L-CNG撬装加气站技术方案及说明.doc
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L-CNG技术方案
L-CNG橇装式加气站技术方案及说明
1、设备总体说明
LCNG加气站是LNG液体通过低温高压柱塞泵加压到25MPa，高压LNG液体在高压空温式汽化器中直接汽化成25MPa的高压压缩天然气（简称“CNG”），由于高压空温式汽化器的传热形式，高压空温式汽化器后的CNG的温度一般低于环境温度5～10℃，对于冬季环境温度低于0℃的地区，应考虑将CNG经过水浴式复热器二次加热，符合温度要求的CNG高压压缩天然气经顺序控制盘充入储气瓶组，储气瓶组中的CNG经过三线双枪加气机将CNG充入天然气汽车。
LCNG加气站主要由LNG储罐、增压汽化器、低温高压柱塞泵、高压空温式气化器、顺序控制盘、储气瓶组、CNG加气机、低压EAG加热器、管路部分、电气系统、控制仪表系统组成。
LCNG加气站可根据用户的要求采用橇装站的建站方式。
橇装式LCNG汽车加气站中，低温高压柱塞泵、高压空温式气化器、管路部分采用整体成橇，LNG低温储罐、增压汽化器、低压EAG加热器整体成橇，水浴式高压复热器（选装）、顺序控制盘、储气瓶组、CNG加气机根据用户要求现场安装；控制柜、PLC、工控机等控制装置安装在安全区域。
设备安装时，将储气瓶组、顺序控制盘、加气机安装到基础上，将控制柜（含PLC）、安装到控制室内，通过管道将各设备连接完成，LNG储罐撬体与低温高压柱塞泵撬体的连接管路可采用外保温或真空保温管道的形式。
LCNG加气站的设计、制造、选用材料应遵循下述标准：
GB50156《汽车加油加气站设计与施工规范（2006版）》
GB/T20368《液化天然气（LNG）生产、储存和装运》
GB50028《城镇燃气设计规范》
NFPA52《车辆燃料系统规范》（参考）
GB/T14976《流体输送用不锈钢无缝钢管》
GB50058《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》
GB50054《低压配电设计规范》
GB50034《工业企业照明设计标准》
GB18047《车用压缩天然气》
GB3836.1《爆炸性气体环境用电器设备第1部分通用要求》
GB3836.2《爆炸性气体环境用电器设备第2部分隔爆型“d”》
低温储罐的设计、制造应符合下述标准：
GB150《钢制压力容器》
TSGR0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》
GB18442《低温绝热压力容器》
GB/T18443.1～5《低温绝热压力容器试验方法》
JB/T4780《液化天然气罐式集装箱》（参照）
HG20584《钢制化工容器制造技术要求》
GB986-88《埋弧自动焊焊缝坡口的基本形式及尺寸》
GB8923-88《涂装前钢板表面锈蚀等级和除锈等级》
JB4708《钢制压力容器焊接工艺评定》
JB4709《钢制压力容器焊接工艺规程》
JB4728《压力容器用不锈钢锻件》
JB/T4730《承压设备无损检测》
GB713《压力容器用钢板》
GB/T14976《流体输送用不锈钢无缝钢管》
JB/T9072《固定式真空粉末绝热低温液体储槽》
储气瓶的设计、制造应符合下述标准要求：
JB4732-95《钢制压力容器－分析设计标准》
Q/SHJ20-2007《大容积钢质无缝气瓶》
GB/T19158《站用压缩天然气钢瓶》
《气瓶安全技术监察规程》（2000年版）
1.1设计规模：
