CNG加气站设计

本设计是日供应1。5万m3压缩天然气（CNG）加气站的设计。主要内容是根据天然气相关数据以及各种设计规范,进行天然气计量、调压、脱水、压缩、储存,主要参数的选择计算，并且对工艺管道的流量、管径、壁厚，作出详细的计算并写出计算过程。

本设计说明书共包括12个部分：在第一个部分主要介绍了压缩天然气加气站项目建设的背景、项目建设的必要性，第二部分主要对CNG加气站的气质参数具体分析与计算，得出了建CNG加气站的临界压力和临界温度；第三部分主要是建设规模；第四部分主要是天然气加气站的选址、场站建设的条件；第五部分主要介绍了加气站的总规划以及设计执行的主要标准及规；第六部分是本设计中最重要的环节，介绍加气站工艺流程、工艺方案特点以及工艺设备选型、管材、管阀件以及防腐，具体根据加气站的设计规模1。5m3/d的供气量进行各种设备的选型计算以及各种管件、仪器的选择。首先是根据供气量，通过计算确定压缩机,然后根据选择的压缩机的排气量依次进行调压站主要设备（比如过滤器、调压器、以及调压器前后管道）的选择计算，缓冲罐尺寸选择,压缩机后管道的计算选择，选择储气井储气,并进行了储气井的设计计算以及储气井的优化；废气回收罐的选择、及充气流程以及加气机的选择计算。第7部分到12部分主要介绍了加气站的各项配套设施，包括管道的消防设施，安全生产与工业卫生、绿化以及通信，节约能源和合理利用资源，环境保护等。 关键词：加气站；压缩机;脱水装置；储气井；加气机

I I

Abstract

The design of the subject is： on the supply of 15，000 m3 of compressed natural gas (CNG) filling stations design. The main contents of the relevant data is based on natural gas as well as the design specifications for natural gas measurement, voltage regulator, desulfurization, dehydration, compression， storage， the choice of the main parameters of the calculation， and process pipe flow， pipe diameter， wall thickness， in detail calculation process to calculate and write。

The design specification, including a total of 13 parts: the first introduced some of the major projects on compressed natural gas filling stations in the background, the need for project construction， The second part of the main character of the CNG filling stations and calculation of parameters of a specific analysis， to build CNG filling stations reached the critical pressure and critical temperature， The third part is the scale of construction； fourth part is the location of natural gas filling stations, the station building conditions； fifth introduced some of the major stations of the total planning and design of the implementation of the main standards and regulations; Part VI is the design of the most important aspects on process stations， the characteristics of technology programs, as well as selection of process equipment， pipe, pipe valves， as well as anti—corrosion and concrete in accordance with the design of stations the size of the volume of the gas supply to a variety of Selection computing equipment and a variety of pipe fittings, the choice of instruments. The first is based on gas volume, determined by calculating the compressor， and then depending on the chosen displacement compressor regulator station in order to carry out major equipment (such as filters， voltage regulator， as well as the regulator before and after the pipe） option， the buffer tank size selection， the calculation of the compressor after the pipeline option, choose gas wells and gas wells in the design calculation and optimization of gas wells。 And the design of the gas wells and gas wells in the calculation optimization; gas tank recovery options, and the inflatable air-flow and increase the choice of the calculation. Part 7 to 13， introduced some of the major stations of the supporting facilities, including pipeline fire facilities， industrial hygiene and safety in production, green and communications， energy conservation and rational utilization of resources， environmental protection, etc.

II

Keywords： filling stations； compressor； dehydration device; gas wells； filling machine

