燃气场站工程培训讲座CNG与LNG场站工程Word文档下载推荐.docx
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项目建议书、可行性研究报告。
实施过程:
初步设计、施工图设计、施工
投产过程:
联合试车、验收、试运行。
一、简介
供气站是站中最简单的一种。
是以作为城镇燃气气源的一种燃气供应方式。
流程:
以车载作为供应气源,通过卸车台进入减压装置,把压力调整到管网压力,经过计量加臭后进入燃气输配管网,供应用户。
例如郑州登封、安飞、龙湖;
南阳一储掺混站。
组成部分是:
回车场地、调压计量系统。
二、工艺流程
气瓶车通过公路运输到达城镇供气站,通过供气站的高压管和快装接头卸气。
首先进入一级换热器加热,再进入一级调压器减压,之后依次经过二级换热器、二级调压器、三级调压器,将压力调至城镇管网运行压力。
经计量、加臭后进入城镇输配管网。
可以利用气瓶车调峰。
三、注意事项
日供应量万方以下,运输半径以内,有稳定的供应点。
随着供气规模的扩大,由于受拖车数量、运距等条件制约,输送方式的经济性与可靠性逐步降低。
供气站节流降温非常严重,必须有配套的热源供应。
气瓶车可以作为调峰用的储气设施。
一、分类方法
常规站:
天然气管道取气,主要为出租车、公交车加气。
母站:
天然气线管道取气,主要为槽车供气。
子站:
槽车从母站运来天然气,主要为出租车、公交车加气。
三种站的区别主要在于气源及供气对象。
根据动力系统的不同,可分为传统机械式子站、液压平推式子站、液压活塞式子站。
储气槽车从加气母站接受压缩后的洁净天然气,通过子站压缩机,将储气槽车内的压缩天然气经由售气设施向车载气瓶(出租车或公交车)进行充装或向储气设施充装。
售气系统也可经由储气设施向车载气瓶(出租车或公交车)进行充装。
三、组成
工艺部分:
卸车台、动力装置、储气设施、售气系统。
土建部分:
变压器室、配电间、仪表控制间等生产用房;
售气机棚、设备棚;
营业房、值班室、卫生间等辅助用房;
电气自控部分:
变压器、低压配电柜、自控系统。
四、子站动力装置
一般情况,子站只配置一台动力装置。
子站动力装置与母站、标准站压缩机相比,进口压力范围比较广()。
传统机械式子站:
进入汽缸,活塞直接对加压。
技术成熟,零部件多,日常维护费用较高。
液压平推式子站:
液压泵将液压油推入槽车,从而将推出。
专用槽车,通用性差,液压油难以避免挥发。
液压活塞式子站:
液压油对活塞加压,活塞对加压。
新技术,油气不接触,零部件少。
加气母站与标准站有类似的工艺流程和设备。
只是母站的压缩机通常排量较大,具备向槽车供气的功能。
但是其它设备与标准站基本一致,因此,统称为标准型加气站。
加气对象根据接口分为两种:
车载气瓶接口(公交车、出租车等),槽车接口。
两种接口互不通用。
需要不同的加气设备。
某些标准站加装充装柱后即可向槽车供气,此类标准站也称之为小母站。
一些母站除向槽车供气外,还可向出租车和公交车加气。
二、标准型加气站工艺流程
从管道中取气,经调压计量系统过滤、调压、计量,进行压缩、干燥(有不同次序),干燥后的压缩天然气进入储气设施,经由售气设施向车载气瓶(出租车或公交车)或储气槽车充气,或由压缩机直接通过售气设施向车载气瓶(出租车或公交车)或储气槽车充气。
三、标准型加气站组成
调压计量设备、脱水装置、压缩机、储气设施、缓冲罐、回收罐、售气系统(包括向储气槽车充装的充装柱)。
生产用房(压缩机间、变压器室、配电间、仪表控制间);
设备棚(售气机棚、设备棚);
辅助用房(营业房、值班室、卫生间)。
冷却系统:
空冷、水冷、混冷几种基本方式。
变压器、低压配电柜、自控系统等。
四、净化干燥系统
脱水介质:
分子筛,气体分子可以通过,水分子很难通过。
通过干燥气体并进行加热后可以进行再生。
低压脱水:
压缩机进口脱水,脱水压力低,脱水效果不好,对压缩机保护效果好。
中压脱水:
压缩机的中间级出口处脱水,脱水压力稍高,脱水效果稍好,对压缩机保护效果一般。
高压脱水:
压缩机末级出口脱水,脱水压力高,脱水效果好,对压缩机无保护作用。
五、储存系统
小气瓶组:
容积,个个,接口多,安全系数低,目前很少使用。
大气瓶组:
容积以上的,每组~个,国外应用较多。
储气罐:
容积左右,有立式卧式。
储气井:
每井可存气。
井深越。
目前储气井应用比较广泛,储气瓶组由于容量小接口多已经很少使用,临时性储气可以使用储气罐,长期使用一般采用储气井。
六、压缩机
压缩机组包括压缩机和驱动机。
压缩机是压缩系统,也是整个加气站的心脏。
不同厂商生产的压缩机结构形式都不一样。
用于天然气的压缩机基本上都是活塞往复式压缩机。
小型站采用型或型,中型站采用型,大型站采用型。
驱动机可分为两类,一是电机,用的最多,最方便;
二是天然气发动机,主要用于偏远缺电地区,或气田附近,可降低加气站的运营成本。
一、物性
是将天然气冷却到℃进行液化并储存于常压状态()的,处于液化状态的天然气。
气态体积与液态体积比为:
,密度。
无嗅、无味、无腐蚀性、无毒,在封闭的环境中,当挥发时会引起窒息。
安全性能远比常用的燃料如汽油、丙烷、丁烷等要好,而且更加稳定。
在液化时汞、硫化物、湿气、重烃等分离净化常规天然气相比更加环保。
二、成分
序号
成分
低含量
高含量
甲烷
乙烷
丙烷
丁烷
戊烷及其他
<
氮
三、与常规燃料的物性对比
项目
汽油
燃料油
毒性
否
是
致癌
可燃
形成云团
特定条件下
引起窒息
大量泄漏时
同
健康影响
刺激、恶心等
同汽油
闪点℃
沸点℃
爆炸极限
~
四、发展历史
时期
事件
世纪早期
从液化的气体中提取氦
世纪年代
美国利用储存天然气
第一次(也是唯一一次)重大事故发生在美国的克里芙兰,人在事故中丧生
甲烷先驱号完成了从美国湾到英国的航海旅程
阿尔及利亚的液化厂成功投产,并将第一船运抵英国
第一船进入日本市场(来自阿拉斯加肯奈)
利比亚、文莱、印尼(艾润波塘)以及阿布扎比的项目相继投产
卡塔尔、特立尼达岛、尼日利亚和拉斯拉凡项目相继投产
年贸易量达到一亿吨
五、年各国产量
国家
比重
印尼
阿拉伯
阿尔及利亚
尼日利亚
马来西亚
阿曼
卡塔尔
特利尼达岛
澳大利亚
阿拉斯加
文莱
利比亚
六、我国天然气发展概况
天然气产业中长期发展规划,至年,天然气基础设施亿元。
建设5万公里的天然气管线。
建成千万吨规模的液化天然气接收站,形成年进口万吨(近亿立方米)规模的接收设施。
使我国天然气消费在一次能源消费结构中的比例从现在的提高到。
建造多艘大型运输船,形成百万吨规模的液化天然运输能力。
西气东输、陕京二线、忠武线、涩宁兰线等主线亿公里。
一、中国天然气市场现状
年中国天然气缺口将达到亿到亿立方米。
天然气存在的缺口,我国将主要采取海上(液化天然气)进口和陆路管道天然气进口的方式解决,同时积极开发其他替代能源。
目前总体趋势是:
管道建设尚需发展,西气东输单线运行,调峰、事故、备用气源未考虑。
国内生产不是气源不足,就是运输跟不上。
下游市场开发建设过快,严重供不应求。
二、可替代的其它能源
液化天然气()
气态天然气经过净化分离、压缩升温、冷冻处理、节流膨胀得到℃的液态天然气,体积缩小倍。
世界液化天然气的发展从年占天然气总量%上升到年的%,预计年增加到%,年可能到%。
年全球生产能力万吨,贸易量万吨。
(吨相当与标方)
压缩天然气()
从零星气田开采出来或从管道上取出的天然气进行压缩至~,装车运往需要的地方。
年月新疆鄯善首次在国内将压缩天然气运用到城镇燃气供应上。
更多的应用是作为汽车燃料
煤层气
煤层气是从煤矿井里抽采出来的甲烷含量占%以上的气体,是一种洁净、高热值、非常规天然气。
相应热值在标方以上。
可管道运输、压缩运输、液化运输。
煤层气的潜在储量为万亿立方,中国万亿立方,与天然气储量相当。
二甲醚
用煤气化生成一氧化碳和氢气,催化合成甲醇,甲醇脱水生成二甲醚。