该加气站设计规模为平均日销售CNG15000～20000Nm3（约合LNG液体为25～33m3），可满足1200车次/天CNG出租车或满足250车次/天CNG公交车的加气需求，根据CNG的加气量以及加气站日常运行的要求选定储罐为50m3，根据设备集成的需要LNG储罐选择卧式储罐；根据加气车辆的要求选择4台CNG三线双枪加气机。
1.2技术设计指标：
序号
指标名称
指标内容或数据
1
LNG储罐设计压力/有效容积
1.2MPa/50m3
2
增压汽化器汽化量/工作压力
300Nm3/h/1.6MPa
3
低温高压柱塞泵单台最大流量/功率
25L/min/22KW
4
高压空温式汽化器汽化量/工作压力
1000Nm3/h/25MPa
6
顺序控制盘（一进四出）最大流量/工作压力
2000Nm3/h/25MPa
7
CNG储气瓶组工作压力/水容积
25MPa/5.52m3
9
低压EAG加热器汽化量/工作压力
200Nm3/h/1.6MPa
10
设备总功率
48KW
12
控制方式
PLC可编程自动控制
13
LNG储罐常温静态蒸发率
0.2％
14
LNG加气机计量误差
±0.5%
15
LNG储罐真空度
≤3Pa
16
设备尺寸
储罐撬体（参考）
长15000mm×直径3100mm
低温柱塞泵橇块（参考）
5000mm×4800mm×4000mm
2、工艺流程
2.1卸车流程：
LNG槽车—增压汽化器—LNG储罐
橇装式LCNG汽车加气站利用增压汽化器进行卸车，通过LNG槽车的增压口排出LNG液体，LNG液体经增压汽化器汽化以后，通过LNG槽车的气相口返回LNG槽车气相空间为LNG槽车增压；LNG槽车内的液体在压差的作用下，经过卸车软管、管道、低温阀门被灌注到加气站的LNG储罐中，完成LCNG汽车加气站的自增压卸车。
根据工艺需要，卸车可选择上进液或下进液。
2.2汽车加气流程：
LNG储罐—低温高压柱塞泵—高压空温式汽化器－顺序控制盘－储气瓶组－加气机—CNG车载气瓶
LCNG加气站启动时，系统自动检测储气瓶组的压力，当压力值达不到设定值时，系统启动低温高压柱塞泵预冷程序，进行预冷；预冷合格以后，系统启动加压程序为储气瓶组增压，高压柱塞泵将LNG以25MPa的高压排入高压空温式气化器，汽化以后通过顺序控制盘，按照高压、中压、低压的顺序充入储气瓶组，当压力达到设定值以后，系统停止加压。
加气时，将CNG加气机上的加气枪连接到CNG汽车上的车载气瓶的进口；CNG加气机会根据设定自动启动顺序控制盘、经储气瓶组排气阀，按照低压、中压、高压或者直冲的顺序给CNG汽车充气，将车载储气瓶组的压力充装到20MPa。
在加气机控制面板上显示所售出CNG的标方数和价格。
2.3低压泄压流程：
LNG储罐—安全阀—EAG低压汽化器（泄压）
LNG储罐中的LNG液体在长期存放时因吸热汽化，会导致LNG储罐内的压力升高，当气相压力高于安全阀整定压力时，气态的天然气气体通过安全阀、泄放管路、EAG低压汽化器进行泄压。
2.4高压泄压流程：
CNG储气瓶组、CNG高压管线—安全阀—EAG高压汽化器（泄压）
在设备运行过程中，CNG储气瓶组及CNG高压管线因温度升高或设备运行不正常造成超压，当压力高于安全阀整定压力时，高压天然气气体通过安全阀管路、安全阀进行泄压。
4、撬体布置示意图
4、工艺设备选型
（1）低温储罐
低温储罐为LNG储罐，储罐的有效容积为50m3；采用珠光砂填充绝热，LNG储罐的设计压力为1.2MPa，设计温度为-196℃，日蒸发率小于0.2％。
设计技术参数表
指标名称
指标内容或数据
介质
LNG
介质密度（kg/m3）
426（各地不同）
日蒸发率
≤0.2%
封结真空度
≤3Pa
真空夹层漏放气速率（Pa·m3/s）
≤6×10-6
