LNG加气站可行性报告.docx
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LNG加气站可行性报告
LNG加气站可行性报告
前言
迅猛发展的汽车工业,在人类目前所面临着能源短缺、环境恶化的灾难中,起着推波助澜的作用。
以汽、柴油为动力的机动车尾气污染已成为我国各大中城市空气污染的主要污染源,严重威胁着城市人民的生活环境。
用天然气或煤层气（CH4）替代汽油和柴油作为燃料为机动车辆提供动力,可以大幅度降低尾气污染物的排放量,是解决城市大气污染的有效措施。
发展LNG燃料汽车已是国家“863计划”的一部分。
是汽车工业实现能源革命的主要发展方向。
LNG的主要成分是甲烷，燃烧后的排放物与汽油和柴油相比，CO、CO2和NOx的浓度均有明显下降。
其突出优点有：
（1）能量密度大，
（2）约为CNG的3倍，（3）气液体积比为625／1；
（4）汽车续驶里程长，（5）可达400km以上；
（6）建站投资少，（7）占地少，（8）无大型动力设备（9）；
（10）加气站运行成本低，（11）无噪音；
（12）可用专用槽车运输，（13）建站不受天然气管网制约，（14）便于规模化推广。
1、LNG市场发展状况
由于我国天然气资源大部分分布在西部内陆地区，过去较长时间，天然气的利用仅仅局限在离天然气资源较近、单一依靠管道输送的区域，而与气源距离远，采用管道输送不经济的城市，由于各种原因暂时无法使用管输气，从而使城市天然气利用领域及数量都受到限制，这时LNG便应运而生。
目前，我国沿海地区主要由中石油、中石化或中海油等经济实力较为雄厚的企业集团投资建设LNG项目，依靠海上进口LNG满足本地区的大量的LNG资源需求，由于该地区LNG量大、价优且气源稳定，同时又有管道气作为补充气源，
随着西气东输项目的投入使用，居民用气也成为天然气消费的一大部分，虽然LNG较管道气而言，经营风险较小，客户分散性好，且气源灵活性大，但是城市居民用气具有季节性的特点，一般冬季用气量较大，夏季则用气量较小，对与本企业来说，以居民用气作为企业主导业务并不利于企业良性的发展，而且冬季路况较为复杂，在运输过程中也会产生一定的风险。
随着环保意识的不断提高，LNG被作为汽车燃料越来越受到各界的重视，企业应该及早入市，主抓这一市场机遇。
二、LNG汽车发展概况
LNG汽车是随着LNG工业发展起来的，早在60年代就有人将汽车改为LNG--燃油两用燃料汽车，由于当时LNG工业尚在起步阶段，LNG供应不是十分普遍，因此LNG汽车并不受人们的重视。
进入80年代，随着世界范围内LNG工业的规模化发展和燃气汽车推广速度的加快，美国、加拿大、德国和法国等国家开始重视LNG汽车技术的研究。
到90年代初LNG汽车开始小规模推广，效果十分理想，其显著的优点是能满足严格的车辆排放法规的要求，而且克服了CNG汽车的主要缺陷，兼有CNG、LPG汽车的优点，能满足长途运输的需要，更具实用性。
因而LNG汽车被认为是燃气汽车的发展方向，倍受汽车经营者的关注。
目前全世界约有相当数量的LNG汽车在运行，加气站投入了使用。
年增长率约60％，表现出强劲的发展势头。
LNG汽车技术已经实用化。
在90年代初，国内也开始注意到LNG汽车的出现并着手进行LNG汽车研究。
1990年，开封深冷仪器厂、国家科委、北京市科委和北京焦化厂在北京建成一套小型LNG试验装置，同时研制成我国第一台LNG--汽油两用燃料汽车，进行了近4000km的运行试验；1993年，四川省绵阳市燃气集团公司、吉林油田分别与中科院低温中心联合研制了一台LNG--汽油两用燃料汽车，并进行了一系列的运行试验，均取得了较为理想的运行效果。
