LCNG撬装加气站项目技术文件.doc
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1、LCNG撬装加气站项目技术文件1. 项目概况工程名称: 标准LCNG加气站项目建设地点:用户定地点设计范围:本工程设计内容为L-CNG撬装加气站。工程规模: 万方/天2. 设计依据依据客户提供的相关资料以及相关技术要求。依据国家相关规范进行设计。根据我公司的企业标准进行设计。3. 设计原则 采用国内外成熟的工艺、技术、设备、材料,以安全为首要考虑前提, 保证工艺技术先进性、可靠性,经济性。 安全生产、保护环境、节约能源、方便用户的原则。4.遵循的主要标准、规范L-CNG加气站设备的设计、材料、制造和调试过程中符合现行的国标及行业标准要求外,还应遵循下述标准(不限于)。下列标准如被修订,按照最新
2、版本标准使用。NFPA57-2002液化天然气(LNG)车用燃料系统规范GB50156-2002汽车加油加气站设计和施工规范GB50028-2006城镇燃气设计规范GB/T20368-2006液化天然气(LNG)生产、储存和装卸标准GB/T19204-2003液化天然气的一般特性GB17820天然气GB18047车用压缩天然气CJJ84-2000汽车用燃气加气站技术规范SY0092-98汽车用压缩天然气加气站设计规范SH/T3134-2002采用撬装式加油装置的汽车加油站技术规范AQ3002-2005阻隔防爆撬装式汽车加油(气)装置技术要求GB50016-2006建筑设计防火规范GB50183
3、-2004石油天然气工程设计防火规范GB50351-2005储罐区防火区设计规范GB50140-2005建筑灭火器配置设计规范SY/T5225-2005石油天然气钻井、开发、储运防火防爆安全生产技术规程GB50052供配电系统设计规范GB50058-92爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50057建筑物防雷设计规范GB50011-2001建筑抗震设计规范GB20191-93构筑物抗震设计规范SH/T3147-2004石油化工构筑物抗震设计规范GB50209-2002建筑地面工程施工及验收规范GB150钢制压力容器GB/T18442低温绝热压力容器JB/T4780-2002液化天然气罐式集装
4、箱JB/T4783-2007低温液体汽车罐车AQ3001-2005汽车加油(气)站、轻质燃油和液化石油气汽车用阻隔防爆储罐技术要求1999压力容器安全技术监察规程2003特种设备安全监察条例GB/T14976流体输送用不锈钢无缝钢管GB50316工业金属管道设计标准SY0007钢制管道及储罐防腐蚀控制工程设计规范5.技术方案L-CNG加气站设备由真空低温储罐(或用户自备)、低温柱塞泵、卸车增压器、储罐增压器、EAG加热器、高压空温式气化器、水浴式气化器(可选配)、程序控制盘(可选配)、高压储气瓶组、CNG加气机、连接管件阀门、安全放散、L-CNG加气站站控系统等设施组成,确保加气站的储存能力和
5、加气能力,并减少运行过程中的BOG气体排放。主要设备配置表:产 品型号或规格说明单位数量LNG低温储罐有效容积: 方 式, 绝热方式,国产阀门(进口可选配)台1L-CNG低温柱塞泵与空温气化器撬两台1500L/h国产泵(可选配ACD泵)、两台1000 Nm3/h高压气化器,含低温真空管路阀门、常温高压管路阀门、就地仪表等,参数详见技术介绍套1卸车增压器300 Nm3/h,1.6MPa套1储罐增压器与低压EAG增压器150 Nm3/h,1.6MPa套1高压EAG增压器100 Nm3/h,25.0MPa套1CNG加气机三线双枪,国产枪头(可选配进口)IC卡功能,小票打印机 台2程序控制盘2000-
6、3000 Nm3/h,25.0MPa台1高压储气瓶组3.9 m3(高中低各一组1.3 m3 X 3),25.0MPa套1L-CNG站控系统PLC控制和配电系统,含燃气报警控制系统L-CNG加气站计费管理系统套1仪表风系统空压机和干燥器套1水浴式气化器1500 Nm3/h(可选配),25.0MPa套1集装箱式站控房规格 , 带空调,套1现场低温管路阀门套1现场高压管路阀门套16.技术方案要点6.1 工艺设计要点 低温柱塞泵与空温气化器撬工艺设计和制造具备先进性、合理性,自动化程度产高,基本使用气动阀门切换,可实现无人值守。 站控PLC和SCADA系统自动化程度先进、控制界面清晰、功能完善。可以控