外形尺寸（mm）
长15000mm×直径3100mm
内容器
外壳
设计压力（MPa）
1.2
-0.1
设计温度（℃）
-196
60
工作温度（℃）
-162
环境温度
内容器有效容积（m3）
50
主体材料
封头
0Cr18Ni9
Q345R
筒体
0Cr18Ni9
Q345R
壁厚（参考）
封头
≥10mm
≥8mm
筒体
≥8mm
≥6mm
焊接接头系数
1
0.85
安全阀开启压力（MPa）
1.16
（2）低温高压柱塞泵
生产厂家：
法国Cryostar低温高压柱塞泵（进口）
型号：
MRP-40/55
数量：
2台
介质：
LNG
最大流量：
25L/min（液态）
最高排液压力：
42MPa
最高转速：
365RPM
电机功率：
22KW
电 源：
3相，380V，50Hz
（3）高压空温汽化器
橇装式LCNG加气站配有2台高压空温式汽化器，其规格型号为：
VQLCNG-1000/320，单台汽化能力1000Nm3/h，最高工作压力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，压力降≤0.2Mpa，受压管为0Cr18Ni9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合在换热管内。
高压空温气化器示意图
在高压空温气化器的出口处都设有温度检测和压力检测传感器，为保证系统的安全运行，在系统工作时必须对这两个检测点进行严格监控。
（4）卸车/增压汽化器
1、橇装式LCNG加气站配置有一台规格为VZLNG-300/16-W的增压汽化器，汽化能力300Nm3/h，工作压力为1.6MPa，卧式结构安装。
2、可做为卸车增压汽化器使用。
即当LNG运输车没有配自增压汽化器时，可通过站内工艺管道与此设备相连实现汽化增压卸车；
介质调节/卸车增压汽化器示意图
（5）储气瓶组
为保证CNG供气系统的稳定运行，在系统中配置了大容积高压储气瓶组。
瓶组分为高、中、低压三级，其主要性能如下：
1）瓶体材质为4130X优质铬钼钢，经调质处理，具有优良的综合机械性能；
2）瓶组分为高、中、低压三组；
3）每组容器设进出气汇管，并装有进出气球阀；
4）每组容器装有安全阀，安全阀前装有球阀，平时处于常开位置，安全阀后设置统一放散汇管；
5）每只容器一端设有1/4寸排污阀，排污阀后设1/4寸汇管，对外接口为1/4寸卡套接头；
6）总水容积5.52m3，工作压力25MPa
（6）顺序充气控制盘
并联式顺序充气控制盘的功能是将从高压汽化器来的CNG按次序依次分配给每个储气瓶组，充气从最小容量的高压瓶组开始，即高、低的顺序依次向储气瓶组输入气体，实现自动顺序充气。
顺序充气控制盘参数：
最大流量2000Nm3/h
工作压力：
35Mpa
工作温度：
-40~60℃
进口接管：
φ22×4不锈钢焊管
出口接管：
φ22×4不锈钢焊管，4根。
直充
高压
中压
低压
顺序阀
CNG拖车接口
顺序充气控制盘示意图
（7）水浴（电加热）式高压复热器
本撬选用2台汽化能力1000Nm3/h的水浴式气化器，工作压力25MPa，设计压力28MPa。
加热采用热水和电加热两种方式，既可单独使用，也可同时用电和热水加热。
与空温式汽化器采用串联形式连接。
技术参数
单位
工作介质
NG
复热能力
Nm3/h
1000
工作压力
MPa
25
设计压力
MPa
28
进口温度
℃
-80
出口温度
℃
+10
电加热功率
KW
10
进水温度
℃
60
回水温度
℃
20
主体材质
不锈钢管
壳体材质
16Mn
（8）加气机（售气机）
