五座车用cng加气子站建设可行性研究报告.docx
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五座车用cng加气子站建设可行性研究报告
xx市五座车用CNG加气子站建设项目可行性研究报告
前言
xx市地处中国东北松嫩平原中部,黑龙江省西部,是随着xx油田的开发建设而诞
生并逐步发展起来的新兴工业城市。
大力发展燃气事业,提高清洁、高效、优质的天然
气资源在xx市能源消耗中所占的比例是xx市坚持可持续发展战略、优化能源结构、提
高人民生活质量、保护环境的重要措施。
xx市油气资源丰富,其天然气以油田伴生气为主,截止到2003年底已经探明天然
气地质储量为2922.89×108Nm3,其中溶解气地质储量2319.60×108Nm3,可采储量为
1043.73×108Nm3,而且近期在新发现的深层气田又探明了1000×108Nm3天然气储量,从
而为xx市天然气利用工程提供了充足的气源保障,同时也为将xx市建设成为东北地区
新的天然气供应基地奠定了基础。
城市天然气利用工程对于优化能源结构,保护生态环境,提高人民生活质量,促进
国民经济和社会的可持续发展,具有十分重要的意义。
车用压缩天然气(以下称CNG)
加气子站工程是xx市天然气利用工程的重要组成部分。
以CNG作为汽车燃料不但可以
减少汽车尾气对大气的污染,而且可以大大降低车辆运行费用,因此市场前景非常广阔。
受xx油城燃气有限责任公司委托,河北华新燃气技术开发有限公司负责编制《xx市五
座车用CNG加气子站建设项目可行性研究报告》,对xx市车用CNG加气子站项目整体
作叙述,并以2006年规划建设的5座加气子站为重点编制可行性研究报告。
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约用地。
b)CNG加气子站站址符合城市总体规划,在满足规范的条件下合理利用土地,节
c)贯彻国家能源政策,充分发挥xx市天然气储量丰富的优势,优化能源结构,
保护生态环境,节约能耗,力求较好的经济效益、环境效益、社会效益。
d)坚持科学态度,积极采用先进工艺、新技术、新材料、新设备,设计力求技
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供应远远不能满足未来应能力。
CNG加气子站的需求,需要建设新的CNG加气母站以提高CNG供
1.3.3xx市公共交通车辆用燃料供应现状
目前xx市公共交通车辆主要为市内公交车和出租车,其中出租车6500辆,公交车
1435辆。
大部分公共交通车辆以汽油和柴油为燃料,部分车辆是以LPG为燃料,没有
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集中。
极端最高温度极端最低温度年平均气温37.4℃-36.2℃3.2℃
最冷月(一月)平均气温
最热月(七月)平均气温
-25.1℃
27.8℃
冬季采暖室外计算温度-23.0℃
日平均温度低于、等于5℃天数203d/a
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年采暖天数180d
年均降雨量
年最大降雨量
日最大降雪量
440.2mm
661.3mm
28.3mm
最大积雪深度220mm
基本雪压值30Kg/m2
最大积雪天数207d
最大冻结深度2.2m
全年最多雷暴天数27d/a
冬季主导风向
夏季主导风向
1.4.2地理条件
西北风
南风、西南风
气化进度合理确定。
1.5.2工程项目建设内容
CNG加气子站的建设将与xx市城市总体规划相结合,本着运输方便、多点供气的
原则选择交通便利的位置作为站址。
为满足xx市公共交通车辆对车用CNG燃料的需求,
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101.6.24Nm3,总体上形成供气范围33.6×104Nm3的日加气能力。
xx市五座车用CNG加气子站建设项目主要为xx市的CNG燃料汽车提供车用CNG燃
料。
1.6.3供气原则
利用天然气压缩工艺满足CNG燃料汽车的燃料需求,优先气化公交车和出租车等
公共交通车辆,并尽量满足其它CNG燃料车辆的用气需要。
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第二章CNG加气子站气源及方案比选
2.1CNG加气子站气源
CNG加气子站是以CNG加气母站为气源,天然气在加气母站压缩后通过CNG子站拖
车运至CNG加气子站。
xx市虽然天然气资源丰富,但目前只建有一座CNG加气母站,
其设计日加气能力不到1×104Nm3。
所以为保证CNG加气子站对CNG的需求,需要建设
新的CNG加气母站,CNG加气母站宜建设在交通便利、供气压力较高、气源充足的城市
分输站附近。
2.2CNG液压加气子站方案(第一方案)
CNG液压加气子站技术是安瑞科集团从国外新近引进一种CNG加气子站新技术,其
采用液压增压系统代替传统气体压缩机增压系统,主要设备包括液压子站撬体、加气机。
