西安市CNG天然气汽车加气站布局

西安市CNG天然气汽车加气站布局2009-12-2117:09:21|分类：CNG加气站项目投|标签：|字号大中小订阅1前言汽车工业的发展是现代文明进步的重要标志之一。随着我国经济的迅速发展和人民生活水平的日益提高，汽车工业将快速发展，城市车辆保有量也随着不断增加，汽车尾气的排放对大气环境的污染也进一步加剧。随着天然气资源的开发利用，为改善汽油、柴油燃烧后对环境造成的污染，天然气汽车在世界上许多国家都得到了广泛的推广和应用。CNG加气站是CNG汽车加装燃料的基地，是CNG汽车产业必不可少的组成部分，是CNC汽车使用和发展的基础设施。2加气站按生产流程分类(1)常规站建在有天然气管线通过的地方，从天然气管线直接取气，经过脱硫、脱水、压缩等工艺，然后进入储气瓶组储存或通过加气机给车辆加气，日加气量为6000m3—10000m3。(2)母站建在临近天然气管线的地方，从天然气管线直接取气，经过脱硫、脱水、压缩等工艺，然后进入储气瓶组储存或通过加气机给子站转运车或CNC车辆加气，加气量在2500m3/h—4000m3/h之间，日供气量约为56000m3(每辆子站车充气量为4000m3)。(3)子站建在加气站周围没有天然气管线或环境限制建前两种站的地方，通过子站转运车从母站运来天然气，经增压器将转运车内的低压气体升压后，转存在地面瓶组或直接给车辆加气。每个子站可为200辆出租车加气，日供气量约为2000m3至4000m3，三班20小时生产。子母站方式适合在城市人口密集、天然气管线布局不普遍的地方。3按储气装置容积V的大小分类一级站：3000m3＜VN＜5400m3二级站：1500m3＜VN＜3000m3三级站：VN＜1500m3其中VN为标准状态[即P=101325Pa，t=0℃]下的体积。4按充气速度分类(1)快充站是加气速度很快的加气站，加气时间通常为3min-10min，城市公共加气站多属于此类。(2)慢充站加气速度慢、时间长，通常是在晚上对车辆加气，适用于私有加气站或工作条件适合的内部加气站。5按隶属关系分类将加气站分为商业加气站、私有加气站和公共加气站。6加气站布局应遵循的原则由于CNG汽车加气站是一个新生事物，数量较少，未形成完整的服务网络，加之其安全与投资要求也不同于加油站，至今尚未形成一套较完善的规划布局理论。许多城市根据自身的条件制定了一些原则，但选址仍停留在局部地定性分析和经验阶段，没有从整个加气站服务网络来考虑。大多数城市在发展CNG汽车加气站时，都是以“统筹规划，均衡布点，建管并举，协调发展”为总则，按“总体均衡分布，沿环线布局，附近有车源优先”等为原则来布局选择站址。6．1统筹规划，建管并举CNG汽车加气站是一项初期投入大，投资回收期长，服务质量和水平要求较高的企业，其主要客户是该城市的CNG汽车用户，它的布局必须要在各部门各行业规划的基础上，由上级统一规划定点和审批，以避免重复建设和盲目建设，造成恶性竞争和资源浪费。6．2平衡布点，协调发展根据城市的地理位置、几何形状和交通环境条件对加气站的布局约束，为方便用户加气，加气站应均衡布点，并可扩大加气网络服务区域。同时加气站规模应保证用户发展的需要，且与其它车用燃料供应单位协调发展。6．3符合城市总体规划以及消防、环保和安全等有关规定城市总体规划是城市发展的总原则，它往往反映了城市的政治、经济和文化等诸多方面的风貌，规范着市政建设和城市交通，因此，加气站的布局必须与其相符。另外，总体规划也规划了天然气管网的布置，而这一管网直接影响到加气站的投入和选址。6．4利于城市交通设施的充分利用和交通畅通加气站是为城市汽车提供加气服务的场所，显然它是城市重要交通的吸引点，因为重要交通吸引点的合理布局，可以获得大幅度的空间分流与削减交通量的双重效果。