城市天然气工程项目-CNG加气站可行性研究报告.pdf

城市天然气工程项目-CNG加气站研究报告城市天然气工程项目-CNG加气站研究报告目录前 言.61总论.71.1项目背景.71.2 项目概况.121.3 主要技术经济指标.132市场分析.152天然气汽车国内外发展概况.152.2沈丘县加气站现状.162.3车用压缩天然气需求预测.162.4售气价格预测.172.5竞争力分析.172.6结论.193建设规模.193.1车用压缩天然气用气量.193.2压缩天然气加气子站建设规模.21i 上海科元燃化工程设计有限公司PDF 文件使用pdf Fact or y Pr o试用版本创建 www.f i cepr i M.cn城市天然气工程项目-CNG加气站研究报告4项目选址.214.1选址原则.215气源.225.1天然气资源.225.2 天然气基本参数.235.3 压缩天然气气质要求.235.4 结论.246技术方案、设备方案.246.1技术方案.246.2主要工艺设备.286.3工艺管道.347总图运输及公用工程.367.1总图运输.367.2建筑结构设计.387.3电气工程.407.4自动控制与通讯.447.5暖 通设计.467.6给 水排水及消防设计.482 上海科元燃化工程设计有限公司PDF 文件使用pdf Fact or y Pr o试用版本创建 www.f i cepr i M.cn城市天然气工程项目-CNG加气站研究报告8环境保护专篇.498.1主要设计依据.498.2环境影响分析.508.3污染防治措施.508.4环保专项资金.518.5环境影响评价.519安全、工业卫生专篇.529.1设计应遵循的标准.539.2主要危害因素分析.539.3防范措施.5 310消防篇.5610.1主要设计依据.5610.2火灾爆炸危险性分析.5610.3 危险区域划分.5610.4 防火与消防设计.5710.5 运行管理防火措施.5810.6消防专项资金.5910.7 结论.603 上海科元燃化工程设计有限公司PDF 文件使用pdf Fact or y Pr o试用版本创建 www.fi 城市天然气工程项目-CNG加气站研究报告11节能.6011.1编制依据.6011.2 工程概述.6011.3 能耗分析.6011.4节能措施.6111.5节能效益.6212劳动定员及工程实施进度.6212.1组织机构.6212.2劳动定员.6212.3员工来源.6312.4工程实施进度.6313 招标.6413.1勘察、设计.6413.2建筑、安装工程.6513.3 监理.6513.4设备及重要材料.6514投资估算及经济分析.6614.1投资估算.664上海科元燃化工程设计有限公司PDF 文件使用pdf Factory Pr o试用版本创建 www.f i cepr i M.cn城市天然气工程项目-CNG加气站研究报告14.2财务评价.6714.3国民经济评价.6914.4社会评价.7014.5风险分析.7014.6 结论.7017结论与建议.7117.1 结论.7117.2存在问题及建议.715上海科元燃化工程设计有限公司PDF 文件使用pdf Fact or y Pr o试用版本创建 www.fi 城市天然气工程项目-CNG加气站研究报告前 言沈丘县位于河南省东部，东部、南部与安徽省交界，居颍水中 游。隶属于河南省周口市（原周口地区），是周口市的东大门，也 是豫东南和皖西北交流的重要门户和物资集散地。全县辖10镇10 乡2办事处，总人口 121.26万人，总面积1 0 8 0.5 3平方公里。沈 丘县农副农品资源丰富。盛产小麦、玉米、大豆、棉花、芝麻、瓜果等，特色农业、畜牧业、养殖业已具规模，是国家确定的 粮食生产基地、生猪外贸出口基地、槐山羊板皮出口基地、黄 牛生产基地和揪楝树生产基地。近年来，沈丘工业正在崛起，初步形成了以电力、电子、机械、化工、轻纺、食品、建材、皮革为支柱的工业格局。但是伴随着沈丘县现代化建设和经济的发展，沈丘县大气污染 日趋严重，其中汽车尾气是大气污染的主要污染源，为此，县政 府制定了“强化汽车尾气的监测与治理，加大汽车尾气排放的监 督管理。积极推广天然气汽车”的政策。而近年来汽车燃油价格 的居高不下，也给公交行业的经营者带来了沉重的经济负担。发 展天然气汽车，建设天然气加气站是解决这些问题的有效途径。我公司受沈丘县汇鑫天然气公司委托，编制沈丘县城市天然 气利用工程-CNG加气站可行性研究报告。