备寿命要求压缩机主机使用寿命 25a。活塞环、填料 8000h气阀 8000h活塞、活塞杆 16000h连杆 32000h十字头 32000h曲轴 32000

31、h2、脱水系统设备（1）脱水方式和设备清单·根据可研，本站采用前置脱水。·满足脱水工艺要求所需的设备清单如下：序号名 称技术规格或操作条件数量备 注1干燥塔最高工作压力9MPa最高工作温度2302台2出口粉尘过滤器最高工作压力9MPa最高工作温度801台3再生气冷却器最高工作压力9Mpa最高进气温度2301台列管式4防暴轴流风机BT40-600（电机：1.1KW/1450r，dIIBT4，IP55）1台冷却器用5再生气分离器最高工作压力9Mpa最高进气温度801台6再生循环增压机ZW-0.21/（40-90）-（42-92）1台循环风机7防暴三相异步电动机YB160L-41

32、台再生循环增压机用8再生气加热器最高工作压力9MPa最高工作温度3501台（2）脱水系统设计基本参数吸附与再生切换控制方式干燥塔阀门手动切换再生方式零排放、自动控制、干气闭式循环、外置加热再生再生气冷却方式空冷原料气水露点-158.097MPa（a），即20ppmv设计含水量PPmv200进口压力MPa49最高工作压力MPa9设计压力MPa10.0 设计温度-19280再生气工作温度200220再生终止再生气出塔温度200再生时间h7冷吹时间h5再生气电加热功率kw（380V）37.5再生气驱动功率kw15再生气冷却轴流风机功率kw1.1保温伴热功率kw1总装机功率kw54.6脱水压降MP0.

33、05脱水后天然气常压露点60电器元件防爆等级Exd BT4单塔有效吸附时间工作压力（MPa）44.55.56.57.589处理气量（Nm3/h）9370100001050011000115001200012500有效吸附时间（h）35333130282726（3）脱水系统的主要计算如下：·吸附与再生工艺工艺设计采用软件计算，计算公式见天然气脱水设计规SY/T0076、天然气利用手册、天然气工程。以下为节选电算结果。条 件结 果进气压力MP4.0-9.0吸附36.63h共含水量（kg）55.19含水量（PPm）200吸附水分所需分子筛（Kg）597.89流量（Nm3/h）9375吸附水

34、的分子筛所占体积（m3）0.85压力（MPa）4.1磁球重量（kg）226.08管网气温度（）30单塔吸附剂和磁球总重量（kg）823.97表压（MPa）4工作时气体体积（m3/h）231.89静态平容量（kg水/kg吸附剂）0.2取保系数后的工作体积（m3/h）231.89吸附剂4A吸附塔直径（m）0.80吸附时间（h）36.63分子筛所占容积（m3）0.85再生时间（h）7床层高度（m）1.71再生温度（）220高径比2.13动态吸附水容量（）0.12吸附接触时间（s）13.27堆积密度（g/ml）700计算吸附塔壁厚mm29.13备用系数1.3吸附塔封头重量460.84流量（Nm3/h）

35、9375吸附塔筒体重量（kg）1036.75容器的气体线速度（m/s）1.282E-01吸附塔总重量（kg）1497.59工作压力（Kg/cm2）41.81加热吸附塔需要热量（kcal）34145.00最高工作压力MPa10加热分子筛需要热量（kcal）36007.70设计温度下圆筒许用应力MPa156加热水需要热量（kcal）13632.00焊缝系数1水的脱附热（kcal）29747.57选用吸附塔直径m0.8再生所需总热损量（kcal）22706.45选用吸附塔高度m1.7再生所需总热量（kcal）136238.72选用吸附塔壁厚m0.03每公斤加热天然气所能给出的热量（kcal / kg

36、）70.37钢的比热（kcal / kg.）0.12再生需要的天然气量（kg）1936.14球形分子筛的比热（kca /kg.）0.23每小时需要的天然气量（m3/h）397.07水的比热（kcal / kg.）1加热再生天然气所需热量（kcal）25950.23水蒸汽的蒸发潜热（kcal/kg）539确定电炉功率用的总热量需求（kcal）162188.96热损耗系数0.2电炉功率（kw）37.72天然气的比热（kcal / kg.）4.938E-01冷吹时需降温的平均温度140再生时间（h）7冷吹时需要带走的热量（kcal）70152.70天然气的密度0.70每方天然气所吸收的热量（kcal

37、 /m3）37.84冷吹时前端进气温度30冷却所需的总天然气量m31854.08冷吹后需达到温度60每小时所需天然气量m3/h3.948E+02冷吹所需时间h4.70·再生气循环增压机计算：（1）参数工作介质：天然气绝热指数：K=1.29吸气温度：tS45进气压力：PS14.09.0MPa 排气压力：Pd进气压力+0.2MPa循环压力：当排气压力为9.1MPa时，进气压力为PS13.0MPa，此时压缩时间为10min,标准容积流量：390Nm3/h压缩机额定转速：n860r/min行程：S80mm 活塞杆直径：d=25mm结构型式：Z型、一级、活塞式、单作用、自然风冷（2）压力比分配

