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目 录
前 言 2
第一章 概论 3
1.1项目概况及企业概况 3
1.2项目背景 3
1.3项目投资目标和意义 5
1.4项目建设必需性 6
1.5设计依据及编制标准 8
1.6项目所在城市概况 8
第二章 LNG加气站项目市场估计 10
2.1LNG车辆用气指标 10
2.2政策背景 10
第三章 LNG加气站气源及方案比选 11
3.1LNG加气站气源 11
3.2天然气燃料汽车和柴油燃料汽车比较 15
3.3中国液化天然气(LNG)加气站设备情况 17
第四章 LNG加注站 20
4.1站址选择和总图设计 20
4.2加注站工艺技术 21
4.3公用工程 25
4.4电器设计 26
4.5自控设计 27
4.6给排水设计 28
4.7采暖设计 28
第五章 消防设计 29
5.1消防方法 29
5.2消防设施 29
5.3安全设施 29
第六章 环境保护 30
6.1关键污染及污染物分析 30
6.2环境污染防治方法 30
6.3步骤评价 31
第七章 劳动定员 32
第八章 关键技术经济指标 33
第九章 项目实施进度 34
9.1正式开始工程建设必需条件 34
9.2项目实施进度 34
第十章 结论和提议 35
10.1结论 35
10.2提议 35
前 言
天然气是一个优质、高效、清洁、方便能源,其关键成份是甲烷、乙烷等烃类气体。发展天然气工业对于优化能源结构,保护生态环境,提升人民生活质量,促进国民经济和社会可连续发展,含有十分关键意义。中国天然气资源相对比较丰富,现在中国进入了大规模开发利用天然气计划和实施阶段。国家“陕京一线”、“陕京二线”、“陕京三线”、“西气东输一线”、“西气东输二线”、“重庆忠县—湖北武汉”等大型管输天然气工程建设投入运行;在液化天然气(以下称LNG)生产方面,截止到底,中国已经建成了数十座天然气(煤层气)液化工厂,形成了日800多万标准立方米处理能力,同时还有数十座天然气液化工厂正在建设中;东部沿海地域福建、上海和广东LNG接收项目已经建成投产,形成了980万吨中转能力,山东、江苏等多个LNG接收项目正在建设,总储存中转能力可达3380万吨/年(二期工程全部建成后将达成5710万吨/年)。国家多个大型天然气项目标建成投产将天然气利用推向一个快速发展时期。
伴随时代发展,环境保护问题越来越得到大家重视。据统计,在城市各项污染中,汽车尾气造成污染占总污染近40%,造成城市空气污染关键原因之一是燃油机动车尾气大量排放。对汽车尾气进行治理刻不容缓,尤其是对城际、城市公交车及货运卡车。所以城际、城市公交车及货运卡车对城市环境所造成污染,应该成为首批治理关键。LNG加气站是多年发展新型加气站,LNG作为清洁燃料适适用于城际、城市公交车及货运卡车,能够推进汽车燃料清洁化,大幅度降低车辆尾气污染,保护环境,所以LNG汽车代表着以后清洁汽车发展新方向。
LNG作为车用燃料含有清洁和能量密度大优点,为了大力推广使用LNG燃料汽车,保护易县自然条件和环境、降低汽车尾气污染、提升空气质量、提升城市综合素质,填补易县LNG加气站空白,使易县加气站布局合理,河北亚创天然气投资计划在易县境内建设两座LNG汽车加气站。为了使LNG汽车加气站在技术上、经济上合理可行,充足发挥其社会经济效益,河北亚创天然气投资编制了《河北省易县LNG加气站项目提议书》,文本在编制过程中得到易县政府及相关部门大力支持,在此表示感谢。
第一章 概论
1.1项目概况及企业概况
1.1.1项目名称:河北省易县LNG加气站项目提议书
1.1.2建设单位:河北省亚创天然气投资
1.1.3企业概况
河北省霸州市亚创天然气投资成立于,是河北霸州一家专业天然气项目投资建设企业。企业在霸州市建设东道六郎桥东,地处京、津、保三角地带中心,西南毗邻京九、津霸铁路,京开、津保公路穿越市中心,交通极为便利。霸州市周围已经投运天然气加气站已达成24座以上,关键以CNG加气站为主,气源起源丰富,供气能力强,仅康仙庄一家CNG加气母站天天就能提供20万方天然气,而在LNG方面,河北华气天然气新建霸州LNG项目,每十二个月能处理LNG 4亿方,将成为亚洲最大LNG供给项目。我企业已和这两家企业签署了长久供气协议,她们能为我企业提供充足气源,为亚创未来愈加好发展提供强有力气源保障。
企业主营业务包含天然气项目投资,LNG、CNG、L-CNG子站申报建设,工业企业用户、酒店商业用户、燃气工程设计、安装、改造及供给,企业还包含CNG减压设备、调压箱等燃气设备销售,并提供天然气技术培训及咨询服务。企业现在关键针对河北、天津区域城镇内和城际间(沿国道、省道及部分高速公路出入口)展开CNG、LNG子站布局建设,以满足物流、客运、出租等交通行业清洁能源需求。
亚创天然气投资企业一直本着“安全运行是生命线”经营服务理念,经过积累和吸收,在安全管理、工程技术、用户发展、用户服务等方面,形成了独具特色、较为完整管理体系和运作模式。建立了一批专业天然气投资、建设和经营管理人才队伍和技术力量,并和该行业上下游产业链企业建立了稳定战略合作伙伴关系,为亚创企业在技术、管理、安全、工程、服务等方面提供了有力支持。展望未来,企业愿以“提升服务,用户至上”这个永远不变承诺,深入开发中国市场。以诚信为基础、以安全为根本、以团体为关键、携手用户共创美好未来!