在会同建设单位进行现6 上海科元燃化工程设计有限公司PDF 文件使用pdf Fact or y Pr o试用版本创建 www.f i cepr i M.cn城市天然气工程项目-CNG加气站研究报告场勘察、调研和搜集资料过程中，得到主管部门和其它有关单位 大力支持和帮助。在此特对给予我们支持和帮助的各主管部门和 有关单位的各位专家深致谢意。1总论1.1 项目背景1.1.1 项目名称沈丘县城市天然气利用工程-CNG加气站1.1.2 承办单位概况承办单位名称：河南沈丘汇鑫天然气公司申报单位简介：沈丘县汇鑫天然气有限公司，是以城市燃气开发 经营管理为主业的股份制公司，公司具有先进的天然气工程建设 技术力量、优良的城市燃气运营队伍。1.1.3项目概况1.1.3.1沈丘县城市天然气利用工程项目拟分三期投资建设；一期工程：(1)沈丘配气站、CNG加气站，(2)沙颖河以北城区管网，(3)项城市至沈丘县输气干线，一期投资额为3 9 20万元；7 上海科元燃化工程设计有限公司PDF 文件使用pdf Factory Pr o试用版本创建 www.f i 城市天然气工程项目-CNG加气站研究报告二期工程：沙颖河以南城区管网；二期投资额为24 3 0万元；三期工程：环城线连接以及南、北工业园区的供气。三期投资额为2080万元。从2009年11月至今已完成投资，8 43万元。计划投资总额84 3 0万元1.1.3.2本工程属于总规划一期内容，预计2010年底投入使用；LL4编制依据、编制原则、编制范围1.1.4,1编制依据(1)沈丘县CNG加气站岩土工程勘察报告。(2)沈丘县CNG加气站设计合同甲方：沈丘县汇鑫天然气公司乙方：上海科元燃化工程设计有限公司(3)沈丘县汇鑫天然气公司提供的相关技术资料。1.1.4.2编制的原则(1)设计中严格执行国家的有关方针、政策、标准、规范；(2)在保证技术先进、工艺合理的前提下，充分利用现有的资源、节约建设资金；(3)在充分调查、详细研究的基础上确定合理的发展规模，同时 认真贯彻为人民服务，为发展公共福利事业服务的方针，力求取 得良好的经济效益、社会效益和环境效益。(4)注重环境效益，力求及时设计、施工，及时投产和使用，取 得最好的经济效益和社会效益。1.1.4,3编制的范围上海科元燃化工程设计有限公司PDF 文件使用pdf Fact or y Pr o试用版本创建 www.fi 城市天然气工程项目-CNG加气站研究报告沈丘县CNG加气站站址选择；压缩天然气(以下简称CNG)脱 水、压缩、加注系统的工艺设计；总图设计以及与之配套的自控、电气、给排水、消防、土建等专业设计。1.1.4.4设计遵循的标准、规范(1)城镇燃气设计规范GB5 0 0 2 8-2 0 0 6(2)建筑设计防火规范GB5 00 1 6-2 006(3)汽车加油加气站设计与施工规范GB50156-2002(2006年版)(4)车用压缩天然气GB18047-2000(5)汽车用压缩天然气钢瓶定期检验与评定GB1 9 5 3 3-20 04(6)建筑物防雷设计规范GB5 0057-94(2000年版)(7)火灾自动报警系统设计规范GB50116-98(8)环境空气质量标准GB3 0 9 5-20 0 1(9)大气污染物综合排放标准GB1 6 2 9 7-1 9 9 6(10)压力容器安全技术监察规程质技监锅发 1 9 9 9 154号(11)压力管道安全管理与监察规定劳部发 1 9 9 6 140号(12)建筑抗震设计规范GB5 00 1 1-200 1(13)爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB5 00 5 8-9 2(14)建筑灭火器配置设计规范GB5 0 1 40-200 5(15)采暖通风与空气调节设计规范GB5 0 0 1 9-20 031.1.5项目提出的过程自1 9 8 9年我国建成第一座车用CNG加气站以来，经过20多年 的发展，车用天然气产业进入蓬勃发展时期。根据国家发展改革 委发改能源2007 2155号天然气利用政策，河南省沈丘县汇鑫 天然气有限公司利用西气东输一线天然气气源到达项城的机遇，从项城接气至沈丘县，在沈丘县天然气建设城市天然气管网、配 气站和天然气CNG加气站，作为沈丘县天然气供气基地，同时满 足周边未通管道天然气县市的天然气汽车用气需求，充分利用沈二 9 上海科元燃化工程设计有限公司一PDF 文件使用pdf Fact or y Pr o试用版本创建 www.fi 城市天然气工程项目-CNG加气站研究报告 丘县地处南洛高速公路主干线交通枢纽的重要位置,发展当地经 济和汽车加气业务。