加气机选用专业厂家生产的CNG加气机，加气机采用双枪三线加气机，流量计选用罗斯蒙特的高压质量流量计，选用国内标准接口加气枪。
加气机的主要技术指标
序号
指标名称
指标内容或数据
1
适用介质
压缩天然气（CNG）
2
流量范围
2～40Nm3/min
3
计量准确度
±0.5%
4
额定工作压力
20MPa
5
最大工作压力
25MPa
6
环境温度
-30℃～＋55℃
8
计量单位
Kg、Nm3
9
读数最小分度值
0.01Kg、（0.01Nm3）
10
单次计量范围
0～9999.99Kg（Nm3）
11
累计计量范围
0～99999999.99Kg（Nm3）
12
加气软管
1/2英寸高压天然气软管6m
13
工作电源
220VAC5A
14
防爆等级
整机防爆ExdibemⅡAT4
5、配管设计
根据工程的特点，LCNG加气站配管设计主要包括以下几个方面内容：
①工艺管线设计；
②安全泄压、安全放空系统；
③一次仪表安装；
④管道支架设计；
⑤保冷设计；
5.1工艺管线设计
LCNG加气站的工艺管线根据流经介质的性质分为低温低压管线、低温高压管线、常温高压管线三种管线；三种管线的设计温度、设计压力见下表：
LCNG加气站管线及对应压力温度关系表
序号
类别
管线安装位置
设计压力
设计温度
1
低温低压管线
卸车管线，增压管线，低温高压柱塞泵进口及回气管线
1.6MPa
－196℃
2
低温高压管线
低温高压柱塞泵出口管线中空温式汽化器入口以前的部分
27.5MPa
－196℃
3
常温高压管线
高压空温式汽化器出口的部分
27.5MPa
（最低环境温度－10）℃
1）管道
管道所选用的钢管为符合GB/T14976《流体输送用不锈钢无缝钢管》的要求无缝钢管，钢管材质为0Crl8Ni9。
配管外径符合GB8163或SH3405的规定。
2）管件、法兰、密封垫片
管件选用符合GB/T12459《钢制对焊无缝管件》标准要求的对焊无缝管件，管件材质为0Crl8Ni9。
法兰及法兰紧固件、密封垫片选用符合HG20592~20635《钢制管法兰、垫片、紧固件》的标准件。
3）阀门
低温管道阀门选用符合API标准的液化天然气专用不锈钢阀门，阀门金属件的材质为0Cr18Ni9；阀门的选用满足输送LNG的压力、流量、温度的要求；阀门与管道间的连接为焊接连接，也可采用法兰连接。
阀门类型主要有长轴截止阀、短轴截止阀、三通阀、安全阀、止回阀、紧急切断阀、调节阀。
保温管段应选用长轴截止阀，非保温管段可选用短轴截止阀。
常温管道的阀门选用高压天然专用阀门，阀门的主体材料为0Cr18Ni9；阀门的选用满足输送CNG的压力、流量、温度的要求，阀门与管道的直径小于28mm时采用卡套连接，阀门与管道间的直径大于等于28mm时，连接为焊接连接，也可采用法兰连接。
5.2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、手动放空支管、放散管汇总管、EAG加热器、阻火器、放空管组成。
1）安全阀
橇装式LCNG加气站的低温工艺管线安全阀选用低温弹簧封闭全启式安全阀；储罐采用组合式双路低温安全阀，组合式双路低温安全阀包括低温三通球阀、低温弹簧封闭全启式安全阀以及密封件。
2）放空系统设计
放空系统包括低压放散系统和高压放散系统，两种放散系统均由手动放空支管、安全阀出口支管、放散管汇总管、EAG加热器、阻火器、放空管组成。
5.3一次仪表安装
压力表安装，压力表必须垂直安装，压力表取样点与测量点保持同一高度。
压力表测压引出管的管径为DN10小管径管嘴，对于主管直径小于等于DN40的管道采用异径三通引出压力表测压管；对于主管直径大于DN40的管道采用在管道上钻孔引出压力表测压管，管嘴与管道采用环形焊接，并根据计算进行补强。
