CNG加气站建设标准站技术方案.docx
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CNG加气站建设标准站技术方案.docx
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CNG加气站建设标准站技术方案
CNG标准站成套技术方案
1.0项目背景
根据山东XX公司提供的有关建站类型及参数,XXXXXX压缩机有限公司特编制CNG加气站工艺方案及设备选型与投资匡算,供用户选型与抉择。
2.0编制原则
本方案将社会效益和综合经济效益放在首位,遵循“以社会、经济效益为中心,以设备质量为重点”的原则,采用高标准、高技术的部件,以安全、可靠、实用、经济作为总原则,严格执行国家、行业有关标准和规范,确保整个标准站的运行安全、可靠。
3.0建站模式及规模
用户提供的建站主要要求如下表:
单台处理量650Nm3/h
建站模式
标准站,给天然气汽车加气
天然气压缩机
3台,开2备1
单台供气量
650Nm3/h
进气压力
0.6MPa~1.0MPa
排气压力
25MPa
储气装置
水容积4m3
售气机
3套
干燥系统
1套
4.0建站过程中及建站设备执行的技术标准
GB50028-98《城镇燃气设计规范》
GB50236-98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》
SY/T7546-96《汽车用压缩天然气》
API618-1995《用于石油、化学和天然气工业的往复式压缩机》
JB/T90115-1999《大型往复活塞式压缩机技术条件》
Q/JJJ64-2000《CNG压缩机技术规范》
GB50156-2002《汽车加油加气站设计与施工规范》
JB/T10298-2001《汽车加气站用天然气压缩机》
GB38361-83《爆炸性环境用防爆电器设备通用要求》
GB38362-83《爆炸性环境用防爆电器设备,隔爆型电气设备“d”》
GB50058《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》
GB4208《外壳防护等级》
GB150-1998《钢制压力容器》
GB/T3853-1998《容积式压缩机验收试验》
GB/T7022-1996《容积式压缩机噪声声功率级的测定》
GB/T7777-1987《往复活塞压缩机机械振动测量与评价》
5.0标准站工艺
5.1工艺简介
管道输送来的天然气首先经过过滤缓冲装置和计量,对进站气体进行计量,使气体较为纯净,压力趋于稳定,原气质不应低于国标GB17820《天然气》的Ⅱ类指标要求,能够保障压缩机系统正常运行。
经过预处理过的气体经过截止阀进入压缩机系统。
本压缩机系统采用3台W-1.55/(6~10)-250型天然气充瓶压缩机,单台小时供气量650~1000Nm3。
气体进入压缩机系统后,经过三级压缩使压力达到25.0MPa,级间气体通过水冷冷却器和油水分离器进入下一级。
压缩机的控制系统对整个系统进行信号采集、故障诊断、故障显示与保护停机、顺序启动/停机等全过程管理。
压缩后的高压气体通过干燥塔对高压气体进行过滤、除油吸附和再生等工艺,使高压气体质量达到国家有关标准,最后经过顺序控制系统控制,通过储气瓶组、加气机向天然气汽车加气。
5.2标准站工艺流程框图
6.0标准站系统设备配置
具体配置如下表:
序号
项目
主要设备-参数
数量
备注
1
预处理系统
紧急切断阀,缓冲罐-2m3,配套阀门、安全阀等
1套
XXXXXXX
2
压缩机系统
W-1.55/(6~10)-250型天然气压缩机,每小时供气量650~1000Nm3、包括底座、主机、级间冷却器、油水分离器、各级压缩段等
3台
XXXXXXXX
带控制柜
3
天然气干燥系统
后置再生式深度脱水装置-处理气量2000Nm3/h、包括过滤冷却、分离、加热等整套气体处理设备
1套
XXXXXXXX
回收罐及其配套阀门、管件、安全阀等
4
控制系统
压力控制器控制,控制软件自行开发;顺序控制盘。
1套
XXXXXXXX
5
储气系统
大容积无缝储气瓶组,水容积1.33m3的无缝钢瓶3只,配套阀门、管件、安全阀等,执行标准:
ASMEⅧ-2
1套
XXXXXXXXXXXXX
6
售气机
双枪售气机-带质量流量计、温度压力补偿
3台
7
安全系统
可燃气体浓度检测、报警并与压缩机、排风系统联动。
厂房排风系统。
1套
XXXXXXXXXXXX
8
冷却水循环系统
循环水用离心泵
1套
用户自备
冷却塔,带防爆电机
高频电子除垢器
水箱
7.0标准站设备特点说明
7.1预处理系统
该系统主要由缓冲罐、出现紧急状态时的控制阀门及旁通阀门组成,其各部分的作用如下:
▲缓冲罐:
使气体不直接冲击站内管道,并使天然气压缩机进口压力平稳,保证压缩机正常工作。
▲紧急控制阀门:
在加气站出现紧急情况时,可利用该阀门在远处将进站天然气截断,以防止发生事故或事故的进一步曼延。
7.2压缩机系统
本套压缩机系统采用固定式结构,公共底盘上容纳了压缩机主机、防爆电动机、控制系统、水冷式冷却器、气体回收及放空系统等,压缩机系统的主要特点如下:
▲天然气压缩机是天然气加气站的心脏,本套设备选用的压缩机为XXXXXXXXXXXXXXXXX压缩机有限公司生产的W型压缩机。
该机组采用我公司引进奥地利LMF公司W系列基础部件,可靠性高。
▲XXXXXXXX公司为我国最大的压缩机生产制造商之一,该公司已通过ISO9001质量体系认证和补军认证,所产压缩机性能可靠、质量优良,产品远销72个国家和地区。
▲压缩机气缸、填料采用少油润滑设计,活塞环、填料及气缸均具有较长的使用寿命。
压缩后排出的气体经过二级过滤器过滤后,气体中机油等液体含量不超过10ppm,固体颗粒最大直径不超过5μm
▲所有气阀、活塞环、填料均为国际著名品牌奥地利HOERBIGGER产品。
▲压缩机高压气缸表面采用离子氮化技术,提高气缸表面硬度,使气缸内腔磨损降低到最低值。
▲压缩机易损件更换时间可达8000小时以上。
▲压缩机采用防爆电机驱动,防爆电机与压缩机采用联轴器直联,传动效率高。
▲压缩机组采用混合冷却。
(气缸为自然风冷,中冷器为水冷)
7.3压缩机主要技术参数:
压缩机型号
W-1.55/(6-10)-250
压缩介质
天然气
结构型式
W型往复活塞式
压缩级数
三级压缩,一级双作用;二、三级正级差
进气压力
0.6~1.0MPa
进气温度
≤40℃
排气压力
25MPa
输气温度
≤环境温度+15℃)
排气量
650~1000Nm3/h
压缩机转速
980r/min
噪声声功率级
≤107dB(A)
防爆等级
dⅡBT4
润滑方式
曲轴、连杆、十字头压力润滑;气缸少油润滑
润滑油温度
≤70℃
润滑油耗量
≤150g/h
冷却方式
气缸为自然风冷,中冷器为水冷
联接方式
弹性直联
驱动方式
防爆电动机防爆等级dⅡBT4
电机功率
185KW型号YB2-355M1-6
启动方式
软启动
自动控制及保护
水压低、油压低、排温高、进气压力低和高、排压高自动报警(停机)
安装型式
固定有基础
各级排温
≤180℃
7.4主要供货范围
A设备部分(一台套)
天然气充瓶压缩机
1台
防爆电动机
1台
级间冷却系统
1套
操纵仪表系统
1套
气路系统
1套
润滑系统
1套
现场防爆电器元件
1套
公共底架(撬快)
1套
启动控制柜(非防爆)
1台
随机备件及专用工具
1套
B随机备件
本次提供的压缩机的气阀、活塞环、填料、刮油环均采用世界著名的奥地利HOERBIGGER公司产品。
使用寿命达8000小时以上,压缩机可以连续运行一约年无需更换这些易损件。
C随机工具
序号
代号
名称
单位
数量
备注
1
W43.311-1
拆阀工具
套
1
2
V33.311.2
盘车扳把
套
1
3
W43.311.2
活塞杆螺纹保护套部件
套
1
4
W43.311.3
螺母扳手
套
1
5
W43.311-1
套
件
1
D技术文件:
序号
名称
单位
数量
备注
1
使用说明书
份
1
2
质量证明书
份
1
3
合格证
份
1
4
装箱单
份
1
5
电气原理图及接线图
份
1
6
基础图
份
1
7.5后处理系统
天然气经过脱水、分离和除油装置后,可最大限度除去气体中的水分、杂质和油分,保证气体中所含油分≤10ppm、微尘含量≤5mg/m3、微尘埃粒子≤5μm、在常压下露点温度≤-55℃。
7.5.1本套设备采用双塔全自动再生干燥器,主要性能特点如下:
▲整体固定式双塔结构,可连续工作,不间断处理出洁净、干燥的气体。
▲干燥塔出口配置一级高效气液分离器。
过滤精度5μm,能有效除去干燥过程中,吸附剂粉末脱落造成的二级污染。
▲干燥塔壳体上设置压力表和温度表,直观显示工作压力及再生温度等工作状况。
壳体外表面覆盖高效保温棉及银白色波纹铝合金板,保温效果好,外观漂亮。
壳体上下封头设有加料口和排料口,方便更换吸附剂。
▲多点温度传感器监控,准确显示、控制加热器出口、再生气出口、冷却器出口温度,控制参数输入PLC中央处理器处理,并按设定程序控制动作,所有控制参数均能在控制器液晶屏上显示。
▲加热器过热保护开关,避免加热器干烧,保护电加热元件寿命。
7.5.2高压脱水装置主要参数如下:
项目
高压脱水装置1套
流量
2000Nm3/h
工作压力
25MPa
8.0标准站控制系统
8.1自动控制部分