III III

目 录

摘要 ........................................................................................................................................ I ABSTRACT ........................................................................................................................ II 1 总论 ................................................................................................................................... 1 1.1 项目名称 .................................................................................................................... 1 1.2 编制依据和原则 ........................................................................................................ 1 1。3 施工及验收执行的主要规范 .................................................................................. 2 1.4 项目建设的背景及建设的必要性 ............................................................................ 2 1。5 项目概况 .................................................................................................................. 5 2 气源及市场分析 ............................................................................................................... 7 2.1 气源状况 .................................................................................................................... 7 2。2 气质参数 .................................................................................................................. 7 2。3 天然气基本性质 ...................................................................................................... 8 2.4 压力等级 .................................................................................................................. 10 3 建设规模 ......................................................................................................................... 11 3。1 建设规模的确定原则 ............................................................................................ 11 3。2 推荐建设规模及理由 ............................................................................................ 11 4 项目选址 ......................................................................................................................... 12 4.1 站址选择 .................................................................................................................. 12 4。2 场站建设条件 ........................................................................................................ 12 5 总图设计 ......................................................................................................................... 14 5。1 设计执行的主要标准及规范 ................................................................................ 14 5.2 总平面设计 .............................................................................................................. 14 5.3 竖向设计 .................................................................................................................. 14 6 工艺 ................................................................................................................................. 16 6.1 设计执行的主要标准及规范 .................................................................................. 16 6。2 成品气气质要求 .................................................................................................... 16 6.3 工艺流程简述 .......................................................................................................... 16

IV

6。4 工艺方案特点 ........................................................................................................ 17 6.5 工艺计算 .................................................................................................................. 18 6。6 工艺设备选型 ........................................................................................................ 28 6。7 工艺布置 ................................................................................................................ 36 6。8 管材﹑管阀件及防腐 ............................................................................................ 36 6。9 焊缝检验及试压、吹扫 ........................................................................................ 37 7 监控与数据采集系统 ..................................................................................................... 39 7。1 设计依据 ................................................................................................................ 39 7.2 设计内容 .................................................................................................................. 39 7。3 系统配置及自控方案 ............................................................................................ 39 7.4 仪表选型 .................................................................................................................. 39 7.5 通信 .......................................................................................................................... 40 8 消防 ................................................................................................................................. 41 8。1执行的主要标准及规范 ................................................................................... 41 8。2工程概况 .............................................................................................................. 41 8。3 消防 ...................................................................................................................... 41 9 安全生产与工业卫生 ..................................................................................................... 44 9.1 设计依据 .................................................................................................................. 44 9.2 工程概述 .................................................................................................................. 44 9.3 生产过程职业危险、危害因素分析 ...................................................................... 45 9.4 安全措施方案 .......................................................................................................... 45 9.5 安全机构设置及人员配置 ...................................................................................... 47 10 环境保护 ....................................................................................................................... 48 10.1 执行的环境保护标准 ............................................................................................ 48 10.2 环境保护说明 ........................................................................................................ 48 11节约能源和合理利用能源 ............................................................................................ 50 11。1 用能特点及节能原则 .......................................................................................... 50 11.2 能耗构成分析 ........................................................................................................ 50 11。3 节能措施 .............................................................................................................. 50

12 结论 ............................................................................................................................... 51 13 总结 ............................................................................................................................... 51 14 参考文献 ....................................................................................................................... 53

绵阳市某CNG加气站设计

1 总论

1.1 项目名称

项目名称：绵阳市某CNG加气站设计

1。2 编制依据和原则

1。2.1 编制依据

(1）绵阳市城市规划管理局批准的规划红线图；

（2)绵阳市公交压缩天然气有限责任公司提供的天然气气质分析报告气质资料； （3）设计遵循的主要标准、规范 ①《建筑设计防火规范》GB50016-2006；

②《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156—2002（2006版）; ③《城镇燃气设计规范》GB50028—2006;

④《建筑物防雷设计规范》GB50057-1994（2000版）； ⑤《工业企业噪声控制设计规范》GBJ87—85；

⑥《压力容器安全技术监察规程》（1999)质技监局锅发1号; ⑦《压力管道安全管理与监察规定》（1996)劳部发140号；

⑧《气瓶安全监察规定》（2003）国家质量监督检验检疫总局 第46号 ;

1.2。2 编制原则

（1)严格遵循国家有关法规、规范和现行标准，做到技术先进、经济合理、安全适用、便于管理。

（2）在城市总体规划的指导下,结合国民经济和社会发展现状，充分考虑绵阳燃气汽车需求特点和发展趋势，合理确定设计规模。作到统筹兼顾、合理安排、远近结合、切实可行，坚持需要和可能相结合，避免浪费投资和二次投资。

(3)坚持科技进步,积极采用新技术、新工艺、新设备，站的设计中尽量采用性能好、技术先进、操作方便、可靠耐用的国产工艺设备，降低工程造价，同时确保加气站安全运行。工艺仪表适当选用自动化程度较高的仪表,辅以就地检测、指示、记录. (4）综合考虑三废治理和节约能源。做到环境保护与经济效益并重，遵循可持续发展的原则。

(5)站的总体布局、建筑结构设计严格按照消防的有关安全规定，始终将安全放在突出位置考虑.