进入21世纪我国的LNG燃料汽车技术已趋于成熟，各大重卡生产厂家都在推出各种型号的LNG新燃料汽车。
随着天然气作为新兴能源被普及，目前国内推广使用LNG汽车的试点城市主要有贵阳、长沙、乌鲁木齐、北京、杭州、佛山等大、中城市，均以LNG公交车为主。
新疆、内蒙、山东、山西以坑口运煤货车为主。
工程车、水泥搅拌车也是LNG燃料汽车的主要成员。
制约LNG汽车迅速发展的瓶颈就是加气站部点不足，LNG汽车续航能力差。
目前，福建投资开发集团有限责任公司和福建高速公路有限责任公司将合作，在福建境内高速公路沿线建设30座LNG（液态天然气）汽车加气站；易高燃气公司与江西客运合作在江西省内建50座LNG汽车加气站支持城际客运汽车实现燃气化；中石油、中石化、中海油等各大能源公司将在全国大力兴建LNG加气站，发展清洁能源交通。
我国机动车动力燃料结构正在发生
巨大而深刻的变化,向更加绿色、更加环保的方向迈进。
三、加气站工艺流程与车载LNG供给流程
LNG汽车加气站的主要工艺流程包括三部分：
卸车流程、调压流程、加气流程，系统流程示意框图见附图。
卸车流程：
由加气站卸车泵或者卸车增压器将低温槽车内LNG转注到低温贮罐。
调压流程：
通过增压汽化器对贮罐进行调压，使其达到加注时的工作压力。
加气流程：
通过潜液泵将LNG泵入燃料汽车，由加气机进行计量
四、LNG汽车加气站的可行性分析
1．技术可行性
（1）LNG汽车。
LNG汽车，一般分为三种形式：
一种是完全以LNG为燃料的纯LNG汽车；一种是LNG与柴油混合使用的双燃料LNG汽车；一种是LNG与汽油替换使用的两用燃料汽车。
这几种LNG汽车的燃气系统基本相同，都是将LNG储存在车用LNG储罐内，通过汽化装置汽化为0．5MPa左右的气体供给发动机，其主要构成有LNG储罐、汽化器、减压调压阀、混合器和控制系统等。
车用LNG储罐一般采用双层金属真空加多层缠绕绝热技术，国内外均能生产。
技术可保证LNG日蒸发率在2％以内（7天之内不产生蒸发损失）。
汽化器一般采用发动机冷却水作热源，由控制系统根据发动机工况调节其汽化量。
减压调压阀和混合器与CNG汽车基本相同，无技术难点。
总体来讲，LNG汽车技术完全成熟，已达到实用、稳定、可靠。
（2）LNG汽车加气站。
LNG汽车加气站分为两种形式：
一种是专用LNG汽车加气的单一站；另一种是即可对LNG汽车，也可对CNG汽车加气的混合站（L-CNG站）。
LNG汽车加气站的主要设备有LNG专用储罐、LNG低温泵、LNG计量装置和控制系统，其流程类似于普通加油站。
LNG储罐是一种双层真空绝热容器，国内外均能生产，而且技术成熟、安全可靠。
在加气站中，储罐一般在地下，低温泵在储罐内，用于将罐内LNG输送至车用储罐中，计量装置建在储罐上方的地面上。
因此，整个加气站占地很少，数百平方米即可，在目前的加油站中增设这套系统十分容易。
L－CNG汽车加气站是在上述LNG汽车加气站的基础上增设一套汽化系统而成的，主要包括高压低温泵、高压汽化器、CNG储气瓶组和CNG售气机。
高压低温泵将储罐内的LNG增压后注入液化器，LNG吸收外界热量而汽化，汽化后的高压气体存于CNG气瓶组内，通过售气机对CNG汽车加气。
汽化过程由控制系统自动控制。
目前，L－CNG汽车加气站技术在国内已经十分成熟、
2、经济可行性
（1）、LNG汽车经济性。