分子式:
,分子量,热值标方,,储存压力。
使用压力等级与相同,灶具可以通用。
二甲醚作为替代能源的应用前景广阔,可以替代作为罐装民用、燃气轮机、分布式供电、供热的燃料。
目前国家正在制定相关的标准和政策以推广应用。
天然气水合物
天然气水合物又称可燃冰,大量存在于海底表层以及某些高原的地表下层,开采出来后可以提取天然气。
地球上水合物大约含有×
~×
方天然气。
有关学者认为每立方甲烷水合物中含有万方甲烷气体。
氢气
具体做法是在电解槽中利用直流电电解水得到氢气。
电解水制取氢气的技术已经非常成熟,目前存在的问题是耗电费用太贵。
氢气是目前所有燃料中最清洁、环保的。
三、供应保障
我国政府就的进口与澳大利亚、马来西亚、印尼等主要的生产国以及国际上主要的供应商进行了广泛的合作,并且在气源保障和进口的方面取得了可喜成果。
尤其在年下半年取得了较快的进展,国内能源企业与国际上的供应国和供应商签署了重要的供应保障协议。
年月日中海油完成对澳大利亚西北大陆架天然气项目权益的收购,在中国液化天然气合资公司中获得了的权益。
西北大陆架天然气项目的合作伙伴已签订了为期年的液化天然气供应合同,并将于年开始向位于广东的中国第一个液化气接收终端供应液化天然气。
年月日中海油与印尼东固天然气田签署的福建项目——万吨(亿)气源供应协议正式生效。
年月日、日和日中海油已分别与全球液化天然气领域中的苏伊士、道达尔以及壳牌东方贸易公司三大巨头签订了为期年的现货贸易主合同,预计在年前每年将购买万至万吨(~亿)的液化天然气。
年月日上海液化天然气有限责任公司与马来西亚液化天然气第三公司签署了液化天然气购销合同,并准备从年开始向上海供应,数量从万吨(亿)起逐年增加,年后保证每年供应万吨(亿)液化天然气。
目前我国有个沿海省、市、自治区计划建设大型进口项目,其中广东省计划建设两个项目,预计全国会有个项目进行建设。
上海液化天然气项目接收站位于上海国际航运中心洋山深水港区的中西门堂岛,一期建设规模为年接收能力万吨(亿),预计年建成投产。
深圳大鹏年接收能力万吨(亿)的接收站于年月获国家批准立项,年月日正式开工建设,年月底竣工投产。
年月日珠海高栏港接收站建设已通过国家发改委批准,项目已经全面展开,建成后一期接收能力将达到万吨(亿),最终的接受能力将达到万吨~万吨(~亿)。
此外,浙江、福建、江苏等省份的工程也在加紧建设过程中。
四、我国接收站一览表
规模万吨
投产时间,进度
中海油广东项目
()
中海油福建项目
中海油宁波项目
中海油上海项目
,已立项
中海油珠海项目
中海油海南项目
,待批
中海油汕头项目
二期预留
待批
中海油温州项目
中海油盐城项目
中海油秦皇岛项目
中石化青岛项目
中石化天津项目
商议中
中石化连云港项目
中石油南通项目
中石油大连项目
中石油曹妃甸项目
中石油广西项目
一、相关的技术领域
天然气净化技术
天然气深冷液化技术
贮存运输装卸技术
应用技术
安全技术
技术主要是从空分深冷液化技术基础上发展起来的,目前已经基本成熟。
二、低温绝热分类
普通绝热技术
真空粉末绝热技术
高真空多层绝热技术
真空纤维缠绕绝热技术;
三、普通绝热技术
珠光沙粉末堆积(不抽真空)绝热技术:
适用于低温液体贮槽,夹层应充干燥气体保护防潮。
聚氨酯发泡绝热技术:
适用于低温液体管道保冷,宜采用整体发泡,用于必须加阻燃剂,外层需要整体防护。
聚乙烯胶板绝热技术:
适用于低温液体管道保冷,外层需要整体防护。
硬性聚氨脂成型管托:
适用于管道安装支撑。
上述技术导热系数:
.℃(与岩棉制品相当)
四、真空粉末绝热技术
结构形式:
以膨胀珍珠岩粉末作为填充材料,且夹层抽成真空的低温绝热技术。
适用范围:
固定式低温液体贮槽。
特点:
珠光沙要保持干燥,长期使用会发生珠光沙沉降。
主要性能控制指标:
真空度(见后表);
漏放气速率(见后表);
五、高真空多层绝热技术