1.2项目背景
1.2.1落实“十二五”发展计划纲要指导思想和环境保护要求
多年来,易县以汽、柴油为燃料各类机动车数量发展迅猛,深入加重了大气环境污染。采取天然气作为车用燃料替换传统汽油、柴油,是降低汽车尾气污染关键方法之一。发展天然气清洁汽车,打造绿色物流,是治理交通干线及沿线区域大气污染关键路径。为了深入落实“十二五”发展计划纲要指导思想和环境保护要求,调整车用能源结构、实现节能减排战略、加紧能源替换步伐,应该加紧易县LNG加气站建设工作。
1.2.2发展天然气加气站有利政策支持
为缓解天然气供需矛盾,优化天然气使用结构,促进节能减排工作,国家发展改革委研究制订《天然气利用政策》于8月30日正式颁布实施。天然气利用坚持全国一盘棋,由国家统筹计划,考虑天然气产地合理需求;坚持区分对待,明确次序,促进天然气科学利用、有序发展;坚持节省优先,提升资源利用效率。
《天然气利用政策》综合考虑天然气利用社会效益、环境保护效益和经济效益等各方面原因,并依据不一样用户用气特点,将天然气利用分为优先类、许可类、限制类和严禁类。其中天然气汽车作为优先类发展项目,《天然气利用政策》正式实施标志着天然气汽车发展进入了一个快速发展时期。
1.2.3成品油价税费改革推进车用天然气发展
《成品油价税费改革方案》自1月1日起实施。成品油价税费改革方案针正确是汽油和柴油,该方案实施后,对于使用汽油和柴油为燃料汽车来说,行驶里程越多,交税就越多。易县各类燃油车辆保有量大,所以燃料成本大幅度上涨,受到影响较大。因为成品油价税改革中没有包含到天然气,天然气汽车在改革方案实施后运行成本将会降低,从而提升了载重车车主改用天然气燃料主动性。
1.2.4中国液化天然气(LNG)行业发展
现在中国已初步形成以“西气东输、海气登陆、海外进口、液化天然气”四个气源为主体天然气发展框架。现在中国已经有数座天然气(煤层气)液化工厂建成投产,形成了日800多万标准立方米液化能力;华东、华北沿海地域LNG接收站方面广东、福建、浙江、上海、江苏、山东、广西、辽宁、河北等十多个LNG接收站项目,这些项目将最终组成一个沿海LNG接收站和输送管网。现在广东、福建、上海LNG接收项目已经建成投产,形成了980万吨中转能力,其它项目已经进入正实施阶段,计划中LNG接收站全部建成后,总储存中转能力可达3380万吨/年(二期工程全部建成后将达成5710万吨/年),由此可见中国LNG产业正处于快速发展阶段。底中国天然气已经达成了1100亿立方米,而中国生产能力所能提供只有900亿立方米。对此,相关教授表示能够经过多元化路径来处理未来中国天然气供给紧缺问题。多年来,中国LNG项目发展之快前所未有,需求也迅猛增加。大力发展LNG,降低对石油依靠,是中国政府一项关键举措,估计很快未来,天然气将成为中国在煤和石油以后第三大能源。
1.2.5中国天然气汽车和加气站行业发展
现在中国大多数LNG加气站全部是选择国产设备,加气站储气装置、LNG加液机等全部实现国产化,国产设备总体市场份额在80%以上。国产设备含有价格低、配件供货期短、现场服务快、日常维护成本低等优势。
LNG汽车技术基础实现国产化。中国LNG燃料汽车及油气两用车已可实现国产化,但也有部分采取进口配件。陕汽、上柴股份、东风汽车、上汽依维柯、大宇等开发天然气电喷发动机(均在柴油机基础上发展)已成功地在新疆、内蒙古鄂尔多斯运煤专线、城市客车上应用,在运行车辆超出1000辆。
截至3月底,中国已建和在建天然气加气站总数达1770座,其中,传统CNG加气站达1610座,液化天然气(LNG)加气站数量快速增加,总数达160座,天然气汽车保有量达成70万辆。中国关键LNG车辆有城际、城市公交车及货运卡车。
1.3项目投资目标和意义
1.3.1全方面治理机动车辆排放污染,促进节能减排,建设生态文明易县
发展天然气燃料运输车辆是治理机动车辆排放污染,改善大气环境质量有效举措,是落实中国政府建立资源节省型、环境友好型城市关键举措,是落实河北省省委政府“十二五”环境计划建设工程具体行动。