根据天然气燃烧特性和运行试验结果，1Nm3天然气的行驶里程等效于1.2升汽油（93＃），汽油按7元／升计算；1Nm3天然气的行驶里程等效于0.88升柴油，柴油按7.28元/升计算，当LNG6,3元/公斤（1公斤=1.35立方）时，使用LNG作燃料比使用汽油与柴油作燃料约别便宜46％-30％左右。
同功率原装LNG重卡汽车与柴油车投资差价高8-10万元。
则LNG汽车的投资差价的回收期为半年左右。
根据天然气汽车的特点，使用天然气时还可延长发动机寿命，降低发动机的维修费用30％以上，可利用燃气冷能替代动力空调。
因此，LNG汽车的实际投资回收期比上述投资回收期短30～40％。
（2）、LNG汽车加气站的经济性。
（2.1）建站投资
LNG汽车加气站规模可大可小，以现在我国发展较为迅速的压缩天然气汽车（CNG）为例来说明LNG汽车加气站的经济性。
表一LNG投资建站设备一览表
序号
名称
数量
单位
价格（万元）
1
低温储罐
2
台
85
3
围堰及基础
56
m
10
4
集液池
1
㎡
0.5
5
卸车增压器
1
台
1.2
6
卸车阀组
1
套
4
7
加气机
4
台
60
8
加气罩棚
400
㎡
15
9
站房建筑
5
10
空气压缩机
1
台
1
11
空气储气罐
1
台
1
12
系统管道阀门
10
13
自控系统
10
14
放散系统
1
15
工程安装
10
16
预冷试车
3
17
运输费
5
18
设计费
10
19
管理费
15
20
其他
10
共计
316.7
表二CNG投资建站设备一览表
序号
名称
数量
单位
价格（万元）
1
进气系统
1
套
3.5
2
脱硫装置
1
台
24
3
压缩机
3
台
120
4
脱水装置
1
台
14
5
储气系统
3
套
61.8
6
顺序控制盘
1
台
5
7
加气机
3
台
19.5
8
冷却水系统
1
套
12
9
高压管道
1
套
11.5
10
土建
—
—
130
11
其他
—
—
60
合计
—
—
461.3
备注：
本工程的征地费、地质勘探费、监检费等费用以及其它地方行政收费不包括在本投资估算中。
由表一、表二可看出，建设相同规模的CNG机动车加气站比建设LNG机动车燃料补给站投资大很多。
CNG建站成本是LNG的1倍多。
（2.2）运行成本
表三10000m3/d天然气加气站年运行成本概算（原料气除外）
加气站类型
项目
单价
数量
合计（元元）
水
3.3元/吨
112吨
370
电
0.62元/（kw.h）
16000kw.h
9920
维修
——
——
1.5万
管理
——
——
2万
折旧
——
——
10.8万
工资及福利
20000元/（人.年）
5人
10万
合计
——
——
25.3万
水
3.3元/吨
3690吨
1.2万
电
0.62元/（kw.h）
72000kw.h
4.5万
维修
——
——
8.5万
管理
——
——
6万
折旧
——
——
38万
工资及福利
20000元/（人.年）
20万
合计
——
——
78.2万
由表三中可以看出，CNG加气站年运行成本是LNG补给站的3倍多。
因此无论从建站投资角度还是运行成本角度来看，LNG加气站都具有非常客观的经济可行性。
3、安全可行性
首先，LNG的燃点为650℃，比汽油、柴油和LPG的燃点高，点火能也高于汽油、柴油和LPG，所以比汽油、柴油和LPG更难点燃；第二，LNG的爆炸极限为5％～15％，气化后的密度小于空气；而LPG的爆炸极限为2.4％～9.5％，气化后密度大于空气；汽油爆炸极限为1.0％～7.6％；柴油爆炸极限为0.5％～4.1％。