38、与各级求取各级压力与压力比分配如下表。参数级次正常压力循环压力进气压力MPa9.03.0排气压力MPa9.29.1压力比=Ps/Pd1.023.03（3）各级指示功率：Ni=N1 =1.634×0.994×90×0.2488××（1.02-1）=0.9 kW所需轴功率：取机械效率：m=0.45Ns=Ni/m = N1 =0.9/0.45=2.00kW当循环压力在3.0（表压） MPa时指示功率最大N2 =1.634×0.846×31×0.2162××（3.03-1）=9.88 kW所需轴功率：取

39、机械效率：m=0.8Ns=Ni/m = N2=9.88 /0.80=12.34kW（4）结论当气缸直径取为48mm（正常压力）下的排气量为0.21m3/min，也就是说在3.0（表压）MPa下，其标准流量为390Nm3/h。其流量随进气压力升高而升高，当进压达9.0MPa时，其标准流量为1144Nm3/h。N1（正常压力）的功率很小，考虑到冬季起动时的磨擦功和机械功，所以选用功率为4Kw。N2（循环压力）的功率很大，实际应该选用15kw的电机，综合考虑最终选用功率为15Kw。综合以上计算并多方考虑ZW-0.21/（40-90）-（42-92）型天然气压缩机，采用15Kw电机。压缩机采用双高压缸

40、，压缩机转速至860转。·再生气冷却器设计条件：工作介质：再生天然气介质流量：320Nm3工作压力：4.09.0MPa设计压力：10MPa设计温度：-19280工作温度：进温：220，排温：45，温差：175热负荷量：31kW。冷却方式：空气冷却。工作环境计算最高温度：38-40。空冷器计算结果：结 构：卧置，悬挂，鼓风式。型 号：KR-PKL-67R热荷总量：31kW/h换热面积：光管：3.97m2，翅管：67m2换热系数：光管：44.62w/m2.，翅管：2.64w/m2.功 耗：风机：1.1kw/1450r，dIIBT4，IP55（BT40-600）4）脱水系统的设备选型根据上

41、面计算，对脱水系统所需设备选型与技术要求如下：·干燥塔材 质：主材为Q345R设计压力：10.0MPa设计温度：-19280工作压力：4.0-9.0MPa工作温度：0220尺寸规格：塔高×塔径×壁厚2750×860×32进出口管径与壁厚：管径×壁厚125×8.5、20#·出口粉尘过滤器材 质：主材为Q345R设计压力：10.0MPa设计温度：-19100工作压力：4.0-9.0MPa工作温度：80尺寸规格：塔高×塔径×壁厚1450×273×12进出口管径与壁厚：管径×

42、;壁厚125×8.5、20#·空气冷却器材 质：不锈钢翅管或8163流体管翅管设计压力：10.0MPa工作压力：4.09.0MPa设计温度：-19280工作温度：进温：220，排温：45，温差：175热负荷量：31kw。冷却方式：空气冷却。·冷却器轴流风机BT40-600（电机：1.1KW/1450r，dIIBT4，IP55）防爆风机：·再生气分离器材 质：主材为Q345R设计压力：10.0MPa设计温度：-19100工作压力：4.0-9.0MPa工作温度：80尺寸规格：塔高×塔径×壁厚350×133×16进出口管

43、径与壁厚：管径×壁厚48×4、20·再生气循环增压机ZW-0.2/（40-90）-（42-92）·循环增压机电机YB160L-4·再生气加热器材 质：主材为Q345R设计压力：10.0MPa设计温度：-19350工作压力：4.0-9.0MPa工作温度：220尺寸规格：塔高×塔径×壁厚1700×273×16进出口管径与壁厚：管径×壁厚48×4、205）脱水系统的阀门清单序号名称规格型号用途（安装位置）单位数量1球阀DN100，PN10.0MPa，TN280A塔湿气进气阀个12球阀DN10

44、0，PN10.0MPa，TN280A塔干气排气阀个13球阀DN100，PN10.0MPa，TN280B塔湿气进气阀个14球阀DN100，PN10.0MPa，TN280B塔干气排气阀个15球阀DN100，PN10.0MPa，TN280A塔再生气排气阀个16球阀DN100，PN10.0MPa，TN280A塔再生气进气阀个17球阀DN100，PN10.0MPa，TN280B塔再生气排气阀个18球阀DN100，PN10.0MPa，TN280B塔再生气进气阀个19球阀DN25，PN10.0MPa，TN100再生回路安全阀前球阀个110截止阀DN40，PN10.0MPa，TN100循环风机流量调节阀个11