1.1.6项目建设的必要性在当今的世界，能源短缺和环境污染已成为世界性的课题。几 十年来，针对石油资源匮乏各国投入巨资寻求新的能源，同时，针对环境污染问题，人们也在努力寻求各种清洁能源。几十年的 实践证明，只有天然气汽车才兼具资源丰富、分布广泛、价格低 廉且排废大大减少等多方面的综合优点。(1)发展天然气汽车产业是解决能源短缺的有效途径传统的汽车燃料为汽油、柴油和液化气，这些燃料均为石油深 加工产品，其供应量及价格必然随着原油的产量及价格而波动。特别是随着经济的发展，我国原油及成品油需求量猛增。而国内 的原油开采和成品油加工却难以满足需要，每年需大量进口，我 国已成为世界原油、成品油进口大国。近年来，受世界油类市场 价格持续走高和其他因素的影响，我国成品油价格飞速增长，达 到历史最高水平。在这种形势下运输企业、用车单位、出租汽车 经营者及私家车拥有者等纷纷感到其带来的沉重压力。因此迫切希望新的燃料来替代和补充。发展天然气汽车、筹建 天然气加气站可以有效改善沈丘县车辆燃料的供应结构。(2)发展天然气汽车产业能够有效的改善城市环境污染环境和能源是近一个世纪人类最关心的两个问题，高速发展 的汽车保有量，给人类带来经济的繁荣和精神文明的同时也给城 市带来了大气污染和汽车能源的紧张，近年来，世界上各国政府(发达国家、发展中国家)寻求解决由于汽车保有量高速发展造成 的大气污染和汽车燃料结构的调整，一直努力地寻找解决途径，如氢气汽车、甲醇汽车、电动汽车、天然气汽车等。天然气汽车 由于它排放性能好，运行成本低、技术成熟、安全可靠，所以被二 fo 上海科元燃化工程设计有限公司一PDF 文件使用pdf Fact or y Pr o试用版本创建 www.fi 城市天然气工程项目-CNG加气站研究报告 世界各国公认为最理想的替代燃料汽车。我国自改革开放以后社会和经济取得了巨大的进步，但是大气 污染却日益严重，大气中的污染物50%来源于汽车尾气。特别是大 中城市，机动车尾气占污染源总量的比例已超过50%。机动车尾气 含有一氧化碳CO、氮氧化物NOx、碳氢化合物HC、二氧化硫SO?、铅及其他有害物质。天然气是一种洁净的能源，主要成分是甲烷,燃烧后的主要生成物为二氧化碳和水，其产生的温室气体只有煤 炭的1/2,是石油的2/3。天然气汽车则是以天然气作为燃料的 汽车，近年来，天然气汽车在全球发展很快，在应用与运营方面 比较成功。天然气汽车是一种理想的低污染车，与汽油汽车相比，它的尾气排放中CO下降约90%,HC下降约50%,NOx下降约30%,S0?下降约70%,CO2下降约23%,微粒排放可降低约40%,铅化物 可降低100%o天然气对环境造成的污染远远小于液化石油气、石油和煤炭，是一种优良的汽车发动机绿色代用燃料。同时，天然气汽车的使 用成本较低，比燃油汽车节约燃料费约50%。且压缩天然气汽车还 具有安全性高、抗爆能力强、发动机的使用寿命长等特点，有关 专家认为天然气汽车是目前最具有推广价值的汽车，尤其适合于 城市公共交通和出租汽车使用。目前，它已在世界上得到广泛应 用。(3)建设压缩天然气加气站能够完善沈丘县天然气输配系统沈丘县CNG加气站不仅能为交通行业提供清洁燃料，也能为 管道天然气无法到达的偏远地区的居民用户、商业用户、工业用 户提供气源，利用压缩天然气减压技术尽早实现供气，提高了城 市的整体生活水平。它是城市天然气输配系统的有效补充。该项 目的建成不仅扩大了天然气的市场，增加就业机会，同时也带动 了汽车改装产业发展，极大地促进地方经济发展。上海科元燃化工程设计有限公司PDF 文件使用pdf Fact or y Pr o试用版本创建 www.fi 城市天然气工程项目-CNG加气站研究报告综上所述，发展天然气汽车产业在改善城市环境质量，改善 城市交通的能源结构，提高居民生活水平等方面具有无可比拟的 优越性。1.2项目概况1.2.1地理位置1.2.1.1建设地点沈丘县CNG加气子站位于沈丘县县城西北边，沈丘县至郸城省 道旁。交通便利，地形基础平坦，地貌属黄淮冲积平原。气象条件：沈丘县属于暖温带大陆性季风气候，年平均气温 14.5,年平均降水量700毫米左右，全年无霜期200天左右。1.2.2建设规模在沈丘县沈郸路旁建设一座车用压缩天然气加气子站，总设计 规模为2 xio，Nm/d,本可研只对设备选型、投资估算及经济分析 予以考虑。