经过公路运输车辆使用天然气燃料,汽车尾气综合排放和燃油车辆相比可下降80%。“节能减排”是中国经济发展一项关键政策。依据《国务院相关印发节能减排综合性工作方案通知》,要充足认识节能减排工作关键性和紧迫性。
易县运输车辆保有量大,日行程里程较长,燃油消耗量巨大,所以尾气造成污染严重。其次城际、城市大型公交客车运距较远,工作时间较长,怠速运行时间长,也是空气污染关键排放源之一。
1.3.2调整能源结构,实现能源多元化
长久以来,城市客运交通运输车辆、公路货运车辆以燃油为燃料,在世界性石油担心、价格一路飙升严峻现实下,发展天然气汽车,降低对石油依靠、实现能源多元化,有利于调整中国能源结构,有利于中国能源安全,有利于中国国民经济可连续发展。以LNG迅猛发展为依靠,推进易县客运车辆和公路货运车辆改为以LNG为燃料,对改善易县能源结构有着十分关键意义。
液化天然气储存运输安全、方便、经济,已经成为一门新兴工业,正在迅猛发展。国外早在20世纪40年代就建成了世界上第一座液化天然气工厂,LNG是现今世界能源供给中需求增加最快一个燃料。中国近几年以河南绿能高科、新疆广汇、海南海燃、成全部星星能源、中国石油昆仑、新奥燃气等企业为代表,相继投资建成了数座液化工厂,这些液化工厂利用油田气田气源;同时以中石油、中海油、中石化等为代表企业在沿海一带相继建成数座LNG码头接收站,从海外引进LNG。
LNG含有低温深冷物性(-162℃)及易燃易爆特征(甲类火灾危险性物质),在工艺技术、装备制造上已经实现了国产化,中国现在正在形成LNG产业热潮。发展液化天然气汽车,有利于提升社会经济效益,促进易县交通运输业健康发展。
1.4项目建设必需性
1.4.1发展形势需要
城市交通运输是城市基础设施关键组成部分,其发展应认真落实落实科学发展观,表现“以人为本”;落实节省型社会建设方针。目前城市交通运输行业正面临着挑战和机遇。挑战是:多年来世界油价涨跌不定,中国成品油已经进行了数次价格上调,这对中国经济建设,尤其是对交通运输行业冲击很大。8月30日《天然气利用政策》正式实施,标志着中国天然气应用已经进入了一个快速发展时期。在《天然气利用政策》中天然气汽车在天然气利用中属于优先类,国家优先发展优质能源战略决议给易县天然气汽车发展带来了机遇,易县应抓住机遇,大力发展天然气,深入改善大气环境质量,从而改善投资环境,促进易县经济发展,加紧基础设施建设。
1.4.2节能减排需要
依据《国务院相关印发节能减排综合性工作方案通知》,要充足认识节能减排工作关键性和紧迫性。天然气汽车最大特点是“清洁”,LNG属清洁燃料,其和柴油相比能够大幅度降低汽车有害废气排放,相对于柴油其尾气CO2排放降低24%,CO排放降低31%,NMHE降低49%,颗粒物和SO2降低100%,烟度为0,不产生苯、铅等致癌物质。所以,推进汽车使用天然气,将有效地降低大气环境污染,是落实“节能减排”政策一项有力方法,从而使城区及公路沿线区域大气环境得到显著改善。
1.4.3环境保护需要
环境保护是中国一项基础国策,伴随多年来经济建设发展,国家把环境综合治理、改善城市燃料结构作为环境保护工作一个关键。
环境保护计划指标给环境保护制订了方向,要实现这些目标还有大量工作要做。天然气引进为促进环境保护工作深入发展提供了良好外部条件,也将为改善易县大气质量提供强有力保障。
1.4.4改善能源消费结构,降低对石油依靠需要
伴随汽车运输业快速发展,汽车燃油消费过快增加给中国经济和社会可连续发展带来巨大压力。估计到,中国汽车用油消费原油5.59亿吨,比消费量增加一倍,这对国家外贸和石油安全供给将是难以承受。多年来,受多种原因影响,国际油价猛烈波动,已经给中国燃料供给和经济发展带来巨大压力。
加大力度发展天然气汽车,是优化能源配置结构,实现汽车燃料多元化,缓解燃油供求压力一项重大举措。
1.4.5提升社会经济效益,促进公共交通运输健康发展需要
国际油价起伏不定,使中国交通运输业受到很大冲击。LNG汽车推广发展将使汽车运行成本降低。加气站项目建设目标是为了降低汽车尾气污染、改善城市大气环境、降低车辆运行费用,含有显著社会效益和经济效益。加紧计划和实施汽车加气站和“油改气”工程,将使政府、企业、群众、社会共同受益,实现“多赢”结果。