以铝箔或镀铝涤纶薄膜作为反热辐射屏,层间夹以隔热纸(玻璃纤维或填炭纸等),且夹层抽成高真空组合而成的低温绝热技术。
固定式低温液体贮槽,低温液体运输车辆等。
六、真空粉末绝热与高真空多层绝热主要指标
真空度
有效容积
(立方)
真空度
高真空多层绝热
真空粉末绝热
≤
≤
>
漏放气速率
序
号
漏放气速率
≤×
七、真空纤维缠绕绝热
以玻璃纤维棉垫取代珠光沙粉末作为绝热体,且夹层抽成高真空组合而成的低温绝热技术。
低温液体运输车辆。
绝热材料不会发生沉降,价格低。
真空度(同前表);
漏放气速率(同前表)
一、储运设备
储运设备均为双层结构,内部采用不锈钢(),外层采用碳钢(),中间采用真空、珠光沙、氮气等绝热方式进行绝热。
主要有以下几种
固定式储槽
撬装罐式集装箱
储气瓶
槽车
二、蒸发器
加热式蒸发器:
该类蒸发器一般从燃料燃烧、电能、废热等介质获得热源。
其形式包括一体式加热蒸发器和远距离加热蒸发器等多种形式。
其优点是该类蒸发器的工作能力和操作弹性较大;
缺点是消耗能源,操作费用高。
无源(常温)蒸发器:
该类蒸发器一般从诸如大气、海水或地热水中获得热源。
其缺点是气化能力和工作状态受环境条件影响较大,操作弹性小;
优点是不消耗额外的能源,操作费用低。
过程蒸发器(冷能利用装置):
过程蒸发器是指那些从另一个热力学或化学过程获得所需热量,或者是利用这样的方式储存和利用的冷量的蒸发器。
该种气化器有效利用了过程的冷热能量,但设备投资和操作难度都比较大。
三、工艺管线主要管材管件
低温管道的管材、阀门均采用不锈钢()无缝钢管制作。
管道主要采用聚乙烯胶板、聚氨酯泡沫、真空绝热管进行绝热。
对于低温介质,既可采用柔性的软管,也可采用刚性的管道。
前者由于花费高和绝缘的局限性,仅限于应用短距离的装载和卸载,而刚性管道则可用于较长的距离。
随着现代海底低温管道设计的出现,的有效运输距离可达。
在绝热真空管环缝中加进气凝胶绝缘隔层,在产品管道与外部的套管之间形成一种环状空间,并在环状空间内局部充以高效的微细多孔体或超微多孔体材料。
在大多数情况下,环状空间受到的压力来自于外部的环境压力,因而该系统起到了支撑的作用,并保持热绝缘,避免了采用昂贵的合金、膨胀膜来产生和保持真空的方法。
一、气化站工艺流程简述
由低温槽车运至气化站,在卸车台利用储罐增压器对槽车储罐加压,利用压差将送人储罐储存。
气化时通过储罐增压器将增压,然后自流进入空浴式气化器,与空气换热成为气态天然气,经调压计量价臭进入管网,冬季根据环境温度可以使用水浴式加热器气化或者对气化后的低温气体伴热再去管网。
槽车内卸完后遗留的天然气与储罐蒸发气(简称)经加热器与空气换热,并入管网。
二、卸车流程
槽车升压:
储罐增压器进液管开启,通过储罐增压器气化进入槽车,槽车压力上升超过储罐压力及沿程阻力损失之和。
自流进入储罐。
也可采用烃泵提供动力,直接将槽车内压入储罐中。
槽车内的残留通过汽化器气化进入管,并入管网。
三、气化流程
储罐升压:
储罐增压器进液管开启,进入并气化,气化的(低温)进入储罐,储罐压力升高。
储罐出液管开启,自流进入气化器。
(当供气量大时,也可采用烃泵作为动力)
进入气化器气化,气化器优先采用空温气化器,当环境温度过低时,可采用水浴式伴热或者直接气化。
四、储存能力计算
、气化站的储存能力参照下式计算:
×
×
式中:
储存能力,;
运输船或槽车的台班数
运输船或槽车单台容积,
连续不可作业的日数,;
平均日输送量,(液体)
一般说来,接受终端至少应有个等容积的储罐。
例如,供气气化站输气规模为万,采用的运输槽车容积为,每天个班次,连续不可作业的日数为天,则应选用的储罐座。
为了方便检修和管理,这样规模的气化站可采用如下储罐设置方案:
座×
方储罐,其中一座储罐作为备用量。
五、气化器气化能力规划
气化器气化能力规划的内容主要包括:
气化器台数、单台气化器的气化能力、气化器的分组组合方式、用气峰值气化能力调节等内容,气化站的气化器台数一般不少于台。