1.2.3 主要建设条件(1)沈丘县现有营运车辆大部分以汽油或柴油为燃料，建设 CNG汽车加气站，发展双燃料汽车不仅能够显著改善城市尾气污染 状况，而且车用天然气有巨大的市场需求，利润将十分可观。(2)我国西部有丰富的天然气资源，2009年底西部累计探明天 然气储量已超过2.6万亿立方米。西气东输是西部大开发的启动 工程，是将新疆塔里木盆地等西部的天然气通过高压长输管线送 至上海，全长约4000公里，沿途设置多个加压站，输气压力为 10MPao途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南、安徽、江苏，同时建设南京至杭州的支干线，西气东输不仅解决了东部地区对 上海科元燃化工程设计有限公司PDF 文件使用pdf Fact or y Pr o试用版本创建 www.fi 城市天然气工程项目-CNG加气站研究报告 清洁能源的需求，而且可以解决沿途路经省份各主要城市对天然 气的需求。本工程原料天然气由西气东输管线供应，该管线的建 成保证了站原料天然气的供应。(3)加气站的用水、用电、用热就近由县城区自来水管道、变电所及锅炉房供应。(4)CNG加气站工艺及辅助专业技术成熟、可靠，本项目不 存在任何技术风险。加气站内主要设备已经过多年实践考验，国 内、外生产厂能够提供满足本工程需要的成型设备。(5)本工程所需资金全部由企业自筹。1.2.4 项目投入总资金及效益情况该项目总投资约1 2 00万。工程所得税前全部投资内部收益率 26.31%,所得税后全部投资内部收益率2 0.84%,所得税前投资回 收期3.12年，所得税后投资回收期3.47年。财务内部收益率高 于基准收益率，投资回收期较短。项目的财务状况较好。1.3 主要技术经济指标主要技术经济指标表序号项目单位数量备注1建设规模1.1日供气量立方米/日2 x 1042原料消耗2.1年用电量万度/年188.682.2年用水量吨/年96.4513 上海科元燃化工程设计有限公司PDF 文件使用pdf Fact or y Pr o试用版本创建 www.fi 城市天然气工程项目-CNG加气站研究报告3占地面积3.1总占地面积平方 米27043.2建、构筑物占地面积平方 米9323.3道路及回车场占地面积平方 米7504劳动定员人195项目总投资万元12005.1工程费用万元8005.2其它费用万元2105.3基本预备费万元3405.4流动资金万元1906财务评价指标6.1年平均总成本费用万元14636.2年平均营业收入万元18986.3年平均净利润万元2826.4所得税前财务净现值(Ic=12%)万元4056.所得税后财务净现值万元27714 上海科元燃化工程设计有限公司PDF 文件使用pdf Fact or y Pr o试用版本创建 www.f i cepr i M.cn城市天然气工程项目-CNG加气站研究报告2市场分析5(Ic=10%)6.6盈亏平衡点（生产能力利用 率）%52.002.1天然气汽车国内外发展概况早在20世纪30年代，意大利、俄罗斯、乌克兰等国已开始发 展天然气汽车项目。到200 3年上半年，据世界燃气汽车协会统计 信息显示，世界上已有63个国家和地区在推广天然气汽车。天然 气汽车总拥有量已达2 8 1 44 3 8辆，其中绝大部分燃气汽车使用的 是压缩天然气（CNG）,也有一些重型燃气汽车使用液化天然气（LNG）o CNG加气站6 45 5座，小型天然气汽车充气装置4783套。据估算，目前全世界每年用于汽车燃料的天然气大约在40 5 0亿 立方米之间。我国发展燃气汽车的历史，如果从1 9 8 9年在四川南充建第一 座加气站开始算起，大约已经有20年的历史。鉴于2 004版汽 车产业发展政策的技术政策更加强调节能和环保，再加上近几 年国内外石油价格的不断攀升，燃气汽车再次成为中国汽车业关 注的热点。近年来，国内骨干汽车企业已陆续开发出单一燃料或双燃料燃 气汽车和大型中巴车用发动机，并均已具备批量生产能力。国产 高性能天然气加气站成套设备不仅部分替代进口，且有批量出口；清洁汽车关键零部件的技术水平和产业化能力明显提高。截至 200 3年底，北京、上海、天津、重庆等16个城市被确定为清洁汽 车行动的试点示范区。这16个重点推广城市的燃气汽车保有量达 到19万辆，已建成加气站5 60多座。