1.5设计依据及编制标准
1.5.1设计依据
《液化天然气(LNG)汽车加气站技术规范》NBT1001-;
《建筑设计防火规范》GB50016-;
其它现行规范、标准、要求和相关法规。
1.5.2遵照法律和法规
《中国环境保护法》;
《中国大气污染防治法》;
《中国水污染防治法》;
《中国噪声污染防治法》;
《中国安全生产法》;
《中国消防法》。
1.5.3编制标准
1.5.3.1本工程站址符合城市总体计划,在满足规范条件下合理利用土地,节省用地;
1.5.3.2落实国家能源政策,充足发挥天然气供给丰富优势,优化能源结构,保护生态环境,节省能耗,努力争取很好经济效益、环境效益、社会效益;
1.5.3.3坚持科学态度,主动采取优异工艺、新技术、新材料、新设备,设计努力争取技术优异,经济合理,安全可靠,切实可行,造福于民;
1.5.3.4重视环境保护,重视节能,重视安全生产和劳动卫生;
1.5.3.5严格实施国家现行相关规范、要求和标准。
1.6项目所在城市概况
1.6.1易县概况
易县,古称易州,西倚太行山脉,东临冀中平原,在河北省中西部,保定市西北部。距北京120公里,天津190 公里,保定80公里,处于京津保金三角地带,区位十分优越。因境内有易水而得名。总面积为2534平方公里, 总人口55万,是著名革命老区。 易县是河北省环京津35个县份之一,是联合国教科文组织命名首批14个千年古县之一,是河北省省级历史文化名城,是中国绿色名县。境内山川秀丽,特产富饶,自然资源极其丰富,待开发前景宽广,潜力巨大。 现已探明金属和非金属矿藏30多个,尤其“七石一沙”储量最为可观(即金矿石、花岗石、石灰石、白云石、 大理石、蛭石、麦饭石和建筑沙),适宜于矿业和建材业发展。、
全县有大、 中、小型水库27座,拒马河、南易水、北易水、中易水、漕河5条河流横贯全县,但大多干涸。18.67万公顷宽广山场,为林牧业发展提供了良好条件。悠久历史,秀丽山川。清西陵等众多名胜古迹,组成了特有旅游资源优势。易县是一个极具发展潜力城市。自然资源丰富,交通通讯便利,基础设施配套,工商业发达,市场前景宽广,投资环境较为优越,是中国外客商投资兴业理想之处。飞速发展经济条件和便捷交通为LNG项目标推广发明了契机。
第二章 LNG加气站项目市场估计
2.1LNG车辆用气指标
经过对易县城际、城市公交车及货运卡车运行及燃料消耗量调查,城际、城市公交车日行驶200公里,百公里0#柴油消耗量平均约为20升;货运卡车日行驶里程平均为300公里,百公里柴油消耗量平均约为35升。
LNG车辆用气指标
名称
项目
日平均里程(公里)
百公里耗油量(升/百公里)
百公里耗气量(标准立方米/百公里)
日耗气量(标准立方米/日)
城际、城市公交车
200
0#柴油20
21.98
43.96
运货卡车
300
柴油35
38.46
115.38
注:1Nm³天然气相当于0.91L柴油。
2.2政策背景
现在中国天然气汽车产业面临三方面大好发展机遇:一是国家开始征收燃油税,汽油、柴油零售价格和天然气价格差将深入扩大,使得汽车使用天然气作为燃料能够有愈加好经济效益,能够调动经营者和使用者双方主动性。二是国家排放法规愈加严格,为愈加好地处理汽车尾气问题,能够推进汽车生产商开发生产清洁天然气汽车。三是经过几十年工作,天然气汽车环境保护性和经济性得到了大家广泛了解和认可,在技术、设备、专业队伍、标准、配套设施等方面打下了很好基础,部分地方政府已经颁布了支持天然气汽车发展优惠政策,这些全部为天然气汽车大规模发展发明了条件。
第三章 LNG加气站气源及方案比选
3.1LNG加气站气源
3.1.1中国LNG气源
现在中国已经建成多座天然气液化工厂,同时在东部沿海地域多座LNG接收码头陆续建成投产,所以为中国LNG供给提供了充足气源确保。中国LNG运输均采取公路运输方法。
中国建成投产关键天然气液化工厂情况
序号
地域
简称
设计产能(万标准立方米/日)
1
西北