CNG液压加气子站具有系统整体集成度较高、加气能力强、自动化程度高、安装方便、
运行成本低等特点,具有广阔的市场推广价值。
2.2.1技术方案
2.2.1.1工艺流程
CNG子站拖车到达CNG加气子站后,通过快装接头将高压进液软管、高压回液软管、
控制气管束、CNG高压出气软管与液压子站撬体连接,系统连接完毕后启动液压子站撬
www.E
-1653体或者在PLC控制系统监测到液压系统压力低时,高压液压泵开始工作,PLC自动控制
系统会打开一个钢瓶的进液阀门和出气阀门,将高压液体介质注入一个钢瓶,保证CNG
子站拖车钢瓶内气体压力保持在20~22Mpa,CNG通过钢瓶出气口经CNG高压出气软管
进入子站撬体缓冲罐后,经高压管输送至CNG加气机给CNG燃料汽车加气。
CNG液压加气子站工艺流程方框图如下:
CNG
CNG子站拖车
液体介质
液压子站
撬体
CNG
CNG加气机
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2.2.1.2主要设备
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序号
项目
主要设备清单
数量
备注
1
液压子站撬体撬体、增压系统、液压介质储
罐、液压介质、CNG缓冲罐1套
此4套设备为液
压子站系统配套
2
3
4
5
仪表风气源设备
控制柜
CNG子站拖车
加气机
仪表风气源设备
控制柜
CNG子站拖车
单线双枪售气机
1套
1套
1.6套
2台
提供,5座CNG加
气子站共配置8
套子站拖车,每
站平均1.6套。
6
配电设备
GYB1-80/10-128箱式变压器1台
2.2.1.3技术特点
1)CNG液压加气子站加气能力大,加气能力不低于1000Nm3/h。
2)耗电功率小,主电机功率为30KW,系统总功率不超过35KW。
3)系统设备少,主要设备只有液压子站撬体、CNG加气机,且CNG加气机采用单
线双枪加气机,减少了连接管道数量,也减少了管道连接点,漏气的可能性低;设备基
础少,减少土建投资;
4)CNG液压加气子站设备整体集成度高,安装方便,设备安装周期短。
5)CNG液压加气子站系统始终提供较高并且较稳定的压力介质给CNG,且系统工作
振动小,而CNG则始终在一个较高的工作压力下单线输出至加气机,提高了加气速度。
6)CNG液压加气子站系统自动化程度高,除泄漏报警系统需要单独设置外,其它
www.E
-1585系统控制主要依靠液压子站撬体自带的PLC控制系统来完成,液压子站系统的启动和关
闭都由控制系统自动控制。
7)CNG液压加气子站系统卸气余压为1.0Mpa,卸气率达到95%。
2.2.2劳动定员16人
2.2.3CNG液压加气子站工程投资估算
a)工程费用497.6万元,
其中:
土建57.6万元
主要设备425万元(较早报价,现已变化,请咨询)
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安装及其他配套费用15万元
b)其他费用26万元,
c)预备费22.7万元
建设投资546万元
2.2.4电能消耗
CNG液压加气子站主要耗能为电能,液压子站系统总功率为35kw,其它动力及照明、
仪表用电约为10kw,小时加气能力为1000Nm3,按每天工作12小时计算,全年耗电量
为19.0×104kwh;
2.3CNG常规加气子站(第二方案)
CNG常规加气子站技术采用传统气体压缩机增压系统,主要设备包括卸车压缩机、
顺序控制盘、储气瓶组、加气机。
2.3.1技术方案
2.3.1.1工艺流程
CNG子站拖车到达CNG加气子站后,通过卸气高压软管与卸气柱相连。
启动卸气压
缩机,CNG经卸气压缩机加压后通过顺序控制盘进入高、中、低储气瓶组。
储气瓶组里
的CNG可以通过加气机给CNG燃料汽车加气。
CNG常规加气子站工艺流程方框图如下:
CNG
顺
序
高压瓶组
CNG子站拖车制盘CNG低压瓶组
加气机
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2.3.1.2主要设备
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1
2
3
4
5
6
气体压缩机撬体
储气瓶组
CNG子站拖车
售气系统
顺序控制盘
卸气柱
撬体、增压系统
8个0.92m3储气钢瓶组成
CNG子站拖车
单线双枪售气机
通过能力1500Nm3
包括质量流量
1套
1套
1.6
套
2台
1套
1套
5座CNG加气子站
共配置8套子站
拖车,每站平均
1.6套。
7
配电设备
YBM-12/0.4-160KVA箱式变压器1台
2.3.1.3技术特点
1)气体压缩机的小时加气能力根据拖车内压力不同而在600—1700Nm3范围内变
化,小时加气能力平均为1000Nm3。
2)压缩机主电机功率为90kw,系统总功率不超过100kw。
3)系统设备主要设备有气体压缩机撬体、储气瓶组、顺序控制盘、CNG加气机等,
CNG加气机采用三线双枪加气机,气体压缩机为往复式压缩机,震动较大,为了满足减
震要求需要较大的基础;