天然气汽车已经占到燃气汽 上海科元燃化工程设计有限公司PDF 文件使用pdf Fact or y Pr o试用版本创建 www.f i cepr i M.cn城市天然气工程项目-CNG加气站研究报告 车总量的40%以上。其中有近6万辆燃气汽车投入城市公交和出租 车行业运营。虽然这些燃气汽车只占城市汽车保有量的10%,但由 于集中在城市区域往复行驶，总运行里程却占40%到50%。专家预 测，燃油税实施后，燃气汽车有望在税收上得到较大优惠。这正 是燃气汽车的优势。2.2 沈丘县加气站现状沈丘县目前尚未建成天然气加气站，本项目对沈丘县车用燃 料单一，污染大的状况有一定改善。2.3 车用压缩天然气需求预测2.3.1沈丘县车辆现状及规划根据“沈丘县城市总体规划（讨论稿）”提供的资料显示，2 009 年沈丘县城区现有中巴100辆，出租车6 00辆。中巴约80%为柴油 车；出租车全以液汽油为燃料。预计2013年沈丘县将拥有中巴155 辆,出租车8 60辆;2015年将拥有中巴20。辆,出租车1160辆。2.3.2CNG汽车发展预测天然气汽车可以在燃油汽车的基础上进行设计和制造成为专 门使用天然气的单一燃料汽车。也可在原供油系统不变的情况下，加装一套车用燃气装置，实现燃气、燃油两种功能，使汽车燃料 适应性大大增强，同时油气转换只需一个切换开关，任何时候都 可以迅速转换，操作非常简单，这种汽车被称为双燃料汽车，它 是一种过渡形态。从我国其它城市天然气汽车的发展规律来看，在今后一段时期内天然气汽车发展的方向主要针对出租车及中巴 车。对于使用期较短的出租车可通过改装，使之成为双燃料汽车；对于使用期接近报废的出租车可待服役期满后直接更换天然气汽二 il 上海科元燃化工程设计有限公司一PDF 文件使用pdf Fact or y Pr o试用版本创建 www.fi 城市天然气工程项目-CNG加气站研究报告车或双燃料汽车。中巴车中约80%使用柴油。我国目前柴油车的改装技术成熟，能实现50%CNG与50%柴油混烧；而我国目前柴油车改装技术不过 关，只能采用50%柴油与50%CNG混烧，如果完全燃用CNG必须更 换发动机。建议新增中巴车为CNG汽车，因中巴车使用期较短，预计三年后中巴车改装量将有较大的增加。2.4 售气价格预测根据我国及其它国家的经验，保持油、气一定的差价是促进天 然气汽车发展的有效手段，国内一般价差为0.8-1.0元。意大利、荷兰、西班牙、瑞士、法国等国，规定1立方米天然气的价格，只能在1升汽油价格的3 0 5 0%之间变动。沈丘县加气子站售气价 格可参考周围城市现有的售气价格。近期发改委下发文件，压缩 天然气终端价格再次提高。根据甲方资料门站天然气出口价格为1.23元/Nm1考虑一定 的涨价因素，本工程加气站进气价格确定为1.60元/Nn L同时考 虑用户的承受能力，保证工程财务内部收益率大于12%的行业基准 收益率。参考周围城市现有加站售气价格，本工程站压缩天然气 销售价确定为2.30元/Nn L2.5竞争力分析压缩天然气汽车项目属于市政公用行业，能够显著地改善城市 环境质量，对提升城市的综合实力具有积极的促进作用。市场证明，只有车主得到实惠，燃气汽车才能得以推广。汽车 车主希望看到燃气汽车使用性能特别是动力性与汽油汽车相接近 或更好，在经济上更为节省，因而有改装的积极性。车用燃料在我国使用最多的是汽油、柴油、液化石油气及天然 上海科元燃化工程设计有限公司PDF 文件使用pdf Fact or y Pr o试用版本创建 www.f i cepr i M.cn城市天然气工程项目-CNG加气站研究报告气。出租车一般以93#汽油为燃料，一般现有车辆可通过改装使用 CNGo而较大型的中巴车一般以柴油为燃料，而我国目前柴油车改 装技术不过关，只能采用50%柴油与50%CNG混烧，如果完全燃用 CNG必须更换发动机，投资加大，只能等现有中巴车报废后，新增 车辆直接购买以CNG为燃料的中巴车。下面以出租车为例对三种 燃料的使用进行对比。不同燃料的出租车使用情况比较表93#汽油LPGCNG耗油（气）量9.65L/100KmlOL/lOOKm9.INmVIOOKm燃料单价5.0元/升3.8 元/Nm32.7 元/Nm3燃料价（元/104km）48253 8003 3 6 7燃料价差（元/lOkm）010251458出租车改装费（元）-50006000出租车年平均运行里程（104km）10.010.010.0改装费回收期（月）-5.94.9出租车年节省燃料费（元）-1 025 01 45 8 0上表中燃料价格以最新的市场价格为依据，同时考虑LPG、CNG 燃料的涨价因素。