新疆广汇
150
2
中油中泰
20
3
宁夏清洁能源
30
4
内蒙古磴口液化天然气加工厂
30
5
内蒙古时泰鄂托克前旗LNG工厂
15
6
西安西蓝天然气液化工厂
50
7
星星能源
100
8
兰州燃气集团
30
9
银川开发区天然气液化项目
30
10
华北
沁水新奥(山西)
15(煤层气)
11
晋城易高(山西)
90(煤层气)
12
沁水顺泰(山西)
50(煤层气)
13
中国联盛(山西)
50(煤层气)
14
中原绿能高科
15
15
西南
汇鑫能源
100
16
华东
泰安深燃
15
17
华南
北海新奥
15
18
海南海燃
25
19
中海油珠海横琴
50
中国在建关键天然气液化工厂情况
序号
地域
简称
设计产能(万标准立方米/日)
1
西北
陕西安塞液化天然气工厂
200
2
内蒙古投资建设焦炉气制液化天然气工厂
240
3
延长集团2#液化工厂
100
4
延长集团128#液化工厂
50
5
包头市世益新能源有限责任企业液化工厂
10
6
鄂尔多斯市润和能源有限责任企业液化工厂
60
7
内蒙古西部天然气磴口天然气液化工厂
30
8
内蒙古磴口元泰液化天然气项目
20
9
华北
河北霸州天然气液化工厂
100
10
河北任丘市LNG调峰项目
33
11
山西平遥天然气液化项目
120
12
晋城华凯煤层气液化
15
13
沁水新奥(二期)
25
14
中国联盛(山西)
50(煤层气)
15
山西中油新捷霍州焦炉煤气之液化天然气工厂
30
16
西南
四川省广安LNG调峰项目
100
17
气化广元项目
100
中国建成投产关键液化天然气接收站
序号
站址
规模
1
广东LNG项目接收站:深圳大鹏湾平头角
一期370万吨/年
二期330万吨/年
2
福建LNG项目接收站:莆田市秀屿港
一期260万吨/年
二期500万吨/年
3
上海LNG项目接收站:上海国际航运中心洋山深水港区中西门堂岛
一期350万吨/年
二期650万吨/年
4
累计
一期980万吨/年
二期1480万吨/年
中国正在实施建设关键液化天然气接收站
序号
站址
规模
1
浙江LNG项目接收站:宁波
300万吨/年
2
山东LNG项目接收站:山东
300万吨/年
3
江苏LNG项目接收站:江苏如东县
一期350万吨/年
二期250万吨/年
4
唐山LNG项目接收站:唐山市易县曹妃甸港
一期600万吨/年
5
辽宁LNG项目接收站:大连
一期300万吨/年
二期300万吨/年
6
海南LNG项目接收站:海南
一期300万吨/年
二期300万吨/年
7
汕头LNG项目接收站:汕头市
一期250万吨/年
8
累计
一期2400万吨/年
二期850万吨/年
现在中国已经有数十座天然气(煤层气)液化工厂建成投产,形成了日800多万标准立方米液化功效;华东、东北沿海地域LNG接收站方面广东、福建、浙江、上海、江苏、山东、广西、辽宁、河北等十多个LNG接收站项目,这些项目将最终组成一个沿海LNG接收站和输送管网。
3.1.2易县LNG加气站主供给气源确定
河北华气天然气LNG工厂将成为本项目标主供给气源。河北霸州天然气液化工厂气源是陕京三线气源管输天然气,有充足气源保障。
组分
C1
C2
C3
iC4
nC4
N2
CO2
He
摩尔百分数(%)
94.7
0.55
0.08
0.01
0.01
1.92
2.71
0.02
关键物性参数:
低发烧值 32.063MJ/Nm³;
高发烧值 35.59MJ/Nm³;
相对密度 0.5925
3.2天然气燃料汽车和柴油燃料汽车比较
3.2.1城市营运车辆应用燃料分析
3.2.1.1天然气汽车技术
世界上部分发达国家如美国早在上世纪90年代就开始发展LNG清洁汽车,LNG货运卡车在美国、加拿大等北美地域已发展到产业化运行。中国政府前后在“十五”、“十一五”期间,分别将“单一燃料LNG公交车”和“单一燃料LNG重型商用车”列入国家863计划,负担国家863计划LNG公交车示范城市长沙、北京、乌鲁木齐已经有数年成功运行经验,贵阳市政府也将公交巴士使用LNG列为科技攻关项目,已开始较大规模开展公交巴士LNG化。中国玉柴、上柴、潍柴、南充东风等发动机厂家已试制成功了LNG发动机,负担国家863计划陕西重型汽车总厂,已经试制成功并开始批量生产LNG重型商用卡车。