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1.3 施工及验收执行的主要规范

(1）压力容器的安装及验收、管理按《压力容器安全技术监察规程》（1999）质技监锅发1号文件；

(2)油、天然气管道加工、焊接、安装应符合现行国家标准《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》（SH3501-2002）的有关规定执行.

（3)压力管道的安装及验收按《压力管道安全管理与监察规定》执行。

1。4 项目建设的背景及建设的必要性

1。4。1 项目建设的背景

1。4.1。1 调整交通能源供应结构，缓解油源紧张状况

由于我国石油资源不足,需求矛盾突出,预计近10年来我国石油产量的增幅不会加大,越来越多地依赖进口,2005年中国石油消费量为3.17亿吨,其中净进口石油1。36亿吨,对进口石油依赖速度超过40％。而目前国际原油价又一路飚升,国内油价居高不下，资源紧张局面在加剧，这种状态直接影响到我国的能源安全。调整交通能源供应结构，缓解油源紧张状况，寻求可替代的能源,成为当务之急.作为清洁能源的天然气正是理想的替代者.随着经济的不断发展,我国对能源的需求逐年上涨,能源短缺问题亦日益突出，对经济的发展形成了巨大的威胁，目前我国成品油消费量已经跃居世界第三位，在未来10年内还将以每年4.3％的速度增长，这在全球是绝无仅有的。最近3年，中国的汽车销量一直以两位数的速度增长，而中国目前每年约1450亿升的油品消费中，车用油需求量为760亿升。国内成品油零售市场面对外资的进入和参与竞争，加快加气站建设是占领终端零售市场的关键.

1。4.1。2 减少污染，满足改善大气质量,实施可持续发展的需要

2007年我国汽车消费量达到800万辆，汽车拥有量约5700万辆，《中国汽车产业“十一五”发展规划纲要》预计2010年我国汽车化水平达到40辆/千人（目前我国是44辆/千人）,拥有量约4600多万辆,该目标目前已提前达到。汽车尾气中CO、NO2及CH化合物等主要污染物质对城市大气环境的污染日趋严重，污染浓度的实际分担率已超过60%。而使用天然气对环境污染较小，资源也相对有保证，以气代油就成为一种必然趋势。 1.4.1。3 加气站建设情况

随着燃气汽车推广范围的不断扩大,我国燃气汽车已经逐步形成区域化发展的模式,川渝区域、东北区域正在形成。纵览我国燃气汽车重点推广应用城市的分布情

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况，大致可以分为：川渝区域、东北区域、长江三角洲区域、京津区域、中原区域、广深区域和海南区域等.

表1.1 燃气汽车及加气站主要城市数推广情况（截至到2004年底)

燃气汽车(辆） 燃气汽车加气站(座） 城市（地区） CNGV CNGV 北京市 上海市 天津市 重庆市 四川省 海南省 乌鲁木齐 长春市 西安市 广州市 哈尔滨市 济南市 青岛市 银川市 廊坊市 濮阳市 20 175 850 185 52461 1841 5398 200 10497 － － 1400 － 2 1910 3514 27 4 5 46 185 7 30 2 27 － － 3 － 4 5 8 四川是国内最早开发天然气汽车的地区，同时又是一个缺少石油而富产天然气地区,天然气主要用于化肥生产和民用燃料,发展CNG汽车用天然气，是今后10年的发展方向,也是实现经济可持续发展的需要.