通过以上比较可以看出，三种燃料中CNG汽车 燃料费最省，对车主的吸引力最大，具有广大的市场空间。车用液化气原料价格受原油价格影响很大，近年来持续走高，导致经营车用液化气企业成本上升，利润下降，各地车用液化气 市场逐渐萎缩，以长春市为例，2009年全年车用液化气销售量比 2 00 8年下降30%。相反，压缩天然气的原料价格相对稳定，与汽 油、液化气相比具有较强抗涨价能力。同时压缩天然气汽车还具18 上海科元燃化工程设计有限公司PDF 文件使用pdf Fact or y Pr o试用版本创建 www.fi 城市天然气工程项目-CNG加气站研究报告有安全性高、抗爆能力强、发动机的使用寿命长等特点。比较压 缩天然气汽车与液化气汽车，前者动力性明显优于后者。2.6结论综上所述，沈丘县实施车用压缩天然气项目，具有广阔的市场 前景；原料价格、售气价格具有极强的竞争能力；该项目具有很 强的抗风险能力。3建设规模3.1车用压缩天然气用气量3.1.1用气量指标根据沈丘县的实际情况，以出租车和中巴车燃用93#汽油为 例，平均每台出租车日行使里程3 0 0公里，百公里耗油量为9.65L,每辆车日用油量2 8.9 5 L;平均每台中巴车日行使里程2 00公里,百公里耗油量为3 0.74L,每辆车日用油量61.48L。93#汽油与CNG性能对比如下:汽油与CNG性能对比表燃料名称热值密度单位体积热值93#汽油4 3.9 5 3 MJ/Kg0.75Kg/L3 2.9 6 MJ/L19 上海科元燃化工程设计有限公司PDF 文件使用pdf Fact or y Pr o试用版本创建 www.fi 城市天然气工程项目-CNG加气站研究报告CNG3 4.7 8 MJ/Nm30.7 74kg/Nm33 4.7 8 MI/Nm;,如果用CNG代替93#汽油，INn?天然气相当于1.06升汽油。每台出租车百公里用气量，确定为9.INm即日用气量为27.3IW,年用气量9 9 6 5 Nm：每台中巴车百公里耗气量为29.0N/,每辆车日 用气量58.0N/,年用气量21170Nm;3.1.2用气量通过调查，沈丘县2010年拥有中巴100辆，出租车600辆。根据城市总体规划，预计2013年沈丘县将拥有中巴155辆，出租 车8 60辆；2015年将拥有中巴2 00辆，出租车1160辆。通过市场 分析，预计2010年将有30%的出租车及30%的中巴为CNG汽车；2013年将有42.5%的出租车及42.5%的中巴为CNG汽车；2015年 将有65%的出租车及65%的中巴为CNG汽车。经计算，压缩天然气年用量如下表：沈丘县天然气汽车用气量2010 年2013 年2015 年天然气中巴（辆）3066120中巴用气量（万Nm/d）0.180.400.72天然气出租车（辆）180360696出租车用气量（万Nm3/d）0.490.981.89日用气量（万Nn?/d）0.671.382.61年用气量（万Nm/a）244.555 0 3.7954.320 上海科元燃化工程设计有限公司PDF 文件使用pdf Fact or y Pr o试用版本创建 www.fi 城市天然气工程项目-CNG加气站研究报告3.2压缩天然气加气子站建设规模压缩天然气加气子站预计2010年底建成，日供气规模确定为2万Nm/d,满足沈丘县2015年前车用压缩天然气需求。4项目选址4.1选址原则(1)符合城市总体规划要求。(2)避开山洪、滑坡等不良工程地质地段及其它不宜设站的 地方。(3)具备良好的供电、供水、排水等外部条件，同时交通运 输条件便利。(4)站址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范GB501 56-2002(2006年版)、建筑设计防火规范GB5 00 1 6-2 006及城镇燃气设计规范 GB50 028-2006 的规定。上海科元燃化工程设计有限公司PDF 文件使用pdf Fact or y Pr o试用版本创建 www.f i cepr i M.cn城市天然气工程项目-CNG加气站研究报告(5)尽量少占农田，征地费用经济合理。5气源5.1天然气资源5.1.1沈丘县天然气资源及开发现状根据国家发展改革委发改能源200 72155号天然气利用政 策，河南省沈丘县汇鑫天然气有限公司利用西气东输一线天然气 气源到达项城的机遇从项城接气至沈丘县，在沈丘县天然气建设 城市天然气管网、配气站和天然气CNG加气站，作为沈丘县天然 气供气基地，同时满足周边未通管道天然气县市的天然气汽车用 气需求，充分利用沈丘县地处南洛高速公路主干线交通枢纽的重 要位置,发展当地经济和汽车加气业务。