城市汽车为加气而专程驶往加气站，从而形成了以加气为目的的车流，这一车流必将对城市的交通产生影响。加气站作为CNG汽车加气行为的终点，它的选址和布局直接关系到加气车流的状态，影响到加气的效益以及整个城市交通系统的总体经济效益，因此，布点时应考虑有利于城市交通和路网设施的充分利用。6．5方便用户，站址宜选在交通主干道，但要避开人口稠密地带加气站设于主干道，既可方便加气，又可避免加气车流过大而造成的道路交通堵塞。从安全角度出发，应尽量避开人口稠密地带，减少其对周围环境的威胁。目前国内许多城市都将加气站规划布置在城郊，如成都市的加气站几乎全部位于其二环路之外。6．6在安全和技术保障下，市区可发展少量的子站或小型站由于出租车、邮政快递车和市政车辆大多运行在市区，加气站均布置于郊外，显然将给这些CNG用户加气造成不便，因此，为方便用户，改善加气网络服务结构，在安全和技术保障下，市区可发展少量的子站或小型站。7规划CNC加气站布点应注意事项(1)当加气站站址选择在交叉路口附近时，其布局不应影响交叉路口的车辆通行能力；(2)加气站宜设置在工厂和居民区全年最小频率风向的上风侧，并选择在通风良好的地点；(3)加气站站址应尽量避开医院、学校、商场及文物保护区等重要设施。公交车CNG加气站和出租车CNG加气站一起形成整个城市的CNG服务网络，这个网络的布局是推进CNG汽车产业快速、健康发展的关键。建设CNG加气站的合适地段需要：一是远离居民区，二是方圆5km范围内不能重复建设，三是实用面积足够大，且须具备消防隔离带。除此之外，还得交通便利。总之，一个城市CNG服务网络要遵循CNG加气站布局的原则，又要针对具体城市情况，从长远角度、从整体方面考虑CNG加气站的布局。8西安市CNC加气站现状与近、远期规划设想目前已经建成的13座加气站位置如图1所不。从图1可以看出加气站多位于北郊，西郊几乎没有加气站，这样的布局安排显然不合理，在图2上标注西安城市人口的分布情况(如图2)，可以看出南郊居住的人口密度最大，而相应的加气站不能与之匹配，北郊的居住人口并不密集，却安排了多座加气站。虽然出租车运营时可以路过加气站，但载有乘客时司机是不会让乘客等着去加气的。通过对4个车队近50位司机的随机调查，得知出租车交接班时要求油、气满箱交接，因此，大部分司机都是在早上出车、下午交接班和晚上交车时就近加气，交接班的地点大都在车主居住地。这样来看，加气站的建立应该考虑到人口密度的因素。当然还应考虑交通是否便利方便，从道路交通情况来看，西安市的交通拥堵现象比较严重，主要原因是道路级配不合理，次干道缺乏，停车场更是寥寥无几。尽管加气站都建立在主干道附近，但加气站旁边却不可能为排队等候加气的出租车和公交车建立停车场，因此，排队等候的汽车只能依次停放在慢行道上，严重影响了交通。只有增多加气站的数量，减少排队等候的汽车数量，才能更好的解决此类问题。图1现有加气站位置示意图图2西安市已投入使用的加气站只有9座，其它的还在建设之中，如表1所示。由表1可以看出，9个加气站中只有7个可以对出租车加气，下面分析一下加气站的应用情况。目前，西安市以天然气为燃料的公交车有1200余辆，主要由公交公司投资建造的公交三公司站和公交六公司站为其供应加气。每座加气站有3把气枪，2把正常使用，1台备用。一辆公交车每次空车加气大约需要10min-15min，1辆公交车每天要运行250km左右，加气70m3，才能维持正常运营。假设不考虑加气站维护、检修时的停工，所有加气枪每天昼夜不停的工作，在保证供气压力的情况下，计算一下两座加气站一天能为864辆公交车提供加气。