加气站的设计

加气站的设计中机国际工程设计研究院二O一O年十一月一、加气站的种类1、液压平推式加气2、压缩机三线快充加气3、液压压缩机加气二、资料收集三、工程设计液压平推式加气流程：液压平推式加气站加气：液压式CNG加气子站是利用特殊性质的液体，以高压（不高于22MPa）直接将液体充入CNG气瓶车的储气钢瓶中，将钢瓶内的压缩天然气推出，通过站内的加气机把高压天然气充入汽车的储气瓶内，达到给汽车加气的目的。特点：工艺简单、设备少、满足油气合建站储气容积不大于18立方米的规范要求。压缩机三线快充加气流程：压缩机三线快充加气流程：CNG气瓶车从CNG加气母站运来CNG，通过由CNG气瓶车、卸气机、橇装压缩机、控制系统、储气井和加气机组成的加气系统实现给汽车加气。为了将CNG快速加给汽车，CNG气瓶车作为低压瓶组，储气井作为中压和高压瓶组，由控制系统通过PLC编程实现三线快充。首先，通过快装接头将CNG高压软管与气瓶车连接，CNG气瓶车内的高压天然气经卸气机卸气计量，直接流入站内高、中压储气井。然后，压缩机启动，将高、中压储气井的压力增高至25MPa，这时就构成了高、中、低压三级储气方式。给汽车加气时，压缩机先不启动，首先通过卸气机从CNG气瓶车内取气，采用直充的方式通过加气机的低压天然气管口给汽车加气；平衡后，再通过中压储气井经加气机的中压天然气管口给汽车加气；再次平衡后，通过高压储气井经加气机的高压天然气管口给CNG汽车加气直至加满。当有加气需求而储气井内的压力较低时，压缩机自动启动直接给CNG汽车加气。加气完成后，压缩机将自动对各级储气井按优先顺序进行充气。特点：压缩机功率较大，一般有200千瓦左右。液压压缩机加气流程：液压压缩机加气CNG气瓶车从CNG加气母站运来CNG，通过由CNG气瓶车、卸气柱、橇装压缩机、控制系统、储气井和加气机组成的加气系统实现给汽车加气。加气时，先由CNG气瓶组直接向汽车充气，当流速低于设定值时，然后由储气井向汽车充气，流速低于设定值时，启动CNG压缩机，将汽车钢瓶压力充到20MPa。压缩机橇控制系统装有优先顺序控制，优先顺序控制系统与加气机同步控制。液压压缩机的特点：液压缩机电机功率小，耗电小，运行成本低。橇装压缩机安装方便、施工周期短。二、资料收集1、上级有关部门的文件（发改委（展开前期工作的函）、规划（选址意见书、规划红线、规划设计要点）、国土等；2、有关项目主体公司的情况介绍（包括公司股东的情况等）。3、站址规划红线图（要求带用地红线坐标），最新的电子版地形图（1:500），5、站址周围的情况：供水（管径、接入点位置、压力）、排水（管径、位置、标高）、供电（电压等级、来自哪座变电所）等。6、CNG气源的供气协议，进气价、售气价。7、加气站人员定额，人员工资，加气站建设是否贷款，贷款比例。8、站址环评、安评报告意见等。9、工程名称、加气站建设规模、加气站具体建设地点（具体到哪条路，多少号）等。10、拟选定的设备厂家。11、目前公交车数量，公交车改装计划等。工程设计1、根据业主提供的资料，确定设计规模；2、确定的工艺流程；3、根据设计规模确定设备选择（工艺设备的大小，让业主尽快提供设备订货的厂家，与厂家沟通，让厂家提供设备样本、设备安装资料等）；4、根据业主提供的地形图及规划红线图进行总图布置；5、给其他专业提条件（总图、建筑、结构、电气、自控、概算等）；6、本专业设计图纸的绘制。根据业主提供的资料，确定设计规模：根据需要加气出租车或公交车的数量，大致计算一下每天需要加气量，确定加气站设计的规模。工艺流程的确定：一般情况下，业主基本都已经有了工艺流程方案，我们需要进一步将它细化一下（设备大小及数量、管径及管道壁厚的计算、管材选择等）。根据《城镇燃气设计规范》第6.4.6条钢质燃气管道直管段计算壁厚应按下式计算：δ——钢管计算壁厚（mm）；P——设计压力（MPa）；D——钢管外径（mm）；σS——钢管的最低屈服强度（MPa）；F——强度设计系数。按《城镇燃气设计规范》GB50028-2006表6.4.8和表6.4.9选取，本设计F取0.4；Ф——焊缝系数。当采用符合《城镇燃气设计规范》GB50028-2006第6.4.4条第2款规定的钢管标准时取1.0。主要设备的选型：1、压缩机的选型根据加气站加气规模确定小时流量；根据压缩机进口压力范围、排气压力以及小时流量，选择合适的压缩机型号。2、储气井储气井是根据汽车加气工艺而设，加气方法是利用储气井的压力与汽车气瓶的压力平衡进行加气。汽车加气的最高压力限定在20MPa，站内储气井的压力限定在25MPa。储气井的设计、建造和检验应符合现行国家标准《高压气地下储气井》SY/T6535-2002的有关规定，储气井的设计、制造、安装由专业厂家负责。3、加气机本站共设置4个标准加气机位，共选用4台双枪加气机。加气机的流量范围为2~30m3/min，计量精度为±0.5%，防爆等级为EXdemibⅡAT4，工作电压为220V50Hz，额定功率为185W。额定工作压力：20MPa，最大工作压力25MPa。IC卡智能管理系统。加气机专门用于给汽车加注CNG，主要由下列部件组成，并具有如下功能。a.压力系统：过滤器、电磁阀、气动球阀、带有电子界面的流量计、三通阀、加气软管、通用减压阀等。b．