22 上海科元燃化工程设计有限公司PDF 文件使用pdf Fact or y Pr o试用版本创建 www.f i cepr i M.cn城市天然气工程项目-CNG加气站研究报告5.2天然气基本参数根据沈丘县汇鑫天然气公司提供的资料，沈丘县供气管线天 然气成分天然气成分表及性质如下。组 分ch4CMC3H8iC4H10n C4H10iC5H12nCsHl2CO?n2体积 百分 比93.833.060.600.100.120.060.100.601.46天然气性质:高热值：低热值：密度：硫化氢含量:爆炸极限：水露点：3 8.47 MJ/Nm3(9188.5Kc al/Nm3)3 4.7 8 7W/Nm3(8 3 07.0 6 Kc al/Nm3)0.77 4Kg/Nm3 20.00 mg/Nm35.0%-15.1%31,4组份(V/V)%23 上海科元燃化工程设计有限公司PDF 文件使用pdf Fact or y Pr o试用版本创建 www.fi 城市天然气工程项目-CNG加气站研究报告由原料天然气气质分析可知，原料气硫含量满足压缩天然气 气质要求，水露点不满足压缩天然气气质要求，因此在站内必须 设置脱水处理工艺。甲烷90.0二氧化碳3.0氧气0.5杂质含量（mg/m3）总硫含量，10270硫化氢20.0水份 10.0尘埃5.0水露点，C在汽车驾驶的特定地理区域内，在最高操作 压力下，水露点不应高于-13C;当最低气温 低于-8C,水露点应比最低气温低5C5.4结论由于西气东输一线天然气气源到达项城，汇鑫天然气有限公司 及时把握机遇从项城接管线至沈丘县，该工程的建成投产为本项 目提供了可靠的气源保证。6技术方案、设备方案6.1技术方案6.1.1工艺方案选择压缩天然气子站工艺系统一般由调压计量系统、净化干燥系 统、压缩系统和售气系统组成。6.1.1.1调压计量系统24 上海科元燃化工程设计有限公司PDF 文件使用pdf Fact or y Pr o试用版本创建 www.f i cepr i M.cn城市天然气工程项目-CNG加气站研究报告对进站气体进行过滤、计量及稳压，以保证进站气体纯净，并 进行有效计量，同时，进入压缩机的气体在通过缓冲罐进行缓冲 后，压力趋于稳定，减少气流脉动，保证压缩机的正常运行。6.1.1.2干燥系统天然气在高压状态下容易析出水分和形成水化物。水分和一定 的硫化氢结合，会对钢类容器造成腐蚀及硫化氢致脆裂纹现象，对容器的危害很大。水分和二氧化碳结合，会生成碳酸，对钢类 容器也会产生腐蚀作用。水化物在聚集状态下是白色或带铁锈色 的结晶体，一般水化物类似冰或致密的雪。它的生成会缩小管道 流通截面，堵塞管路、阀件和设备。为保证生产设备的安全，尤 其是用于运输的高压钢瓶的安全，车用压缩天然气 GB1 8 047-2000要求，加压后的天然气水露点应低于最高操作压力 下最低环境温度5C;H2s含量不超过20mg/Nn?。从沈丘县天然气气 质分析可以看出，进入子站的天然气不符合“车用压缩天然气”水露点要求，所以必须设置干燥系统。脱水设备通常采用双塔结构，一塔脱水，另一塔再生，两塔可 以互换，保证了工序的连续性。脱水设备设置在压缩机前称为前 置低压脱水；脱水设备设置在压缩机后称为后置高压脱水。两者 具体比较如下：(1)前置低压脱水工艺：工艺流程：脱水：原料天然气通过脱水塔，气体中的水分被分子筛吸附，使天然气水露点低于-55C;当分子筛被水饱和后，天然气水露点 高于-55C时，需切换进另一脱水塔，而被饱和的分子筛塔将进行 再生，循环使用。再生：前置低压脱水工艺利用自身的压缩机密闭循环天然气，循环压力与气源压力相同(低压再生)，天然气进入再生塔加热到.25 上海科元燃化工程设计有限公司一PDF 文件使用pdf Fact or y Pr o试用版本创建 www.fi 城市天然气工程项目-CNG加气站研究报告 200后，将水份带出；热湿天然气经冷却分离后，通过压缩往返 循环。特点:a.优点：脱水、再生均与进气压力相同，低压相对安全；在压 缩前对天然气进行干燥，减轻压缩机负荷，防止液击现象发生，减少气体中酸性杂质对压缩机的损害；可采用独立的闭式循环系 统进行再生，不受压缩机开机限制。b.