L-CNG加气撬方案

1 一、储罐及撬体设计、制造标准 ◇TSGR0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》 ◇ GB150《钢制压力容器》 ◇GB/T18442《低温绝热压力容器》 ◇《压力管道安全技术监察规程—工业管道》

◇GB/T19204 《 液化天然气的一般特性 》 ◇GB50156 《 汽车加油加气站设计和施工规范》 ◇GB50016 《 建筑设计防火规范 》 ◇GB50028 《城镇燃气设计规范》 ◇ GB50058《爆炸和大灾危险环境电力装置设计规范》 ◇GB50235 《工业金属管道工程施工及验收规范》 ◇GB50236《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》 ◇GB/T20368 《液化天然气（LNG）生产、储存和装运》 ◇GB50264 《工业设备及管道绝热工程设计规范》 ◇GB50126 《工业设备及管道绝热工程施工规范》 ◇GB50257 《电气装置安装工程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范》 ◇Q15A121-2011 《撬装式液化天然气（LNG）汽车加气站技术规范》 以及其它国标、行业标准和厂家企业标准 二、总则 1. 项目背景 LNG撬装加气站的实践经验进行优化设计后的加气站方案。 2

2. 范围 本方案描述的内容包括设备采用技术标准，技术水平，设备结构，工艺流程，设备性能等有关文件资料，成套站的总投资及提供的各种服务内容。 3. 编制原则 本方案将社会效益和综合经济效益放在首位，遵循“以社会经济效益位中心，以设备质量位重点”的原则，采用高标准、高技术的部件，以安全、可靠、实用、经济作为总原则，严格执行国家、行业有关标准和规范，确保整个加液站的运行安全、可靠。 4. 技术要求 ⑴采用LNG，通过成套设备给LNG和CNG汽车提供动力燃料； ⑵设备为室外安装，整体采用撬装结构，便于现场安装，设备在生产厂内整体组装、调试； ⑶加气能力达到30000Nm3/d以上； 四、设备描述 1. 设备原理 本L-CNG加气站工艺设计范围包括LNG卸车、贮存增压、LNG柱塞泵加压，高压气化、CNG贮存、BOG处理、安全泄放、调压计量等。设计内容包括：对以上各个子工艺进行综合的流程设计、设备选型以及配管设计。 LNG通过公路运至加气站储存气化装置。首先，卸车利用压差或低温泵将槽车内LNG输入低温LNG储罐。非工作条件下， LNG储罐内储存温度为-162℃，压力为常压；工作条件下，LNG储罐内压力稳定为0.1~0.15Mpa（以下压力如未加说明，均为表压）。LNG加注撬将LNG低温储罐内的液体经低温潜液泵加压后，通过管线输送至LNG加液机，经过计量后加注至以LNG为燃料的车辆内。CNG加注撬将低温LNG自流进入低温柱塞泵，经泵加压至25.0Mpa，进入主气化器，换热后转化为气态NG并升温至温度大于0℃，压力为25.0Mpa；然后经顺序控制盘控制自动送入高、中、低储气井，并分配给加气机自动加气。 本设计采用撬装式，即将增压汽化器、管道、控制阀门、低温潜液泵、泵池以及加注系统等集中安装在撬装上。该站具有以下特点： ⑴高度集中、一体化设计，占地面积小：现场安装量小，投入使用快； 3

⑵撬装设计，便于运输和转移，具有良好的机动性； ⑶关键部件采用进口原装件，电气仪表系统按防爆设计，安全可靠； ⑷工艺管线短，预冷时间短，加注速度快； ⑸PLC全自动控制，人机界面良好，操作方便。 为了系统安全，保证减少防爆电气件的使用，降低成本，控制柜独立于撬块外，安装在安全区域的控制房中，符合国家规范要求。 2. 主要技术参数及指标 项目名称 LNG加气站技术指标 日加气能力 不低于30000Nm3 系统最高允许工作压力 设计为1.6 Mpa 加气计量精度 高于±1% 能耗 低于0.05kwh/Nm3 单车加气时间 2～4分钟 加气预冷 启动予冷时间不超过30s 卸车时间 不大于1.5小时 储罐内LNG液体利用率 高于92％ 日蒸发率 ≤0.2% 噪声 ≤55dB 无故障工作时间 ≥5000h 主要功能要求 具有低温泄漏、爆燃、消防、生产保护等安全监 控、报警系统和应急保护等功能； 4

3.主要设备描述 L-CNG撬装加气站包括以下主要工艺设备： ⑴．LNG低温泵及泵池 LNG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燃料加注泵的性能曲线对LNG 低温泵进行选型为美国ACD公司生产的浸没式两级离心泵，这是一种LNG加气站通用的低温液体泵，利用低温液体实现自身润滑，所以结构简单，易于维护，其突出特点：一是变频设计，适合于加气站这样的多工况条件使用，二是其技术参数易于满足LNG加气站的设计设计参数，因此在LNG汽车加气站的设计中被广泛采用。低温泵的平衡口和出液口管径均为DN40；进口压头小、具有防气蚀功能、稳定性好、安全性能高，节能效果显著、检修维护简便等特点。 名 称 单 位 技术参考 工作介质 LNG 设计流量 L/min 320 进口压力 MPa 0.1~0.5 扬程 m 490 最高转速 rpm 6000 所需进口净正压头 m 0.8 入口口径 inch 2 出口口径 inch 1 电机功率 HP(kw) 15 电源 3相，380V，50HZ ⑵．管路及阀门系统 管道材质为奥氏体不锈钢，钢号为0Crl8Ni9，符合GB/T14976-94《流体输送用不锈钢无缝钢管》。配管用标准外径采用GB8163或 5