根据省的部署，到2010年，CNG加气站发展到400座，CNG汽车保有量发展到10万辆,并建成一个国家级天然气汽车检测中心，《四川省关于加快发展压缩天然气汽车产业的通知》规定，成都、绵阳、德阳、泸州4个示范城市的公交车、出租车、环卫车必须改装成天然气汽车，不改装的收取排污费，新车不改装不准上户，逐步扩大天然气的应用范围。

目前绵阳市区已建CNG加气站10座，其供气规模如下表1.2

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表1.2 供气规模

序号 1 2 3 4 总计

规模（万Nm/d） 1。0 1.5 2。0 3.0 3数量（座） 3 3 3 1 10 小计（万Nm/d） 3.0 4.5 6.0 3.0 16.5 3随着市区经济的快速发展及城区规模的不断扩大，以天然气为燃料的公交车、出租车以及部分私家车将有不同程度的增多。因此，对CNG加气站的需求随之增加.据统计，绵阳市市区目前以天然气为燃料的汽车共有5300辆，大致情况如下表1。3

表1。3 绵阳市市区CNG加气车辆统计

车辆类型 市区公交车 出租车 社会车辆 数量（辆) 1000 2400 1900 压缩天然气需求量（万Nm/d） 7。62 8.71 4。28 3绵阳现有加气站总的加气规模为16.5万立方米/日，而目前车用天然气的需求量达20。61万余立方米/日，已远不能满足CNG汽车的用气需求，加气难的问题较严重。

1。4。2 项目建设的必要性

1.4.2.1 有利于改善生态环境，减少城市大气污染

机动车尾气中一氧化碳、氮氧化合物及碳氢化合物等主要污染物质对环境空气浓度的实际分担率已超过60％，环境空气已从煤烟型污染为主转变为煤烟—机动车尾气复合型污染。用天然气作为动力与使用汽油作为动力相比较,汽车尾气中一氧化碳可减少97％，碳氢化合物减少72％，二氧化硫减少90%,噪音减少40%，导致人体呼吸道疾病及癌症的苯、铅粉尘等减少100%，从而有效地缓解了汽车污染的排放，进而改善大气环境.目前,四川省对汽车的环保要求达到欧Ⅱ标准，凡符合该标准的将发放绿色环保标志，而使用压缩天然气的汽车将直接发放绿色环保标志，CNG己逐渐形成一个产业。

1.4.2。2 有利于合理利用资源，充分发挥“川气”的优势

四川省是一个天然气储量较为丰富而石油相对短缺的内陆省份.目前已探明地质储量5199.66亿立方米,到2005年底天然气产量135。80亿立方米,而市场需求仅为106。亿立方米，四川地区天然气已供大于求。四川又是一个贫油省，必须发展天

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绵阳市某CNG加气站设计

然气汽车,改变汽车燃料结构,充分利用“川气”储量较丰富的优势，有利于社会经济可持续发展。

1。4。2.3 有利于促进CNG汽车工业的发展

根据规划,到2010年，四川CNG汽车将达到10万辆,CNG加气站将达到400余座，进而带动与天然气汽车相关的机械制造、汽车、高压储运、电子电器、仪器仪表等行业的发展，促进社会经济的发展。

1。4.2。4 有利于加速“油改气”车的改装步伐

随着国家2006年发出的调价方案，将上调0号柴油和90号、93号、97号汽油价格。今年，97号汽油更是一举突破6元/升大关，达到6。60元/升。受国际油价连续升高的影响，油价在2006年的第二次调整后创下历史新高。目前，油价已经达到93号6。15元/升，油价的上涨令汽车使用天然气的价格优势表现得更为明显。以出租车为例，目前天然气价格为2。70元/立方米，出租车使用天然气要比烧油节省三分之一左右.出租车跑一天,如果烧油大概需要油费140—150元;而烧气只需90—100元,每天少花50元左右的费用.显著的经济效益,将更加有力地刺激更多的出租车、公交车和私家车加入到这一行业中，也吸引广大汽车生产厂商开始注重生产以天然气为燃料的轿车。