现在全国累计有19个城市(地域)成为国家燃气汽车示范推广城市。到3月,中国已建和在建天然气加气站总数达1770座,其中,传统LNG加气站达1610座,液化天然气(LNG)加气站数量快速增加,总数达160座。如四川、重庆、乌鲁木齐、西安和兰州等,天然气供给方面,气价低(仅为油价40%-60%)是天然气汽车快速发展关键驱动力,在这些城市公交车、出租车关键以天然气汽车为主体,中国天然气汽车已从示范期过渡到快速发展期。
3.2.1.2安全性
天然气燃点为650℃,比汽柴油、LPG燃点高,点火性能也高于汽柴油、LPG。天然气爆炸极限为4.8%-14.8%,且密度很低,只有空气二分之一左右,稍有泄漏即挥发扩散;而LPG爆炸极限为2.4%-9.5%,燃点为466℃,且气化后密度大于空气,泄漏后不易挥发;汽油爆炸极限为1.0%-7.6%,燃点为427℃;柴油爆炸极限为0.5%-4.1%,燃点为260℃。由此可见,在某种意义上天然气比LPG、汽油、柴油汽车更安全。
LNG车用技术采取低温存放,通常在-162℃,压力通常小于1.2MPa,LNG存放于车用低温储气瓶内,气瓶采取双层抽真空绝热技术。
3.2.1.3城市运行车辆特点
城际、城市公交车、公路货运车辆特点是:载重量大,运距长,耗气量大。依据LNG密度大、一次加注量大、续驶里程长优点,使用LNG较为适宜;城市出租车特点是:数量多、天天运距长、耗气量稳定。依据CNG气体常温、可连续行驶旅程较短特点,城市出租车适合使用CNG。
现在易县关键运行机动车包含城市公交车、城际客运车、出租车、私家车,和货运卡车等。根据以上天然气和天然气技术特点,易县城际、城市公交车、货运卡车比较适合使用LNG燃料,对于出租车、部分私家车适合使用CNG燃料。
3.2.2LNG燃料汽车和柴油燃料汽车比较
天然气燃料汽车是在燃油汽车基础上发展起来新型清洁能源汽车。它是依据天燃气发动机特征参数重新进行整车匹配设计,部署燃料供给系统。LNG汽车燃料采取低温液态储存方法,能量密度大。下面针对LNG燃料汽车和柴油(汽油)车类型车辆进行经济效益、续驶里程等方面进行比较证实天然气汽车在经济性、实用性等方面优势。
3.2.2.1经济性比较
以公交车为例,LNG燃料汽车在价格上比柴油车贵8万左右,但因为LNG和柴油保持一定价差,车辆价格差关键经过燃料费用来得到赔偿。
LNG和柴油性能对比表
燃料
热值
密度
单位体积热值
柴油
40.97MJ/Kg
0.86Kg/L
35.23MJ/L
LNG
32.063MJ/m³
0.766Kg/m³
32.063MJ/m³
对单位体积热值比较,用LNG替换柴油,1标准立方米天然气相当于0.91升柴油,柴油车百公里消耗燃油20升,LNG燃料汽车百公里消耗天然气21.97标准立方米。
柴油和LNG作为燃料经济效益比较表(以公交车日行驶200公里计算)
燃料
百公里耗量
日行驶里程
单价
日燃烧成本
柴油
20L
200公里
7.05元/L
282元
LNG
21.97m³
200公里
3.8元/m³
167元
LNG燃料汽车和柴油车相比较成本降低115元,按年运行时间350天计算,年能够节省燃料成本4.03万,购车增加8万元成本能够在运行2年后收回,按公交车运行寿命为8年,8年内用燃料费用上得到经济效益为24.24万元,所以采取LNG燃料汽车相对于柴油车大幅度降低了车辆运行成本,为公交企业发明较大经济效益。
3.2.2.2续驶里程比较
LNG燃料汽车采取低温液态储存方法,能源密度较高,其液化比为1:625,其配置410L车用LNG储气罐,储存量大约220标准立方米天然气,在满载情况下能够行使700公里。柴油车配置200升油箱,在满载情况下能够行使700公里,所以在续驶里程上LNG燃料汽车和柴油车一样长。
3.2.2.3车辆尾气污染排放