可见，LNG汽车比LPG、汽油、柴油汽车更安全；第三，与CNG加气站相比较，LNG加气站设备简单，没有高压设备，动力设备也非常少，因此存在的安全隐患也大大减少。
此外，LNG汽车安全问题，主要是LNG的泄漏问题。
为了能够及时检测到LNG的泄漏，LNG汽车及加气站设有泄漏检测、冷量检测、气体检测及火焰检测等安全检测系统。
LNG汽车技术，在其主要设备上采取了以下安全措施：
①LNG储罐设有防过量注入系统、防超压（超高和超低）系统；
②汽化器的进口管线上设有紧急切断阀，一旦汽化器发生泄漏或其它事故，立即自动动作，关闭汽化器；
③LNG泵设有紧急切断阀，可以自动动作；
④为使LNG的泄漏量达到最小，在管线的每个独立段都装的紧急切断阀。
另外，主要的LNG管道上还装有防超压的安全阀和防泄漏的过流阀；
总之，LNG站用系统和车用系统自身安全性设计要求非常高，发生事故的可能性很小，其安全性是有保障的。
4、资源保障可行性
我国的天然气资源比较丰富，近年来天然气的探明储量和生产量都有较大的增长。
据油气资源评估和预测，我国天然气资源量为43万亿立方米，其中陆上30万亿立方米，海上13万亿立方米，另外还有约30--35万亿立方米煤层气资源。
到1996年底探明天然气储量为3万亿立方米，发展潜力很大。
今后预计每年以平均增加探明储量1000亿立方米的速度增长，并可保持20--30年。
2000--2009年累计探明储量为4.4--4.9万亿米。
但是由于资源分布不均，就要通过液化运输来平衡地区之间的天然气供需矛盾。
目前公司本项目装置日处理原料天然气30×104Sm3（20ºC、0.101325MPa.G的气体状态），日产生液化天然气206t，（-162.47ºC，10Kpa•G），全年生产液化天然气6.798×104t（-162.47ºC，10Kpa•G）。
5、LNG自身优势可行性
LNG作为汽车动力能源具有一下显著优势：
（1）能量密度大，汽车续驶里程长。
同样容积的LNG车用储罐装载的天然气是CNG储气瓶的2.5倍。
目前国内大型LNG货车一次加气可连续行驶1000～1300km，非常适合长途运输的需要。
国内410升钢瓶加气一次在市区可连续行驶约400km，在高速公路加气一次可连续行驶约700Km以上。
（2）运输方便。
LNG便于经济可靠地远距离运输，建设LNG汽车加气站不受天然气管网的制约。
在陆上，通常用20～50m3（相当于12000～30000Nm3天然气）的汽车槽车，像运输汽油、柴油那样将LNG远送到LNG汽车加气站，也可根据需要用火车槽车。
在海上，通常用大至12～13万吨的LNG轮船，进行长途运输。
（3）组分纯，排放性能好，有利于减少污染，保护环境。
LNG由于脱除了硫和水分，其组成比CNG更纯净，因而LNG汽车的排放性能要优于CNG汽车。
与燃油车相比，LNG汽车的有害排放降低约85%左右，被称为真正的环保汽车。
五、投资可行性分析
将高效、优质、洁净的液化天然气新型燃料车引入到城市，一方面可提高城市居民的生活质量，提升城市品位；另一方面，有利于保持良好的生态环境。
因此使用天然气，可带来可观的经济效益和显著的社会效益。
国家对天然气利用项目十分重视，尤其是发展新型节能环保汽车，投资天然气项目享受招商引资的各项优惠政策，这对天然气利用项目建设和市场开发非常有利。
本项目投资不大，但由于近期市场规模较小，初步可行性分析可以看出：
近期企业效益不显著，中、远期效益比较好，从市场战略考虑，项目可行。
L-CNG撬装站
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