1.4。2。5 有利于提高城市服务功能

作为城市加气站点，是重要的城市交通配套基础设施，是城市综合功能的组成部分，加气配套设施的建设，对提高城市服务功能,改善工作、生活及投资环境起着十分重要的作用。投资建设绵阳公交圣水CNG加气站，既方便过往车辆,还能为业主带来良好的投资收益和较好的广告品牌效应,还有利于当地税收收入的增加，有利于改善能源结构，缓解能源需求紧张的局面，促进区域内经济的发展.项目的建设是完全必要的。

1.5 项目概况

1.5。1 地理位置

本项目位于绵阳市涪城区绵江景观大道（圣水寺河堤公路旁),道路开口位于河堤公路上，地势开阔,为城市规划的加气站建设项目，站区周围四面地势开阔，西侧为公交公司第四总站，北侧为河堤公路，其余为公交公司停车场，符合建加油加气站的相关规范要求。

1。5.2 建设规模

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全站按固定站设计，建设初期，日生产压力为25MPa的压缩天然气1.5 万Nm3

（总规模3万Nm3/d),储气装置总容积16m3(水容积）。

压缩机系统内部（压缩机与冷却装置）安装系统管道由压缩机供应商自行确定；压缩机系统出口至储气井、加气区的高压输气管道为不锈钢（1（0）Cr18Ni9（Ti)）无缝钢管，全部采用焊接或管接头。

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2 气源及市场分析

2。1 气源状况

该站气源由距该站约9公里处的中石油西南油气田分公司天然气主干管引进。西南油气田公司是中国石油天然气股份有限公司的地区公司。公司主要经营四川、西昌盆地的油气勘探开发、炼油化工、油气集输和销售业务，现辖重庆、蜀南、川中、川西北、川东北五大油气区，有在册员工2.13万人,另有托管四川石理局人员1380人。本工程气源来自川西北区。159×6天然气管上引进,其供气规模为1.5万Nm3/d，供气压力0.3~0。45MPa。

2.2 气质参数

表1.4 气质参数

甲烷CH4 乙烷 丙烷 正丁烷 异丁烷 正戊烷 异戊烷 氮气C2H6 C3H8 C4H10 C4H10 C5H12 C5H12 N2 二氧化碳CO2 0。52 硫化氢H2S 0.012 94.48 3.87 0.58 0。084 0。013 0。014

0.039 0。21 7

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表1.5 低级烃的基本性质

容积组分 CH4 C2H6 30.07 C3H8 C4H10 C4H10 C5H12 C5H12 CO2 H2S 34。07 密度ρ Kg/ Nm3 动力粘度 μ×10-6Pa·S 运动粘度 ν×10-6 m2/S 临界温度Tc（K) 临界压力Pc（MPa) 4. 4。88 4。39 3。65 3.65 3.34 3。35 7.386 -- 3。39 191。05 305.45 368。85 425。95 407。2 470.35 452. 304。2 —— 126.2 14。50 6。41 3.81 2。53 —— 1.85 —— 7。63 7.63 13。30 10。39 8.60 7。50 6。83 —— 6。35 -- 11.670 11。67 16。67 0。71 1.35 2。01 2.70 2.701 3。45 3。45 1。53 1。53 1。25 N2 28。01 分子量M 16。04 44。09 58。12 58。12 72.15 72。15 34。07 2.3 天然气基本性质

（1） 混合气体平均分子量 M=1) =

1(M CH4×CH4％+MC2H6×C2H6％+MC3H8×C3H8％+MCO2×CO2％+MH2S1001YnMn （2。100×H2S+M C4H10×C4H10%+MN2×N2％ +M C5H12×C5H12% ) =

1×（16.043×94。48+3。87×30。070+0。58×44。097+0。52×44.0098+0。100018×34.076+0。197×58.124+0。21×28。0134+0。045×72。151） =17.024 混合气体平均密度

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ρ=

1100 Yii （2.2）

=

1×（94。48×0。7174+3.87×1.3553+0.58×2.0102+0.52×1。9771+0.018100×1。5363+0。197×2.6912+0.21×1。2504+3。4537×0.045) =0.7619Kg/ Nm3 混合气体相对密度 S=