7、制柱塞泵与空温气化器和整个站的运行,具有卸车,增压,加气,调饱和压力功能,特别是具有储罐自降压功能,保证BOG排放最少。 CNG加气机具备IC卡收费功能,防爆小票打印功能和网络化管理功能,并可以和银行联网。 有国家级防爆中心出据的整机防爆认证,小票打印机和IC卡电控系统防爆认证。6.2 工艺流程卸车流程:LNG槽车密闭接头LNG贮罐从LNG液化厂用低温运输槽车将LNG运至汽车加气站,通过加气站卸车接口、真空管道、阀门等将LNG灌注到加气站的低温贮罐中。可采用给槽车增压方式卸车,卸车时可采用上进液方式,也可采用下进液方式。L-CNG流程:LNG贮罐柱塞泵空温气化器水浴式气化器(可选)程序控制盘(
8、可选)CNG储气瓶CNG加气机CNG车载气瓶L-CNG加液站工艺主要分为LNG增压和LNG汽化,以及L-CNG存储和加气两个主要流程。1) LNG增压与气化:采用LNG低温高压柱塞泵,直接将从LNG储罐出来的LNG液体增压到2025MPa,然后进入到高压空温式气化器,通过气化器对LNG的加温汽化,使低温的LNG汽化成常温的L-CNG气体,两台泵和两台空温气化器均可一用一备,也可同时运行。 北方寒冷地区,由于冬季时环境温度较低,可通过水浴式气化器进一步增温,以保证L-CNG气体进入后续设备时,不会对其造成损害。气化器的设计和选型是根据LNG的特性,当地的气候条件和L-CNG站加气负荷计算来确,确
9、保足够的汽化率保证汽化后的L-CNG不带入潜热进入CNG储气瓶。2)L-CNG气体贮存与加气L-CNG气体通过程序控制盘存储到储气装置中去,并通过三线双枪加气机,从CNG储气瓶组取气计量,给CNG汽车进行加气。调饱和流程:LNG贮罐LNG泵LNG调饱和加热器LNG贮罐(液相)卸车后,LNG低压泵将贮罐中的部分LNG输送到气化器,液体被加热后返回贮罐,直到罐内压力达到设定的饱和压力,本流程可实现了液体调饱和的功能,可以增加LNG的温度,以提高储罐的压力。 泄压流程:LNG贮罐安全阀(泄压) LNG贮罐内气相压力高于安全阀设定压力,安全阀自动泄压。此时也可手动打开放散阀放空卸压。6.3 工艺流程图
10、7.主要设备介绍7.1 L-CNG泵撬l 泵撬特点本项目泵设计采用橇装式,即将真空管道、控制阀门、低温柱塞泵和空温式气化器以及仪表柜等集中安装于撬块上。该撬具有如下特点:(1)高度集成、一体化设计,占地面积小;现场安装量少,投入使用快;(2)撬装设计,便于运输和转移,具有良好机动性;(3)关键部件采用进口原装件,电仪系统按防爆设计,安全可靠;(4)工艺管线短,将BOG气体减至最少;(5)PLC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,控制柜独立于块外,安装在安全区域。l 泵撬主要参数序号指标名称项目1设备总功率/正常工作时功率消耗约50 KW2LNG柱塞泵流量
11、/单台功率1500L/min;22KW3空温式气化器单台流量1000Nm3/min4空温式气化器工作周期8小时自动切换l 泵撬设备技术性能与参数 高压低温柱塞泵(1) 主要描述 高压液体柱塞泵为双缸、单作用柱塞泵。活塞通过联轴节与十字头相连。十字头由凸轮驱动连杆拖动。各种部件(冷端、联动总成等)都易于分解,维护非常便利。电机的转向没有要求,泵在两个方向都可旋转。在泵头的吸入口内装有过滤器以防止外界杂物进入泵内,过滤器还起到阻火器的作用,可避免泵内起火或爆炸的风险。过滤器的过滤精度为150m,其表面积至少为吸入管截面积的两倍。(2) 主要技术参数名称技术指标输送介质LNG型式卧式、双缸、活塞泵流