这与目前公交车数量相差甚远，根本无法满足公交车的正常运行，不少公交车不得不背着加不上气的空气瓶加着汽油运行。表1已投入使用加气站一览表建设单位加气站名称加气能力(m3/日)气站类型西安市天然气公司朱宏路一站5000标准站长缨路站5000油气两用站万寿南路站5000标准站西万路站5000标准站太白南路站5000标准站北二环路站7000标准站西安市公交公司公交三公司站*8000标准站公交六公司站*8000标准站西安市三环天然气动力公司西影路站12000标准站说明：带*的加气站，目前只对公交车辆使用其它的7座加气站主要是为出租车供应加气，每座加气站最多只有4台气枪，有的加气站只有2把气枪。一辆出租车每次空车加气大约需要2min-3min，每天正常运行要加气25m3，至少一天要加气3次，才能正常运行。假设不考虑加气站维护、检修时的停工，所有加气枪每天昼夜不停的工作，在保证供气压力的情况下，7座加气站一天也只能为6720辆出租车提供加气。当然，以上的计算结果是在保证供气压力的情况下计算出来的，到冬季高峰供气时，由于用气量大幅度增多，供气压力难以保证。正常供气时，加气站每天供气量达6万m3，能为59％的双燃料车提供天然气燃料；高峰供气压力不足时，加气站每天的供气量为3．8万m3，仅能为37％的双燃料汽车提供天然气燃料。因此，供气压力不足时，会有更多的双燃料汽车改用汽油为燃料。按照现在双燃料汽车的使用运行情况和加气站的供气情况来估算，全市至少要建30座加气站才能基本保证双燃料汽车的供气。下面来分析一下到明年30座加气站建好后出租车的加气情况。我们把每把气枪作为单服务台，则出租车排队加气系统可以建立运筹学中研究的单服务台泊松到达、定长服务时间的排队模型。假设30座加气站中有2／3的加气站主要为出租车加气，20座加气站中，每站按3把气枪计算，共有60把气枪可以加气。现有出租车9000余辆，按照现有出租车每年的平均发展速度17％计算，到明年共有双燃料出租车10530辆，每车每次加气2min，每辆车按每天加气3次计算，每天共有31590车次加气，则单位时间的平均到达率λ=0．37辆／min，单位时间的平均服务率μ=0．5辆／min，带人排队模型中的计算公式可得：(1)系统里没有车辆的概率(2)平均排队的车辆数(3)系统里的平均车辆数(4)一辆车平均排队时间(5)一辆车平均逗留时间(6)车辆到达系统必须等待排队的概率从以上的数量指标可以看出，服务水平并不理想，到明年30座力n气站都投入运营也只能基本维持双燃料汽车的加气，加气站的数量还要继续增加，要大力发展天然气汽车，加气站的建设必须要加快发展速度。2010年西安市中心城市计划发展天然气汽车3万辆，日需供气75万m3-80万m3。针对此情况，根据城市人口、道路建设、经济发展等因素的预测和估算，按1座加气站日供气能力5000m3计算，本论文设计今后6年以内西安市加气站总体规划如下：近期(2005年前)规划确定新建17座，再加上现有的13座，基本可满足需求。本次规划确定的20个站点的站址都位于城市二环路以外。根据交通流量，多分布在城市的放射线、主干道附近，遍布于城市各个方向。中期(2005-2007年)确定规划站点75座；主要分布于城市边缘及组团内，运用母子连锁站及标准站的经营形式，缓解中心城市加气难的局面，站点主要分布在：城市主干线、城市三环线、六村堡组团、长安区、临潼组团、新筑、草滩组团内，共计75个站点，其中母站5座，标准站和子站70座(含现状和近期站点)。远期(2007-2010年)在中心城市范围内完成150座站点的规划。在合理分布的基础上，加大加气站的分布密度，同时大力开展油改气项目建设，依据布局原则完成中心城市150个站点的站址选择和站点建设。