4)常规加气子站主要依靠储气瓶组的压力通过CNG加气机为CNG燃料汽车加气,
加气速度根据储气瓶组压力不同而变化。
www.E
-15445)常规加气子站系统需要设置必要压力、泄漏报警等控制仪表,其压缩机停机可
以与储气瓶压力连锁自动控制,压缩机启动需要操作人员根据储气瓶组压力人为启动。
6)常规加气子站系统卸气余压为2.4Mpa,卸气率为88%。
(现在实际余压3.5MPa,
卸气率为80%以下)
2.3.2劳动定员18人
2.3.3常规加气子站工程投资估算
a)工程费用502万元,
第10页共64页
音低的特点。
式气体压缩机,因此相对于CNG常规加气子站,CNG液压加气子站系统具有震动小、噪
5)CNG液压加气子站系统子站拖车内CNG始终保持较高而且比较稳定的压力,因
此加气速度快;而CNG常规加气子站储气瓶组内的压力是变化的,加气速度随着储气瓶
组的压力降低而降低,因此CNG液压加气子站相对于CNG常规加气子站加气压力高而稳
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定,加气速度快。
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6)CNG液压加气子站系统控制主要依靠液压子站撬体自带的PLC控制系统来自动
完成的,而CNG常规加气子站需要另行设计控制仪表系统且自动程度低,因此CNG液压
加气子站相对于CNG常规加气子站自动化程度高,控制仪表系统投资少,控制效果好,
操作人员少。
7)CNG液压加气子站相对于CNG常规加气子站卸气余压低,卸气率高达95%,每次
卸气可以多卸315Nm3CNG。
2.4.1.2技术经济方案比较
CNG加气子站投资、运行费用等主要经济指标进行比较,见下表:
序号
1
项目
建设投资
液压加气子站
546万元
常规加气子站
559万元
2
占地
远望站
2808m2
2808m2
3
4
5
6
面积其它站
年加气量
耗电量
(×104KWh/a)
耗水量(t/a)
劳动定员
年运行成本
电费
1764.6m2
432万m3
19.0
1782
16人
107.3万元
11.4万元
2100m2
432万m3
42.0
1782
18人
131.2万元
22.3万元
www.E
-1776水费
车用燃油
人员工资福利费
维修费用
其他费用
-17760.7万元
13.2
64万元
10万元
8万元
-17760.7万元
14.2
72万元
12万元
10万元
注:
远望站由于站外有15m电杆,其它站站按外没有电杆计,因此占地面积分两种情况。
2.4.2推荐方案
通过上述方案的比较可以看出,从投资角度、技术和运营方面,第一方案都优于第
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二方案,CNG液压加气子站的优势很明显,因此本工程推荐液压加气子站方案。
2.5天然气组分、基本参数
xx市车用CNG加气子站的气源来自在xx分输站附近即将建设的加气母站,通过CNG
子站拖车将CNG运至各CNG加气子站。
2.5.1xx分输站天然气组分及参数
天然气主要组分(v%)
成份
%
CH4
93.14
C2H6
2.249
C3H8
0.372
CO2
1.96
a)高热值36.04MJ/Nm3
b)低热值35.21MJ/Nm3
c)爆炸极限5.0%—15.1%
d)水露点低于-10℃(4.5Mpa)
2.6CNG、汽油、LPG的对比
2.6.1CNG与汽油的对比
CNG作为汽车燃料与汽油相对比具有以下优点:
1)污染物少
www.E
-1749目前各大城市汽车尾气排放是造成城市空气污染的主要原因,它占了空气污染源总
量的60%以上,将汽车燃料由汽油改为CNG后,尾气污染将会明显减少。
CNG汽车尾气
中,CO减少97%,HC减少72%,NOX减少39%,CO2减少24%,SO2减少90%,可以说
天然气是汽车最佳的清洁燃料。
2)运行费用低
近年来随着国际原油价格直线上升,国内汽油价格也随着不断上涨,而CNG价格一
直保持稳定,单价差额保持在1.4-2.0元左右,因此以CNG为燃料将大大降低车辆运行
费用。
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汽油与CNG性能对比表
燃料
93#汽油
CNG
热值
43.953MJ/Kg
35.21MJ/Nm3
密度
0.75Kg/L
0.7494Kg/Nm3
单位体积热值
32.96MJ/L
35.21MJ/Nm3
对单位体积热值的比较,用CNG取代汽油,1Nm3天然气相当于1.07L汽油。
以出租车日行驶300公里经济效益比较表:
燃料
93#汽油
CNG
百公里耗量
10.0L
9.35Nm3
单价
4.26元/L
2.10元/Nm3
日燃料成本
127.8元
58.9元
CNG1)运行费用低作为汽车燃料与LPG相对比具有以下优点:
CNG与LPG都是清洁的汽车燃料,但今年来LPG价格受国际原油价格影响较大,而CNG
价格相对稳定,从而使CNG作为汽车燃料相对于LPG大大降低了车辆的运营成本.