缺点：对天然气中的含水率变化适应性弱，脱水效果相对不 稳定；设备体积大，吸附剂用量大。(2)后置高压脱水工艺：工艺简述：脱水：压缩后的天然气通过脱水塔，气体中的水分被分子筛吸 附，使天然气水露点低于-55C;当分子筛被水饱和后，天然气水 露点高于-55时，需将切换进另一脱水塔，而被饱和的分子筛塔 将进行再生；往返循环。再生：1)后置高压脱水工艺利用CNG压缩机压缩后的天然气，进入加热后的再生塔，将水分带出；热湿天然气经冷却分离后，回到CNG压缩机的入口，往返循环。2)也可利用原料天然气再生，热湿天然气经冷却分离后进入比原料气压力低的天然气管道中。特点：a.优点：设备体积小，吸附剂用量少；对天然气中的含水率变 化适应性强，脱水效果相对稳定；在压缩后对压缩天然气的干燥，可保证所售气质的纯净，不但确保在发动机中燃烧良好，同时也 避免可能出现的对售气系统的损害。b.缺点：脱水压力高，高压相对危险；若利用原料天然气再生，则不需耗能，但必须有比原料气压力低的天然气管网；若利用压 缩天然气再生，则再生过程必须与压缩机同步进行，一旦压缩机.26 上海科元燃化工程设计有限公司一PDF 文件使用pdf Fact or y Pr o试用版本创建 www.fi 城市天然气工程项目-CNG加气站研究报告工作时间较短，再生过程中断，无法保证成品气质量。根据目前实际应用，本工程采用后置高压脱水工艺。6.1.1.3压缩系统天然气压缩机将1.6Mpa的天然气压缩到25Mpa。压缩机系统 采用整体结构，公共底盘上容纳了压缩机、电机、控制系统、安 全防护系统、管路系统、气体回收及放空系统，整个系统固定在 混凝土基础上。6.1.1.4售气系统加气站设置4台双枪售气机为车辆加气。6.1.2工艺流程原料天然气通过管道输送进站，经过过滤器过滤，再经涡轮流 量计量；然后进入缓冲罐，再进入压缩机经多级压缩加压至25.00 兆帕；以高压气体状态进入脱水装置，天然气经脱水气后水露点 低于-55C;高压气体出脱水装置后通过加气柱给管束车加气；当 管束车加气压力达到20.00兆帕时，加气柱自动关闭加气枪，其 质量流量计自动记录加气量和加气压力。工艺流程如下：天然气管网 _:调压、计量装置 _压缩机脱水装置CNG汽车-加气机工艺流程图详见F-102-101。6.1.3工艺参数(1)加气站日供气量：2 xio4Nm3/d(2)天然气压力：进站原料气工作压力 1.6Mpa;进站原料气设计压力 1.6Mpa;压缩机后最高工作压力 25.0MPa;2i 上海科元燃化工程设计有限公司PDF 文件使用pdf Fact or y Pr o试用版本创建 www.f i cepr i M.cn压缩机后设计压力（3）天然气温度:进站原料气温度 压缩机出口温度城市天然气工程项目-CNG加气站研究报告 27.5MPa;常温;不高于环境温度15度。6.2主要工艺设备6.2.1天然气压缩机6.2.1.1压缩机结构形式比较CNG压缩机是子站中的关键设备，为保障加气站的安全运行，选择技术先进、性能可靠、经济合理的设备是十分必要的。用于天然气的压缩机压比较大，基本上都是活塞往复式压缩 机。其结构形式有卧式对称平衡式（D型），有立式，有角度式（V 型、双V型、W型、倒T型等）。子站大排量压缩机国内应用最多的是D型机及W型机。下面对 两种型式的压缩机进行比较。（1）D型机气缸呈水平布置，并分布在曲轴两侧，在两主轴承之间，相对 列气缸的曲柄错角为180度。大型活塞式压缩机（5 00 KW以上）大部 分采用对称平衡结构。它的特点如下：a.惯性力可以完全平衡，惯性力矩也很小，甚至为零。b,由于相对列的活塞力方向相反，能互相抵消，因而改善了主轴 颈的受力情况，减小主轴颈与主轴承之间的磨损。c,可采用较多的列数，例如：2列，4列，8列，12列等，使得每 列串连的气缸数较少，安装方便。d.对称平衡型压缩机，电机设置在两个机身之间，其优点是列间 距大，便于操作检修。机身和曲轴的结构和制造简单。e,气缸需要少油润滑。28 上海科元燃化工程设计有限公司PDF 文件使用pdf Fact or y Pr o试用版本创建 www.fi 城市天然气工程项目-CNG加气站研究报告f.大中型(5 00 KW以上)压缩机采用对称平衡型，其优点很明显，特别是对于大型高压多级压缩机，是较合理的结构形式。它的缺点如下：a.运动部件和填料的数量较多，机身和曲轴的结构比较复杂。b,占地面积大，厂房要求大。c.气缸属于有油润滑，对下游用户会造成影响，不利于环保。d.为了保证平