安全装置：控制内部压力以防超压；加气机的加气软管上设有拉断阀；加气机四周设有防撞柱。c．电脑头：可显示加气量、单价、金额等数据；加气机的CPU具有故障自诊断功能和闭锁功能；d．指示灯：指示加气机状态4、卸气柱本工程设计了1台卸气柱，给CNG气瓶车卸气。卸气柱最大流量为2500m3/h，最大工作压力为20MPa，计量精度为±0.5%，防爆等级为EXdemibⅡAT4，额定功率为100W。根据业主提供的地形图及规划红线图进行总图布置1、总图布置原则a、根据站区的地理位置、建设规模、交通运输、气象等条件，本着有利生产、方便管理、确保安全、保护环境，结合场地建设的具体情况进行布置的。b、天然气属于火灾危险性物品。本项目具有天然气卸车、高压储存、加气等工艺，因此在总图布置设计上，要强调安全，严防火灾事故所造成的损失，对局部事故或初期火灾应具有快速处置能力。c、严格遵守《城镇燃气设计规范》GB50028-2006、《建筑设计防火规范》GB50016-2006、《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2002（2006年版）等规范的要求和规定，确保本站相关设备与站内、外建、构筑物的安全间距。2)总图布置(以泰州港华济川西路CNG加气站工程为例)a、分区情况CNG加气站具有卸气、压缩机加压、储气井储存和加气充装等功能。根据加气站的实际情况和生产工艺的需求，站区分为卸气区、压缩储气区、加气区和站房。卸气区位于站区北侧，主要设备包括停车位和卸气机等。加气站的卸气区与气源厂CNG减压站的气瓶车停车位位于同一区域。加气站的气瓶车停车位南侧设置2.2m高的实体围墙与压缩储存区及加气区分隔。压缩储存区位于站区中部，主要设备包括橇装压缩机、储气井、放散管及排污罐等。加气区位于站区最南侧，由加气机和加气罩棚等组成。加气区靠近济川西路，便于出租车加气。站房区位于站区东侧，由值班、收银、仪表配电间等组成。b、总图布置情况站区在南侧设置二个对外出入口与站外济川西路相连。东南侧为入口，西南侧为出口。根据《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2002（2006年版）第5.0.1条的规定，站区四周设置2.2m高的非燃烧实体围墙。根据《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2002（2006年版）第5.0.10条的规定，卸气柱西侧局部设置钢筋混凝土实体墙，高度为3.0m，长度为6.0m（气瓶车宽2.438m，不小于车宽的2倍）。管道工程加气站高压管道应采用不锈钢无缝钢管并符合标准《流体输送用不锈钢无缝钢管》GB14976-2002的规定，加气站内的管道当管道外径D≥28时全部采用焊接链接，当管道外径D28时可采用卡套连接。高压管道的焊接接头应100%的进行无损检测，射线检测II级合格，超声波检测必须达I级合格。管道安装完毕后应进行压力试验。管道的压力试验应以洁净水进行（奥氏体不锈钢管道以水试验时，水中氯离子的含量应小于25mg/L），试验压力为设计压力的1.5倍。管道系统采用气体做试验时，应有施工单位总负责人比准的安全措施，试验压力为设计压力的1.15倍，压力试验的环境温度不得低于5℃。管道试压合格后应进行吹扫：吹扫压力不得大于管道的设计压力，空气流速不得小于20m/s。最后进行严密性试验，试验压力为设计压力，试验介质为压缩空气或氮气。安全设施1、防雷根据生产性质、发生雷电的可能性和后果，CNG加气站内的工艺装置和建筑物属于第二类防雷等级，在被保护物上部装设避雷网和避雷针以防止雷击。2、静电接地1）对爆炸、火灾危险场所内可能产生静电危险的设备和管道，均采取了静电接地措施。2）输送天然气的管道在其进出各单元处、爆炸危险场所边界处、分支处等设静电接地设施。3）全站设统一静电接地网，各装置（单元）的静电接地设施与接地网相连，接地网接地电阻不大于4欧姆。3、泄漏报警在可能产生天然气泄漏的区域设置可燃气体浓度报警器，站房的综合营业厅设集中报警系统，一旦有泄漏发生，在天然气与空气形成爆炸性混合物之前，探测器（或手动报警开关）将信号传至报警器，报警器会发出报警，提示有泄漏，进行报警、消防。4、其他安全设施为了确保全站的安全生产，站内设有必要的仪表，对重要的工艺操作参数进行在线即时监控。压缩机、设备前后设有温度、压力等参数的测定，并可在控制室显示。整个系统设有可燃性气体浓度报警系统及紧急切断系统，另外在控制室和现场各设有急停按钮，以备事故状态下进行紧急切断。在出入口、收银的收款处（现金存放室）、加气区、压缩储存区等重点部位设置视频探头，进行视频监控。消防系统根据《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2002（2006年版）及《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005的规定配置消防器材。加气区设MF8型手提式干粉灭火器6只；CNG气瓶车停车位设35kg手推式灭火器1台，MF8型手提式干粉灭火器2只；橇装压缩机设MF8型手提式干粉灭火器4只（每台压缩机设2只），储气井设MF8型手提式干粉灭火器4只，站房共设MF8型手提式干粉灭火器6只。