0.76191.293=

1.293=0。5 （2） 混合气体动力粘度 各组分的质量成分，按公式gi=

YiMiYiMi×100 YiMi=100×M=1702。4

gCH4=

YCH4MCH494.4816YiMi×100=.0431702.4×100=95。69

gC2H6=

YC2H6MC2H63.8730.070YiMi×100=1702.4×100=0.09

gC3H8= YC3H8MC3H8YiMi×100=0.5844.0971702.4×100=0。16

gCO2=YCO2MCO2YiMi×100=0.5244.00981702.4×100=0。33

gH2S=

YH2SMH2SYiMi×100=0.01834.0761702.4×100=0。39

gC4H10= YC4H10MC4H10YiMi×100=0.19644.0971702.4×100=0.16

gC5H12= YC5H12MC5H12YiMi×100=0.04572.1511702.4×100=0.16

gN2=

YN2MN20YiMi×100=.2128.01341702.4×100=3。36

混合气体动力粘度

9

2.3)

（ 西南石油大学本科毕业设计

ggiii100106= 95.690.090.163.360.010.330.3910.3938.6007.50216.6718.35514.02311.670=10.53106PaS

（3） 混合气体运动粘度

10.53106υ===14.399×10-6 m2/S (2。4）

0.7313（4） 混合气体的临界温度

Tc=

=

15） yiTci （2。

1001×(94。48×191。05+3。87×305.45+0。58×368.85+0。21×126。2+0。10052×304.2+0.197×425.95+0.045×470。35) =197.36 K

（5） 混合气体的临界压力

Pm。c= =

1yiPci （2.6) 1001（94。48×4。+3.87×4.88+0。58×4.40+0.21×3。39+0。52×7.39+0。100197×3。61+0。045×3.34)

=4。65 MPa

2.4 压力等级

低压系统： 0。30～0.45MPa 增压系统: 0。30~25。0MPa 储存系统: 25.0MPa 高压充装系统： 25。0MPa

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3 建设规模

3.1 建设规模的确定原则

《汽车用加油加气站设计与施工规范》GB50156-2002（2006年版）中规定压缩天然气加气站储气设施的总容积应根据加气汽车数量、每辆汽车加气时间等因素综合确定，在城市建成区内单独的CNG加气站不应超过18m3，加油和加气合建站不应超过12m3，由于压缩天然气的储气设施主要是起缓冲作用的,储气设施容积大,天然气压缩机的排气量就可小些，压缩机工作的时间就可长些，压缩机利用率可以得到提高,购置费可以降低。

对于一个加气站，其日压缩天然气生产量主要是根据市场需求量来确定处理能力，必须作到统筹兼顾、合理安排、远近结合、切实可行，坚持需要和可能相结合，避免浪费投资和二次投资。

3。2 推荐建设规模及理由

现目前绵阳市机动车共有5300辆，一天需压缩天然气约20.61万立方米。随着绵阳市经济的快速发展及城区规模的不断扩大，预计绵阳市今后以天然气为燃料的汽车将以5％以上的速度增长，而绵阳现有的CNG加气站，总的加气能力为16。5万Nm3/日，此供气量远不能满足车辆需求,加上部分加气站建设年限已久,长期处于超负荷状态。同时绵阳市公共汽车公司第四总站地处绵阳市涪城区绵江景观大道出口区域，因该片区无CNG加气站，致使超过300辆公交车需穿越城区到其他加气站加气，即增加了运行成本，加重了城市交通压力，同时还带来了许多安全隐患。因此结合公司气源情况,新建站设计目前建设规模日供气量1.5万Nm3，同时为了后期发展,本站推荐设计规模按后期扩容后可达到日供气规模3万Nm3，根据规范要求，考虑安全因素,其储气能力推荐为16m3（水容积）地下储气井。

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4 项目选址

4.1 站址选择

4.1。1 站址选择原则

（1）加气站的选址必须服从绵阳市总体规划的用地安排。

(2）加气站与周围建、构筑物的防火间距必须符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016-2006、《城镇燃气设计规范》GB50028—2006、《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2002（2006版)的规定,并应远离居民稠密区、大型公共建筑、重要物质仓库以及通讯和交通枢纽等设施。

（3)加气站站址应具有适宜的地形、工程地质、供电和给排水等条件,交通方便. (4)加气站应少占农田,节约用地并应注意与城市景观协调.

