LNG汽车加气站技术方案

LNG汽车加气站技术方案（撬装式1泵2机）二零一三年三月目录第一章工程的自然条件和设计规范说明........................31.1工程的自然条件1.2设计遵循的主要标准、规范第二章设计说明..........................................................62.1设计规模2.2设计原则2.3流程设计概述2.3.1工艺流程设计说明2.3.2待机状态第三章设备选型参数.......................................................103.1低温储罐3.2LNG管线3.3LNG泵撬3.4LNG加注机3.5L-CNG泵撬3.6站控系统..第四章设备供货清单......................................................20第一章、工程的自然条件和设计规范说明1.工程的自然条件2.设计遵循的主要标准、规范3.自然条件序号项目内容1安装地点户外2周围空气温度最高温度60℃最低温度-20℃最大日温差25℃3海拔高度≤3000m4污秽等级≤III级5风速不超过35m/s6地震烈度8度7环境相对湿度≤90％（+25℃）加气站规范序号标准/规范编码标准/规范名称1NB/T1001-2011《液化天然气(LNG)汽车加注站技术规范》2NFPA57-2002《液化天然气（LNG）车用燃料系统规范》3GB50156-2002《汽车加油加注站设计和施工规范》4GB50028-2006《城镇燃气设计规范》5GB/T20368-2006《液化天然气（LNG）生产、储存和装卸标准》6GB/T19204-2003《液化天然气的一般特性》7GB17820《天然气》8GB18047《车用压缩天然气》9CJJ84-2000《汽车用燃气加注站技术规范》10SY0092-98《汽车用压缩天然气加注站设计规范》11SH/T3134-2002《采用撬装式加油装置的汽车加油站技术规范》12AQ3002-2005《阻隔防爆撬装式汽车加油（气）装置技术要求》13GB50016-2006《建筑设计防火规范》14GB50183-2004《石油天然气工程设计防火规范》15GB50351-2005《储罐区防火区设计规范》16GB50140-2005《建筑灭火器配置设计规范》17SY/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》18GB50052《供配电系统设计规范》19GB50058-92《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》20GB50057《建筑物防雷设计规范》21GB50011-2001《建筑抗震设计规范》22GB20191-93《构筑物抗震设计规范》23SH/T3147-2004《石油化工构筑物抗震设计规范》24GB50209-2002《建筑地面工程施工及验收规范》25JB/T4780-2002《液化天然气罐式集装箱》26JB/T4783-2007《低温液体汽车罐车》27AQ3001-2005《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》UnRegistered282003《特种设备安全监察条例》29GB/T14976《流体输送用不锈钢无缝钢管》30GB50316《工业金属管道设计标准》31SY0007《钢制管道及储罐防腐蚀控制工程设计规范》32GBJ19-88《采暖通风与空气调节设计规范》33GBJ116-88《火灾自动报警系统设计规范》34GBJ15-88《建筑物给水排水设计规范》35GBJ16-87《中华人民共和国爆炸危险场所电气安装规程》36GB16297-96《大气污染物综合排放标准》37GB50054-95《低压配电设计规范》38GB150-1998《钢制压力容器》39GB18442-2001《低温绝热压力容器》40JB4730-94《压力容器无损检测》41《压力容器安全技术监察规格》第二章设计说明2.1设计规模设计规模项目设计总容积60m3加气机单枪2台备注单流量计，不带回气计量储罐最大工作压力1.2MPa设计温度-196℃～+60℃蒸发率≤0.2%噪音≤55dB无故障工作时间≥5000h应用技术符合相关美国和国内标准要求主要功能低温泄漏、爆燃、消防、生产保护等安全监控、报警系统和应急保护系统2.2设计原则我们的设计参考NB/T1001-2011液化天然气（LNG）汽车加气站技术规范，并针对国内的情况进行适当提高相关要求的原则进行。并在工艺设计上以安全为首要考虑前提，工艺设计必须满足技术先进可靠，生产工艺简捷、稳定的要求，并尽可能节约投资。现场管线按照设计院布置的总图、单线图进行分段设计、安装。2.3流程设计概述LNG加气站的工艺流程采用成熟流程,生产过程为密闭流程，总体贯彻了最小漏热量设计理念，既保障了生产安全,又能做到最小的天然气损耗，具有保护环境和提高经济效益的双重作用。加气站流程采用的技术路线，符合当前国际上LNG汽车和汽车加液站的发展主流技术，与国内已经投入使用的LNG汽车和汽车加液液站相匹配。同时，考虑把加气站作为LNG汽车技术的一个部分，一个子系统，而把LNG运输、卸车、储存、装卸、加气及加气回流等作为一个大系统来设计，以避免LNG运输、加注站和车用系统的不匹配问题，流程原理见附图2.3.1工艺流程设计说明2.3.1.1卸车流程从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、潜液泵、流量计、阀门等将LNG灌注到加气站的低温储罐中。能实现利用卸车增压器卸车的功能，可以在LNG加气站初次使用时卸车或者为了保护泵减少泵的使用频率时使用卸车增压器卸车方式，卸车的同时可同时进行加气，能实现卸车量累计计量（在配备卸车流量计的情况下）、加气量累计计量功能。