汽车尾气排放是造成空气污染关键原因之一,据统计汽车尾气排放占了空气污染源总量40%以上,将汽车燃料由燃油改为天然气后,尾气污染将会显著降低。LNG燃料汽车尾气中相对于柴油其尾气CO2排放降低24%,CO排放降低31%、NMHE降低49%,颗粒物和SO2降低100%、烟度为0,不产生苯、铅等致癌物质,所以LNG是汽车最好清洁燃料之一。能够促进污染物排放降低。
3.2.2.4车辆安全性能比较
LNG采取密闭真空储存设备储存,不和空气接触,而燃油储油箱内有部分空气,所以从储存方法上来说LNG比燃油愈加安全。在大气条件下,LNG一旦在系统中发生较小泄漏,便能很快完全蒸发,不会发生泄漏LNG聚集现象,从而杜绝了燃烧及爆炸可能,确保了乘客及车辆安全。而燃油在发生泄漏时则不会挥发,轻易发生聚集,易发生事故和污染,所以发展液化天然气汽车含有极好安全效益。
3.3中国液化天然气(LNG)加气站设备情况
LNG加气站技术在欧美国家已经有数十年发展历史,现在已经形成相当成熟体系。中国在90年代初开始对LNG汽车研究,并于引进国外优异工艺在北京建设了一座LNG科技加气示范站,随即在乌鲁木齐、长沙、杭州、海南等地陆续建设了多座LNG加气站,通常LNG加气站设计日加气能力为1.5万标准立方米。现在中国LNG加气站设备得到充足发展,设备可靠性在实际应用中得到了印证。
现在中国LNG加气站分为固定站和撬装站,其中固定LNG加气站加气能力大,日加气能力可达成3-8万标准立方米,站内设备关键包含LNG储罐、泵撬、气化器及LNG加液机等,但管路复杂施工周期长。而撬装站设备集成度较高,站内关键设备为LNG加气站撬装设备,设备撬体设备集储存、卸液、加液、控制功效于一体,加气能力相对较小,日加气能力在2万标准立方米以下,自动化功效和集成度高,工艺安装简单,场站建设周期短。
3.3.1固定LNG加气站关键设备
LNG加气站关键设备包含LNG储罐、LNG潜液泵、LNG加液机及控制系统。
3.3.1.1LNG储罐
LNG储罐分为立式储罐、卧式储罐。LNG加气站用储罐不锈刚内胆中间填充保温材料,内胆和外壳之间抽为真空,并充填绝热材料。日蒸发率在0.2%-0.5%左右。
3.3.1.2LNG低温泵
LNG低温泵是加气站关键设备,既要求能够耐低温(-162℃),又要求设备可靠性高。为了确保设备使用寿命和生产安全,通常使用国外进口低温潜液泵,泵形式为全浸润型低温泵。
3.3.1.3LNG加液机
多年来经过中国厂家努力,LNG加液机已经实现了国产化,设备可靠性得到了很大提升,现在基础替换了进口产品。
3.3.1.4站控系统
站控系统关键负担任务是对储罐、低温泵、站内工艺阀门和加液机监控和管理,完成卸车、储存、调压、加气等多种工艺过程采集、控制、显示、报警等监控功效,又含有参数查询、历史统计查询及报表打印等管理功效,同时要完成对加气站安全状态进行监测,经过泄漏报警仪等监测设备立即发觉泄漏等隐患,并予报警并切断紧急切断阀。
站控系统由传感器、变送器、电磁阀、PLC、工控机等设备组成。
3.3.2撬装LNG加气站关键设备
撬装LNG加气站站内关键设备为LNG加气站撬装设备,改撬体设备集储存、卸液、加液、控制功效于一体,设备自动化功效和集成度高,工艺安装简便,场站建设周期短。撬体上集成关键设备有:LNG 储罐、LNG低温泵、储罐增压器、LNG加液机、卸车接口、安全放散阀及各设备连接管道、阀门等,其控制系统也做成集装箱撬块,设备形成见下图:
第四章 LNG加注站
4.1站址选择和总图设计
4.1.1站址选择
本项目建设LNG加注站两座,加注站建设地点选择关键依据以下标准:
4.1.1.1站址选择和分布应符合城市计划和区域道路交通计划,符合安全防火、环境保护、方便使用要求。
4.1.1.2站址应靠近城市交通干道或车辆出入交通方便次要干道上。
4.1.1.3站址地址情况良好,供水、供电方便。
4.1.1.4和周围景观协调,和周围建筑物安全间距符合相关规范要求。
4.1.2总图部署
4.1.2.1设计依据
LNG加气站总图设计中,各建构筑物安全间距关键依据及参考技术规程以下:
《液化天然气(LNG)汽车加气站技术规范》NBT1001—
《建筑设计防火规范》GB50016—
《液化天然气(LNG)生产、储存和装卸标准》NFPA59A—96
4.1.2.2设计标准
采取优异成熟技术,满足工艺步骤要求,严格实施相关规范和要求,采取预防燃气泄漏安全方法,并使加气车辆行车路线顺畅。
4.2加注站工艺技术
4.2.1液化天然气(LNG)物理性质及关键参数
LNG生产技术原理比较简单,天然气经过净化处理后,经过不一样冷却方法在常压下冷却到-162℃后转化为液态。现在工业上应用天然气液化方案关键有以下三种类型:经典阶式制冷循环、混合冷却剂制冷循环、膨胀机制冷循环。天然气经过制冷液化后,LNG就成为含甲烷(96%以上)和乙烷(4%)及少许C3-C5烷低温液体,LNG是由天然气转变另一个能源形式。
因为LNG96%以上全部是甲烷,所以它和液化甲烷性质基础类似,LNG物理性质及只要参数以下:
常温沸点:-162℃
液体密度 430㎏/Nm³
气体后密度(常压):0.688㎏/Nm³
气液体积比:625:1
气化潜热:121.87Kcal/m³
辛烷值ASTM:130(研究法)
储存温度:-160℃—-120℃
操作压力:0—1.1MPa
4.2.2工艺步骤
加注站原料为液化天然气(0.3MPa,-162℃LNG),来自河北霸州LNG工厂,采取50m³低温天然气汽车槽车运输,正常运行条件下,2天运输一车即可满足100辆以LNG为燃料公交车日加注量要求。
LNG加注站工艺步骤以下:
4.2.2.1卸车步骤
由加注站LNG泵将LNG槽车内LNG转移至加气站LNG储罐,液化天然气槽车
密闭接头 LNG泵 LNG储罐。
4.2.2.2加注步骤
储罐内LNG由LNG泵抽出,经过LNG加注机向汽车加注,LNG储罐 LNG泵
加注机 汽车加注。
4.2.2.3调压步骤
卸车完成后,用LNG泵从储罐内抽出部分LNG经过LNG气化器调压后进入储罐,当储罐饱和压力达成设定压力时停止气化。
LNG储罐 LNG泵 LNG气化器 LNG储罐。
该工艺步骤特点为:生产过程中采取密闭步骤,即降低了天然气损耗,方便管理,又起到了环境保护作用。
4.2.3关键设备选型
加气站关键设备有低温储罐、低温液态泵、LNG售气机、LNG气化器等。现在,低温泵和质量流量计此用进口设备。
4.2.3.1低温储罐
液化天然气用低温压力储罐通常有两种形式,真空粉末绝热储罐和子母式粉末绝热储罐。
真空粉末绝热储罐单罐容积相对来说要小多,现在可做到200立方米,但因运输困难,大多使用100立方米以下,夹层采取真空粉末(珍珠岩)绝热。
子母式储罐采取多个压力子罐,常压母罐套在子罐外面,这么可做成较大容积储罐。这类储罐通常全部是工厂制造内罐,现场制造安装外罐,不存在运输难度,夹层采取一般粉末绝热,为确保绝热效果,夹层通氮气保护,绝热层厚度较厚。
LNG储罐上装有高、低液位报警设施、内罐压力高报警、超压自动排放罐顶气体自力式降压调整阀和安茜阀等,以确保储罐安全。在储罐进、出口LNG管线上设有自动切断阀,当有紧急情况发生时,会快速关闭阀门,以确保系统安全。
4.2.3.2LNG泵 进口法国低温之星
LNG泵为浸润型无密封泵,泵整体浸入容器中,无密封件,全部运动件由低温液化冷却和润滑。LNG泵由一台变频器控制。
关键参数以下:
型号:S2
转速:4500RPM
最小压头:60PSI(4.13BAR)
流量:320L/min
4.2.3.3LNG加注机
采取质量计算原件,含有温度赔偿功效。接口形式采取PAPK接口。计量精度:±1.5%。
4.2.3.4LNG气化器
采取铝翅空温式气化器
气化功效:143m³/hr
出口最低温度-6.7℃
最大工作周期8小时
4.2.3.5管材及附件
低温管道管材选择OCr18Ni9不锈钢无缝钢管,管道连接采取焊接或法兰连接,采取改性聚胺酯保温材料保温。管道阀门选择API标准制造不锈钢阀门。法兰、阀门均设阀门保冷套,管线设计压力2.
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