SH3405（壁厚系列为SCH10s）。输送LNG低温液体及BOG低温气体的管线需进行保冷，法兰、阀门均设法兰、阀门保冷套。发泡隔热爆冷材料采用成形聚异氰尿素脂，具有导热系数低（用做保温材料最低0.020w/m.k），隔热性能优良；防火等级高，防火等级达到GB8624之B1级标准；温度范围广，尺寸稳定性好，使用温度范围可达-196～120℃。 阀门采用专用低温阀门，满足输送LNG压力（压力级别PN1.6MPa）流量要求，且LNG具备耐低温性能(-196℃)。主要包括：专用长轴截止阀、短轴截止阀、安全阀、止回阀、紧急切断阀等等。管道阀门选用按照API标准制造的专用液化天然气用不锈钢阀门，钢号为0Cr18Ni9，保温管段采用长轴式，不保温管段采用短轴。阀门与管道间的连接采用焊接型式连接。 ⑶．加气机： 选用进口质量流量计，单套加气机选用1台流量计实现液体加注计量功能，1台流量计实现气体回气计量功能，实现精确计量的目的。加气枪选用优质产品，功能安全可靠。 加气机面板采用不锈钢，包括所有必要的计量元件、阀门、安全装置，具有显示计量结果和售气量功能，即加气量、金额、单价等，这些数据可以通过通讯接口传送给控制系统的上位机，进而实现数据的远程采集和管理。 具有班累计功能提高交班效率，保证累计数据真实可靠。有掉电时数据保护、数据延长显示及重复显示功能，停电也可交班。具有完善的数据传输软件可与计算机管理系统实现通讯及控制。 具备计量单位转换功能，预冷智能判断功能，可定量加气，能够查询累计流量、当次加气流量，具有加气超装预判功能，加气机内配置的气动阀门选用高可靠性的低温阀门，加气机的有效精度达到±1%，预冷时间5分钟以内，间断加气再次预冷时间间隔长（4-8分钟）的特点。 加气枪可以连续加气而不会出现枪头与加气口冻结、密封失效等导致LNG外泄等故障现象。加气时能自动识别车用钢瓶是否充满，并能自动停机。 加气机的主要技术要求： （1）所有阀门均可卸开维修。配置安全联锁系统，加气软管设有拉断保护装置，拉断现象出现时系统转入保护状态，当加气软管被拉断时可自动停机，确保液体不泄漏。泵、加气机预冷判断，条件满足方可开始加气作业； 6

（2） 采用独立的计量控制系统，具有压力、温度补偿功能，计量精度通过相关部门认证； （3） 具有非定量加气和预置定量加气功能，具有体积加气和质量加气选择功能；有掉电时数据保护、数据延长显示及重复显示功能，停电也可交班。 （4） 低温泵安全启停控制；液体超装、低液位控制；完善的压力监控机制； （5） 加气机预装ESD控制按钮； （6） 具备远程监控接口功能；加气压力、温度和流量、流速可远传至加气站控制系统，实行统一的管理； （7） 加气机的操作面板和显示安装在机柜上，便于操作； （8） 本安和防爆设计，安全可靠。 （9） 选用高亮度显示屏，字体清晰醒目。 （10）加气机上有给加气枪化冰的压缩空气吹扫装置。 （11）加气机采用半封闭结构，门应为可拆结构；不锈钢外壳设计，美观大方。 （12）所有接管对外连接均采用法兰方式； （13）配置静电接地栓，提高安全性。 （14）配小票打印功能；(打印系统符合防爆要求,并取得国家级防爆证)； （15）具有IC卡预留口及加气电脑管理功能；加气机IC卡系统已达到国家防爆标准； （16）具有通讯接口，可与计算机连接； 加气机的主要技术指标 适用介质 液化天然气（LNG） 流量范围 0～200L/min 计量准确度 ±1.0% 7

额定工作压力 1.6Mpa 环境温度 -30℃～55℃ 管路温度 -196℃～55℃ 计量单位 Kg、L、Nm3 读数最小分度值 0.01 Kg、（L、Nm3） 单次计量范围 0～9999.99 Kg（L、Nm3） 累计计量范围 99999999.99 Kg（L Nm3） 加气软管 1英寸不锈钢软管 4m 气相回收软管 1/2英寸不锈钢软管 4 m 加气枪头 进口1英寸LNG专用加气枪 气相管接头 1/2英寸快速接头。 工作电源 220V AC 5A 外形尺寸 重量 防爆等级 整机防爆 Exdibem Ⅱ AT4 ⑷．CNG加气机（售气机） 1）配备监控系统，监测充气过程的温度、压力、流量和速度，控制充气速度；配备安全联锁系统，当加气软管失压、过压、过流时可自动切断气源，停止加气；

2）质量流量计具有温度压力补偿，断电保护、断电复位功能，具有自监测故障功能，预留智能通讯接口等。 3）三线压力自动切换，保证对三瓶组的准确合理取气； 4）加气机加气计价显示：“加气量”、“单价： 元/m3”、“金额： 元”，并带有压力表显示压力；