5.4管道支架设计
根据所要支撑的管道温度的不同，管道支架可以分为常温和低温两种；根据作用的不同，可分为导向支架、固定支架、限位支架。
真空保温管道的外壁温度为环境温度，宜采用常温支架；真空保温管道的支架采用不锈钢加四氟垫片的形式，可以满足设备上的管道固定的要求。
非真空保温的低温管道的支架应采用低温管道支架，低温管道支架应为聚氨酯保温管托。
5.5保冷设计
输送LNG低温液体及低温气体的管道应进行保冷设计，法兰、阀门均设置保冷套。
LCNG加气站的保温管道距离较短，低温低压管线的保冷结构采用真空绝热管道，以减少LCNG加气站运行中LNG的汽化量。
加气橇内其余管道无无须采用保温处理。
保温管道技术参数
序号
指标名称
指标内容或数据
1
适用介质
液化天然气
2
设计压力MPa
1.6
3
设计温度℃
－196～＋60℃
4
适用环境温度℃
－40～＋60
5
冷损量W/m
≤0.5
6
夹层真空度a
≤2×10-3Pa
7
常温静态漏放气率a
1×10-9Pa.m3/s
注：
a：
适用于高真空多层绝热保冷的管道
6、自控仪表设计
LCNG加气站自动控制系统分为两个部分：
①加气机控制系统；
②站控系统。
6.1加气机控制系统
1）加气机控制系统功能：
a、具备与站控系统的通讯的功能；
b、对CNG汽车的车载气瓶的加气；
c、加气压力自动切换，保证对储气系统合理取气；
d、操作界面采用液晶显示屏，可显示加气流量、压力、温度、IC卡余额等信息；并具有回查、打印功能；可查询当班加气累计气量、金额、总累计气量、金额；
e、具有断电保护、掉电后持续显示功能；
f、可预置气量、金额，加气时可取整金额停机
g、具有故障自动监测、文字显示信息，并提示维修方法
h、具有安全保护，当加气机超压、失压或过流时可自动关闭电磁阀，并显示故障原因；具有流量计异常检测功能，故障时停止加气；
i、具有防止漏气、偷气等功能，当漏气时界面示警；可计量、显示电磁阀关闭不严时漏气量，配备管理系统后还可上传漏气总量；
j、配置拉断阀
6.1.2加气机控制系统的主要特点：
a、防爆型式为本安型和隔爆型，安全可靠；
b、采用独立的计量控制系统；
c、具有压力、温度补偿功能，计量精度通过相关部门认证；
d、加气压力、温度和流量、流速可远传至加气站站控制系统，进行统一的管理；
e、非定量加气时以流速或压力参数的变化控制加气停止；
f、具有掉电数据保护、数据延长显示及重复显示功能，停电也可交班；
g、加气机预装ESD控制按钮；
h、选用高亮度液晶显示屏，字体清晰。
加气机控制系统储存有单车加气的历史记录，包括加气时间、加气量、加气人员姓名等，可根据以上数据生成日报表、周报表和月报表并通过配套的打印机打印报表。
系统可以将以上数据远传。
6.2站控系统
站控系统由传感器、变送器、电磁阀、控制板、工控机等设备组成，具有卸车、加气和待机运行模式，并可以在几种模式间进行切换。
1）站控系统主要功能：
站控系统应能对LNG储罐、低温高压柱塞泵、站内工艺阀门以及加气机进行监控和管理；
完成对卸车、加气工艺过程的控制；
完成对卸车、储存、加气工艺过程的数据采集、存储、显示功能；
应能对气站的安全状态进行监测，可以采集可燃气体报警仪报警信号，并输出报警信号和关闭系统。
站控系统应具有参数查询、历史记录查询及报表打印等管理功能。
2）站控系统应能显示以下参数：
a、储罐压力
b、低温高压柱塞泵回气温度
c、储罐液位
d、泵的进口压力
e、泵的出口压力
f、泵的运行时间
g、售气流量累积
h、各种报警和故障（至少包括可燃气体超限报警、储罐液位超限报警、储罐压力报警、系统安保提示报警、低温高压柱塞泵抽空报警、控制阀故障报警）