2.3.1.2卸车时给汽车加气流程当卸车时系统接收到加气机上的加气信号后会立即关闭卸车气动阀，打开加气机加气气动阀将泵从槽车抽出的液体直接供入加液流量计、加气枪、汽车钢瓶，同时开始加气计量，在此期间卸车计量继续累积。加气完毕后系统会自动开启卸车气动阀，关闭加气气动阀，加气计量停止。泵从槽车抽出的液体经价液流量计继续进入LNG储罐，卸车计量一直持续直至卸车完毕。整个过程全部由系统自动控制完成，中途不会停泵，卸车流量计一直保持计量状态，卸车计量与加液计量分别由两套电控系统在计量显示，互不影响。(注：卸车计量需配备卸车流量计才能实现)2.3.1.3LNG汽车加液流程给车辆加气时，先将加注管路通过专用的LNG加液枪与汽车上的LNG瓶进液接口相连接，控制储罐内的压力将LNG输送到一种专业的低温潜液泵中，通过加气机来控制泵运转输送的流量，同时用LNG流量计计量出输送的液体，在控制面板上方显示质量（或标方数）和价格。2.3.1.4调饱和流程液体被加热后返回储罐，直到罐内压力达到设定的工作压力，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。2.3.1.5泄压流程LNG储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。放空天然气经EAG加热器升温至常温后经放散管排放至大气中。2.3.2待机状态在正常待机状态下，系统处于关闭状态，具备随时加气的条件。第三章设备选型参数3.1低温储罐低温罐设计制造遵循的标准规范。容器的设计和计算，制造检验要求是按GB150-1998《钢制压力容器》的要求进行的，同时符合《压力容器安全技术监察规程的相关规定》，考虑到容器是固定在移动式车用LNG撬装加气站上的LNG贮存容器，因此在设计上还参考了JB/T4780-2002《液化天然气罐式集装箱》和IMDG-2006的相关技术要求。本设备的设计、制造、检验及试验（参照）执行下列规范：低温储罐规范序号标准/规范编码标准/规范名称1GB150-1998《钢制压力容器》2国家质量技术监督局《容规》2009版3GB18442-2001《低温绝热压力容器》4GB/T18443.1-5-2001《低温绝热压力容器试验方法》5JB/T4780-2002《液化天然气罐式集装箱》（参照）6ISO1496-3:1995（参照）7IMDG-2006InternationalMaritimeDangeousGoodsCode(参照)8HG20584-1998《钢制化工容器制造技术要求》9GB986-88《埋弧自动焊焊缝坡口的基本形式及尺寸》10GB8923-88《涂装前钢板表面锈蚀等级和除锈等级》11GB4237-92《不锈钢热轧钢板》12JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》13JB4709-2000《钢制压力容器焊接工艺规程》14JB4728-2000《压力容器用不锈钢锻件》15JB/T4730-2005《承压设备无损检测》16GB6654－1996《压力容器用钢板》17GB/T14976-94《流体输送用不锈钢无缝钢管》18Q/DSJ-266-2003《-196℃专用低温绝热环氧玻璃钢管材料》3.2LNG管线根据本工程的特点，LNG加气站配管设计主要内容包括以下几个方面：1、工艺管线设计；包括低温下的各种工艺管道、管件及阀门。2、安全泄压、吹扫管线设计；包括氮气吹扫系统、安全放空系统。3、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。4、管道支吊架设计。5、保冷（保温）设计。3.2.1工艺管线设计本项目都按照低温工艺管线设计，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《流体输送用不锈钢无缝钢管》。配管用标准标准外径采用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标准的公制凸面钢制法兰；与法兰相应的紧固件采用专用级双头螺栓螺母（0Cr18Ni9），应经过冷加工硬化；4、密封垫片采用C型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、升压调节阀、减压调节阀及管道压力控制阀等。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（DN50及以下为承插焊，DN50以上为对接焊）或法兰连接型式。3.2.2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、EAG加热器、阻火器、放散管组成。安全阀及爆破片；根据泄放介质及泄放量的不同，本加气站可分为三种不同的安全阀，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。在LNG贮槽的内槽及外槽和缓冲罐上设置爆破片。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、汇集管、EAG加热器、阻火器、消音器、放散管组成。阻火器内装耐高温陶瓷环，安装在放空系统汇集管的末端上，当放空口管处出现着火时可以防止火焰回窜，起到阻隔火焰作用，保证设备安全。3.2.3一次仪表安装压力表接管；压力表必须垂直安装，压力表的引出管都为DN08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DN15压力表管嘴，管嘴与管道采用环形焊，并需做补强。3.2.4管道支吊架设计根据所要支撑的管道温度的不同，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、限位支架等低温管托选用硬性聚氨脂材料的成型管托，保冷性能与聚乙烯保冷材料相当。3.2.5保冷设计输送LNG低温液体及BOG低温气体的管线需进行保冷，