气化站用多台气化器时往往考虑将气化器分组控制,分组原则是:
一组气化器出现故障不应影响气化站的正常供气能力为宜。
单台气化器的气化能力和用气峰值气化能力调节应协调综合考虑。
单台气化器的气化能力没有特别的限制,用气峰值气化能力调节往往考虑至台调峰气化器来解决,主要视用户用气情况和气化站规模而定。
气化器能力规划基本没有通用的计算方法,一般视具体情况而定。
六、气化站布局原则
在气化站选址时必须考虑以下因素:
交通要通畅——至少应有一条全天候道路与站场相连
安全保障措施——与工作人员及周围人群安全有关的保障措施(安全间距)和设施(放散、消防设置)
放低温措施——将站场可能溢出的控制在站场范围内(围堰)等措施。
七、储存系统
气化站内的储罐通常采用固定罐形式。
较小规模的气化站一般采用双层金属储罐:
双层抽真空形式和珠光沙粉末保冷储罐。
而小型气化站因储存量较小,储罐的容积一般不会太大,因而采用双层抽真空储罐较为合适。
储罐中经常与接触的部件及在使用中与或低温(蒸汽)接触的材料在物理和化学性质上适应的要求;
所有储罐都必须可以从顶部和底部进液;
计算时的密度采用最低储存温度下每立方米的实际重量,但不得低于;
储存系统工艺必须考虑停止使用时储罐进行处理的措施;
储罐必须设置能力足够的安全泄放装置。
八、蒸发器的选型和要求
从蒸发器的特点来看,目前比较适合我国现状的为常温蒸发器,主要是空温式气化器。
工艺设计过程中蒸发器的设计压力至少必须等于其供应的的最大压力。
对于并联的一组蒸发器,在每台蒸发器的进出口都必须设置截断阀,并且每台蒸发器在截断阀关闭的情况下能够有可靠的安全泄放装置。
在储罐周围米范围内的任何形式的常温蒸发器或加热式蒸发器都必须在液体管线上设置自动截止阀。
九、回收与处理
低温槽车内卸完后,尚有高压低温天然气,为节约资源,增加经济效益,在卸车台设低温气体天然气回收管线。
低温槽车内的气体天然气和储罐内蒸发天然气利用压差自流去加热器,与空气换热后,进入储罐,回收利用。
天然气为易燃易爆物质,规范要求必须进行安全排放。
在温度低于℃左右时,天然气密度重于空气,一旦泄露将在地面聚集,不易挥发。
而常温时,天然气密度远小于空气密度,极易扩散。
因此,为保证安全,应设置加热器,在事故情况下,对放空的低温天然气(简称)进行集中加热,然后通过放散点高排点放。
放散管高出内建构筑物,且不小于。
十、管道绝热保冷
管道需要有良好的保冷材料,以防止热量传人,造成大量气化,尤其对从卸车台至储罐之间的气管道,会造成储存率大大降十低。
常用绝热保冷材料有:
聚乙烯保冷材料:
保冷效果非常优良,经现场实验,管内温度测量为左右,经手触摸,保冷材料表面温度与环境温度无差别。
硬性聚氨脂成型管托:
由于聚乙烯为软性,在管架或管墩上对管道起不到支撑作用。
支撑点可采用硬性聚氨脂成型管托,其保冷效果与聚乙烯无差别,可有效支撑管道。
真空管:
管道为双层结构,夹层抽真空。
适用于低温液体管道保冷,宜采用整体发泡,用于必须加阻燃剂,外层需要整体防护
一、类加气站简述
加气站类型:
以作为气源的加气站分为:
加气站、加气站、合建站。
受与柴油互换性的影响,加之目前针对柴油的双燃料汽车发动机技术尚未成熟,部分发达国家对柴油双燃料发动机的研制已经生产出试验品,但尚未投入批量生产。
因此,加气站对象目前以汽油车为主。
我过目前和加气站建设数量较少,且以独立的或者站为主。
美国、韩国等发达国家主要以两者的合建站为主。
二、加气流程简述
通过卸车台将槽车中的转输到储罐中。
储罐中的通过泵加压后由加气机向车载储气瓶供气。
在供气前应先给车载气瓶卸压,通过加气机上的回气口回收车载瓶中的气相,同时计量装置对余气进行回收和计量。
在加气机上设有独立的流量计分别计量回收气体和加注,以保证加气机的计量精度。
三、加气流程简述
储罐中的通过柱塞泵加压
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