控制界面图示：
7、设备配置明细：
项目
主要设备
规格型号
数量
备注
1
LNG储罐
卧式储罐、液位指示装置、安全泄放装置
有效容积50m3
1台
最大充装率：
~95%
设计压力：
1.2MPa
2
高压空温汽化器
受压管为0Cr18Ni9不锈钢无缝钢管，换热管为防锈铝翅片管
汽化能力：
1000Nm3/h
工作压力：
25MPa
2台
3
水浴式复热器
天然气管路材质为0Cr18Ni9,
处理能力：
1000Nm3/h
工作压力：
25MPa
2台
可选
4
低温高压柱塞泵
MRP40/55-K泵、防挠曲底座、皮带驱动系统及防护、高压安全阀、防爆电机、入口过滤器、低温传感器等
流量25L/min
2台
功率22KW
最大排压42MPa
380V/50Hz/3-Phase
5
储气瓶组
六支气瓶，排列方式：
3*2
总水容积5.52m3
1套
充装总容积1600Nm3
工作压力25MPa
6
顺序控制盘
一进四出
最大流量：
2000Nm3/h
工作压力：
25MPa
1台
7
CNG加气机
三线双枪加气机（带小票打印，IC卡读卡器；管理系统）
计量精度：
±0.5%
流量范围：
2-40m3/min
4台
8
仪表风气源设备
活塞式压缩机、深度脱水设备、精密油过滤器
压缩空气供气压力：
0.65-0.8MPa；含水露点≤-40℃；含尘粒径：
≤1μm；含油：
≤1mg/m3；
1台
9
增压气化器
大直径铝质换热管
汽化能力300Nm3/h
工作压力：
1.6MPa
1台
10
EAG低压汽化器
铝质换热管
汽化能力200Nm3/h
工作压力：
1.6MPa
1台
11
控制系统
控制柜、PLC、图形用户界面操作控制系统；报警系统
满足控制需要
1套
12
低温管路、高压管线、阀门、仪表、电缆等
满足场站需要
1套
13
橇块
储罐撬体、柱塞泵撬体
2套
以上设备配置报价：
360万元。
8、产品特点
1）高度集成、一体化设计，占地面积小；
2）设备整体撬装，现场安装工作量小，投入使用快；
3）类似集装箱设计，便于运输和转移，具有良好的机动性；
4）管线集中，减少热损，预冷时间短，加注速度快；
5）功率消耗低；受天气环境的影响小；
6）工作周期连续；
9、技术服务措施
为树立安瑞科服务品牌，我公司建立了一整套完善的销售服务体系，该体系包含售前服务、售中服务、售后服务三部分。
售前服务：
是公司全方位服务的重要内容，即先了解顾客对产品各方面的需求，然后通过各种形式予以最大限度的满足。
售中服务：
主要由办公室、销售部和客户服务部共同提供，从合同签订到交货之间的服务过程。
售后服务：
产品售出后发生的以客户满意为目标的相关服务过程。
我公司为解决客户的后顾之忧，建立了严格的售后服务体系及完善的服务网络，做到接到客户反馈后，快速响应、及时到位。
售后服务体系（这是什么？
）
服务
宗旨
以优质的产品、完善的售后服务、最大限度满足客户的需求。
服务
理念
安全周到、快速响应、实现客户利益最大化。
服务
目标
及时、快速、可靠地解决在产品运行过程中所遇到的质量问题，使客户的设备可以更加安全稳定地运行，以保障和促进客户业务的顺利开展并取得更大的成功。
服务
力量
我公司拥有一支高素质的服务队伍，配备了齐全的服务设施，具备快速反应机制和完善的服务体系，全力推行售前、售中、售后全过程服务。
最终使公司的支持服务水平超过客户的预期。
伴随服务明细表
序号
项目
内容
服务承担机构
服务人员资历及数量
承诺服务
的方式及费用
备注
1.
安装
技术交底，提供技术方案
工程部
工程师1人
现场免费
2.
调试
技术指
升级会员 