45、1球阀DN40，PN10.0MPa，TN100再生大循环时分隔球阀个112球阀DN40，PN10.0MPa，TN100再生大循环时取气球阀个113单向阀DN40，PN10.0MPa，TN100再生大循环时取气单向阀个114单向阀DN40，PN10.0MPa，TN100再生大循环时再生气回吸附回路单向阀个115球阀DN40，PN10.0MPa，TN100再生气大循环时再生气回吸附回路球阀个116球阀DN25，PN10.0MPa，TN280吸附回路安全阀前球阀个217安全阀DN25，PN10.0MPa，TN280吸附回路安全阀个218安全阀DN25，PN10.0MPa，TN100再生回路安全阀个1

46、19球阀DN100，PN10.0MPa，TN100前置过滤器前个120球阀DN100，PN10.0MPa，TN100后置过滤器后个121截止阀DN40，PN10.0MPa，TN100分离器排污阀个122截止阀DN40，PN10.0MPa，TN100前置过滤器排污阀个123截止阀DN40，PN10.0MPa，TN100后置过滤器排污阀个124球阀DN40，PN10.0MPa，TN100储液罐排污球阀个16）脱水系统的仪表清单序号名称规格型号安装位置单位数量备注1温度变送器M16×1.5，L=150-Ø6，-19280再生塔出口温度只1隔爆型（防爆标志：ExdII BT4）；防

47、护等级IP65；精度0.1%；外壳：铝合金；输出：4-20mA。2温度变送器M16×1.5，L=150-Ø6，-19350电加热器出口温度只13温度变送器M16×1.5，L=150-Ø6，-19280空冷器出口温度只14双金属温度计Ø6×75，M16×1.5，-19280再生塔出口温度只15双金属温度计Ø6×75，M16×1.5，-19350电加热器出口温度只16双金属温度计Ø6×75，M16×1.5，-19280再生塔本体温度只27不锈钢压力表Ø100，

48、M20×1.5外，0-10MPa，1.5级径向干燥塔只28不锈钢压力表Ø100，M20×1.5外，0-10MPa，1.5级径向再生气循环增压机入口只13、进站过滤分离器1）主要技术参数设计压力：10.0MPa设计温度：-1970工作压力：4.09.0MPa；工作温度：-550尺寸规格：筒体DN150进出口管径×壁厚、材质：D159×8、20#；材质：筒体16MnR；结构型式：立式；过滤精度： 小于5um；过滤效率：大于99%；数量：1台。2）技术要求：（1）法兰连接，规格为DN150，PN10.0MPa；（2）带快开盲板，快开盲板安全联锁装置，

49、快开盲板操作方便、省力；（3）带差压变送器、差压表；（4）带放散阀，与站集中放散总管连接；（5）带排污阀，与站集中排污总管连接；（6）耗材（如滤芯、快开盲板密封圈）可国产；（7）提供过滤器性能曲线或流量表；（8）提供滤芯承压参数；（9）提供过滤器选型计算表；4、天然气进站计量1）流量计选型天然气流量检测与计量系统是本工程中最重要的测量系统。它是企业进行生产交接、经济分析、成本核算的主要依据，将直接影响本工程的经济效益与用户利益。该工程流量计选用气体涡轮流量计，气体涡轮流量计在20% Qmax-Qmax的围保证测量准确度优于±0.5%；气体涡轮流量计在Qmin-20% Qmax的围保证

50、测量准确度优于±1%。计量系统采用独立的流量计算机作为流量累加单元，与用户通信采用MODBUS RTU 通信协议，接口采用RS485。流量计算机对天然气流量、压力、温度、气体组份进行计算，得出天然气标方体积流量（20、101.325kPa），作为生产计量的依据，同时流量计算机将数据传给SCS 系统。2）流量变送器每台流量计配置有将所测到的流量检测信号转换为标准电子信号的变送器。该变送器可输出高频脉冲信号，信号将被传送到站控制室相应的流量计算机上。3）流量计算机每台流量计同时成套配置1台流量计算机。流量计算机是流量计算装置，它接收流量检测仪表的流量信号、温度变送器、压力变送器传来的压力、温度信号与SCADA 系统下载的气体组份信号，并根据有关标准进行计算，将工况流量转换为标准状态下的体积流量。流量计算机还将完成流量的指示、累计、存储等功能，并将有关信息通过数据通信接口传送到SCS 并上传至调控中心。4）流量仪表的标定为保证天然气计量的准确性和计量仪表的精度，必须对流量计进行定期标定。标定必须遵守国家有关规进行。5）流量计的技术要求A、主要技术参数设计压力：10.0MPa设计温度：-1970工作压力：4.09.0MPa；工作温度：-550尺寸规格：DN80进出口管径×壁厚、材质：D89×5