▲控制系统以西门子PLC可编程控制器为核心,具有对电源、压缩机、生产环境及工艺过程进行全面监控的功能。
▲对供电电源、电动机启动系统及辅助电器等进行控制;具有电机过载、过流等保护;对主电机采用软启动方式,启动平稳,对压缩机电网无冲击,对供电容量要求较低。
8.2压缩机组控制及保护:
▲压缩机组控制及保护是此系统的核心部分,采用西门子PLC对监控点模拟量进行控制,共有如下功能;
a、压缩机设为手动启动运行和超压、故障自动停机;
b、一级进气压力、末级排气压力测控、显示;超标时压缩机自动停机;
c、各级排气温度测控、显示;当各级排气温度超高时压缩机声光报警后自动停机;
d、压缩机润滑油压力、温度测控并显示;当润滑油压力过低、温度超高时压缩机声光报警后自动停机;
e、(冬季)在润滑油温度过低时具备保护(禁止启动压缩机)功能;
f、具有手动停机的功能和紧急状态下的保护停机;
▲压缩机运行后通过自动顺序充气控制盘分三路给储气瓶组供气,自动顺序充气控制盘三路供气各自并联一路手动阀控制的供气管路,以备自动阀失灵时使用,开闭由用户手动控制进行选择。
8.3环境监控:
▲在压缩机房设有可燃气体浓度监测控制,超浓度报警并与风机电机和压缩机电机联动,自动抽风,同时压缩机电机自动停机,保障工作场所的安全性。
8.4人机界面—直观的控制方式:
▲采用西门子PLC与文本显示屏结合的系统设计,可显示和查阅整个流程中的监控点;并具有故障信息提示等功能;
标准站PLC具体控制项目及系统动作方式:
项目
状态
类型
动作
压缩机油压
低
压力表
报警、关断
压缩机水压
低
压力表
报警、关断
吸气压力
低/高
传感器
报警、关断
第一级排气温度
高
温度传感器
报警、关断
第二级排气温度
高
温度传感器
报警、关断
第三级排气温度
高
温度传感器
报警、关断
末级排气压力
高
压力传感器
报警、关断
站内天然气浓度
高
探测器
报警、排风、关断
驱动电机过载
探测器
报警、关断
紧急关断
开关
报警、关断
8.5配气自动控制:
▲压缩后的高压气体经过处理后,向高、中、低压储气瓶组顺序补气,直到储气瓶组内压力到25.0MPa。
有汽车加气时,再分别从低、中、高压储气瓶组取气,经售气机计量后给天然气汽车加气。
当储气瓶组中的气体压力低于最低设定值时,压缩机自动启动,将中压管网天然气压缩成高压天然气,经过处理后充入储气瓶组,也可以将处理后的高压天然气直接通过售气机充入天然气汽车中。
以上充气过程均可通过顺序控制盘进行自动化控制以达到合理、快速、高效的给汽车加气的目的。
▲储气瓶组最低压力设定值
项目
低压瓶组
中压瓶组
高压瓶组
瓶组内天然气补气压力,MPa
12.0
18.0
22.0
▲顺序取气系统—自动控制由高、中、低压储气瓶组及压缩机的取气,提高加气效率(此部分控制一般通过加气机控制系统实现);
▲紧急控制—当系统出现紧急情况时,可快速切断各高压气瓶向加气机的供气管路。
9.0储气系统
▲储气系统采用大容积储气瓶组,每站用1套(含3只钢瓶)水容积为4.0m3的大容积储气瓶,按高、中、低压配置,最大储气量可达到1185Nm3;
参数如下:
主要组成部分
储气瓶(3只)、框架、阀门等
工作压力MPa
25.0
工作温度℃
-40~65
设计压力MPa
26.5
设计温度℃
-40
充装介质
压缩天然气
水压试验压力MPa
34.5
气密性实验压力MPa
27.6
单只钢瓶水容积m3
1.33
总水容积m3
4.0
充装天然气总容积Nm3
1185
单只钢瓶规格mm
Φ610X29.3X6100
设备总重量kg
10700
10.0售气系统
售气系统采用双枪自动售气机,利用质量流量计来计量充入天然气汽车高压储气瓶中的压缩天然气流量,同时利用温度压力补偿对流量进行修正。
站内配置3台双枪售气机。
11.0加气站系统设备投资匡算
标准站1座处理气量600~1000Nm3/h
序号
项目
数量
单价(万元)
价格(万元)
1
预处理系统
1套
3.6
3.6
2
压缩机系统
3台
53.5
160.5
3
储气系统
1套
40
40
4
售气机
3台
16.5
49.5
5
天然气干燥系统
1套
26.5
26.5
6
控制系统(含顺序控制盘)
1套
8.60
8.60
7
安全系统
1套
3.6
3.6
设备投资总计(万元)
292.3
注:
1、储气系统按大容积无缝储气瓶组进行配置。
2、此报价仅为设备价格,不包括站区管道、阀门及管件、安装等费用。
CNG项目组
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX有限公司
二0XX年X月XX日
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