以出租车日行驶300公里经济效益比较表:
燃料
热值
单价
日消耗量
日燃料成本
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LPG
47.3MJ/Kg
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3.75元/Kg20.9kg78.4元
CNG
35.21MJ/Nm3
2.1元/Nm3
28.05Nm3
58.9元
车辆以CNG为燃料替代LPG每天燃料成本减少19.5元,降低了运行出租车的成本,
经济效益明显。
2)车辆故障率低
目前国内的LPG的杂质较多,有时会造成油路堵塞,导致车辆的维修量增大,影响
车辆运营,而CNG主要成份是CH4,纯度高,杂质少,燃烧充分,因此使用CNG为燃料车
辆故障率低。
3)运行安全
天然气相对密度(空气为1)小,为0.58~0.62,泄漏后很快升空,易散失,不易
着火;LPG密度比空气重,液态挥发有过程,易着火爆炸。
天然气爆炸极限为5.0%~15.1%,
LPG爆炸极限为1.5%~10%,故天然气比LPG泄漏着火的危险小。
2.6.3CNG的市场前景结论
通过CNG与汽油和LPG的对比,CNG是一种更清洁、更安全、更经济的替代车用燃料。
因此CNG作为车用燃料的市场前景非常广阔,随着CNG燃料市场的进一步扩展,必将为社
会创造巨大的经济效益和社会效益。
www.E
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第三章CNG用气量计算
3.1.1公交车、出租车数量
车用CNG加气子站项目市场用户主要针对的是市内公交车辆、出租车以及少量其它
CNG燃料汽车。
xx市现有公交车、出租车共计7953辆,其中出租车6500辆,其中以汽
油车为主,公交车1453辆,其中汽油车380辆,柴油车1073辆。
在所有的公共交通车辆
中有约有3000辆为LPG和燃油双燃料汽车,但由于LPG价格的不断上扬,LPG加气站
的经营出现萎缩的态势。
其它CNG燃料汽车主要是指在市内运行的的单位班车。
目前汽
油车CNG改装技术已经非常成熟,可以对汽油车直接进行CNG改造,柴油车由于改造成
本高,技术不成熟,不提倡直接改造,可以对现有柴油车进行淘汰更换,每年将将一定
数量的柴油车淘汰更换为CNG和汽油双燃料汽车。
根据目前xx市公交车和出租车的保
有数量以及发展趋势,对xx市公交车和出租车数量2006年至2020公交车、出租车数
量作如下预测:
年份
2006201020152020
名称
出租车(辆)
6500
6700
6950
7200
公交车
(辆)
汽油车
380
900
1550
1973
www.E
-1735柴油车
3.1.2车辆用气指标
-17351073
-1735673
-1735173
-17350
通过对xx市公交车和出租车的调查,每辆公交车的日行驶里程平均为200Km,每辆
出租车的日行驶里程平均为300Km,公交车百公里汽油消耗量平均为31.5L,出租车百公
里汽油消耗量平均约为10L。
其它CNG燃料汽车用气指标按与公交车相同进行考虑.
xx市公交车、出租车以及其它CNG燃料汽车用气指标表:
名称
年份
行驶里程(Km)百公里耗油量
(L)
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百公里耗气量
(Nm3)
CNG日消耗量
(Nm3)
公交车
200
xx市五座车用CNG加气子站建设项目可行性研究报告
31.529.4458.88
出租车
其它CNG燃料汽车
300
200
10
31.5
9.35
29.44
28.05
58.88
注:
1Nm3天然气相当于1.07L汽油。
3.1.3CNG燃料汽车用气量
2006、2010、2015、2020公交车、出租车气化数量、日加气量、年加气量预测:
年份
2006201020152020
名称
公交车
出租车
其它
CNG燃
料汽车
数量
气化数量
日加气量
(Nm3)
数量
CNG改装
数量
日加气量
(Nm3)
数量
CNG改装
数量
日加气量
(Nm3)
1453
250
14720
6500
800
22440
0
0
0
1573
1500
88320
6700
4800
134640
——
600
35328
1723
1400
94208
6950
5500
154275
——
700
41216
1973
1700
100096
7200
6000
163800
——
800
47104
www.E
-1557日总加气量(Nm
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