12、量1500 L/h最大出口压力25.0 MPa设计温度-162 进口压力0.020.8 Mpa输入电源380 V、3相、50Hz功率22 kw 空温式高压气化器(1)主要描述最高工作压力不小于32MPa,加热方式为自然空温式,无需外加热源。经高压柱塞泵加压后的LNG通过高压空温气化器后汽化为CNG,其出气温度接近环境温度,压力降0.2MPa,受压管为304不锈钢无缝钢管,换热管为LF21防锈铝,翅片形式为抗氧化表面处理的大翅片,受压管采用胀接方式紧密贴贴合在换热管内,换热管之间为柔性补偿连接结构。(2)主要参数型式: 立式换热型式: 空温式设计气量: 1000 Nm3/h设计压力: 32MPa
13、进口温度 -160-137出口温度: 较环境温度低010主体材料: 铝翅片管衬不锈钢管 泵撬配管设计根据工程的特点,LNG加气站配管设计主要内容包括以下几个方面:工艺管线设计:包括低温下的各种工艺管道、管件及阀门安全泄压设计:包括安全放空系统一次仪表安装及管道设计:包括测量压力、温度、流量等参数的一次仪表安装管道支吊架设计保冷(保温)设计备注:在保证土建按照图纸施工的同时,设备到现场后储罐和泵之间用真空软管连接,待设备定位后再测量重新制作真空硬管更换、泵后端真空硬管一次性安装采用适量真空软管进行补偿。设备间均采用HG205922009标准中PN25钢制管法兰连接(RF)。本项目都按照低温工艺管
14、线设计,设计温度-196度。1)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SH3405(壁厚系列为SCH10s);2)管件材质为奥氏体不锈钢,钢号为0Crl8Ni9,符合GB/12459-90标准的对焊无缝管件(冲压);3)法兰材质为奥氏体不锈钢,钢号为0Crl8Ni9,符合HG20592-97标准的公制凸面对焊钢制法兰;与法兰相应的紧固件采用不锈钢螺栓螺母(0Cr18Ni9),应经过冷加工硬化;4)密封垫片采用不锈钢金属缠绕垫片,金属材料为0Crl8Ni9,非金属材料为PTFE。5)阀门采用专用低温阀
15、门,应满足输送LNG压力(压力级别PN1.6MPa)、流量要求,且具备耐低温性能(-196)。主要包括:专用长轴截止阀、短轴截止阀、闸阀、三通阀、安全阀、止回阀等等,另外还包括气动低温阀门:紧急切断阀、减压调节阀及管道压力控制阀等。管道阀门选用液化天然气专用不锈钢阀门,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可采用焊接型式连接(DN40及以下为承插焊,DN50及以上为对接焊)或法兰连接型式。 安全泄压、放空系统设计安全泄压系统主要由安全阀、安全阀出口支管、各手动放空支管、放空总汇集管、放散管组成。(1)安全阀及爆破片根据泄放介质及泄放量的不同,本加气站
16、可选则三种不同的安全阀,依次为低温弹簧封闭全启式安全阀、低温弹簧封闭微启式安全阀和常温弹簧封闭全启式安全阀。根据具体应用安装不同类型安全阀门。(2)放空系统设计放空系统包括低温放散系统和常温放散系统,主要由各手动放空支管、安全阀出口支管等 一次仪表安装压力表接管压力表垂直安装,测量液态天然气时,仪表需与测量点保持同一高度,引出管为水平即可。压力表的引出管都为DN6小管径管嘴,对于管径小于等于DN25的管道,采用异径三通,引出压力表管嘴与三通及管道与三通的焊接都为承插焊;对于大于DN25的管道,采用在管道上钻孔,引出DN6压力表管嘴,管嘴与管道采用环形焊,并需做补强。 管道支吊架设计根据所要支撑
17、的管道温度的不同,可以分为常温支吊架和低温管托。根据作用的不同,可分为导向支架、固定支架、限位支架等。 保冷设计输送LNG低温液体及BOG低温气体的管线采用真空绝热管线。应采用最好的真空保温方式,确保加气站运行少排放。内加气流程低温管道均采用真空绝热管,其低温阀均为带真空绝热夹套阀门;使用真空结构以有效防止热传递和减小蒸发率;在真空保温管道接口处为CCPE现场发泡保冷。其余按照和用户以及设计院的约定设计建造。7.2 卸车增压器和储罐增压器及EAG加热器、BOG加热器(1) 主要描述卸车增压器:一台 储罐增压器:一台 低压EAG加热器:一台 高压EAG加热器:一台 增压器联体设计,充分节省空间。
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