4.1.2 站址确定

为保障加气站的用气需要,同时降低投资费用及运行成本，经规划局审核,加气站选择在绵阳市河堤公路旁，该处居住人口少，水、电、交通便捷.建站条件好，车流量稳定,能兼顾部分过境车辆与本市交通车辆的加气需求，经营位置良好，供水、供电、供气条件具备.

4。2 场站建设条件

4。2。1 城市、地形、地貌等情况

绵阳市位于四川盆地西北部,涪江中上游地带。地理坐标为:东经103°45′~105°43′，北纬30°42′～33°03′.东邻广元市的青川县、剑阁县和南充市的南部县、西充县；南接遂宁市的射洪县;西接德阳市的罗江县、中江县、绵竹县；西北与阿坝藏族羌族自治州和甘肃省的文县接壤。市辖涪城区、游仙区和三台县、盐亭县、梓潼县、安县、北川羌族自治县、平武县6县，代管江油市和省科学城办事处。全市共计9个县（市、区)和1个县级办事处，此外还直辖绵阳高新技术产业开发区、绵阳科技城科教创业园区、绵阳科技城现代农业示范区。全市现有乡镇建制277个，其中乡134个，镇143个,农村村委会3418个，村民小组25698个,城市事处19个，城镇社区居委会392个，居民小组2733个.全市幅员20249km。市区建成区面积55平方公里,城市人口60万。

畅通便捷的交通,把绵阳与世界各地连在了一起.成绵、绵广高速公路在此交汇，

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绵阳市某CNG加气站设计

宝成铁路穿境而过。这里拥有二类铁路口岸和公共保税仓库；南郊机场已开通可达北京、上海、广州等航班；正在建设中的集装箱货栈打通了陆海联运的快捷通道，以绵阳为中心的陆、海、空联运立体运输网络已经形成。

4。2。2 地震情况

根据《建筑抗震设计规范》 GB 50011-2001的规定：绵阳市区为6度地震烈度区。

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5 总图设计

5.1 设计执行的主要标准及规范

（1)《建筑设计防火规范》GB50016-2006;

(2)《汽车加油加气站设计与施工规范》GB 50156—2002（2006年版）；

5。2 总平面设计

5.2。1 总平面布置原则

(1)符合《建筑设计防火规范》、《汽车加油加气站设计与施工规范》等有关规定.

(2)根据生产功能和危险程度进行分区布置，与竖向设计统一考虑。 (3）具有良好的操作空间和巡查路线，保证工艺流程、人员、车辆顺畅。 （4）布置适当紧凑并与周围环境协调,既要满足生产要求又要节约用地。

5.2.2 功能分区

站区在河堤公路一侧开设10m宽的进出口各一个用于出租车、私家车等社会车辆在进出该加气站使用。同时在面向停车场（加气棚另一侧)面开设12m宽的进出口，供公交车加气使用。加气区设在站区开阔处，即站区。站房设在站区西北面，生产区（包括低压配气区、压缩机房、仪表间、储气井、高压脱水）位于站区东南面，储气井设隔离防撞栏与站内车道隔离，各功能区相对，减少了彼此的干扰。生产区与加气区、站房之间用绿化带或隔离栏隔离，这样布置既方便了管理又减少了安全隐患.

5。2.3 消防通道

本站进出站车道净宽10m,南北方向两侧均有车辆进出口,尤其是公交停车场内地面平整宽阔，方便消防车辆进出,和社会车辆进出口形成循环消防通道。

5。2。4 站区绿化

站内绿化以分散绿化和集中绿化相结合，绿化种类有草坪及灌木.在道路两侧、围墙内侧、房屋四周尽可能布置绿化，以改善站区的工作环境，配合城市绿化工作.

5.3 竖向设计

5。3.1竖向设计的原则

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绵阳市某CNG加气站设计

（1）与总平面布置统一考虑,合理确定各类场地和建筑物设计标高。 （2）结合生产工艺要求和运输要求,使竖向顺畅. （3）确定地坪标高时，防止填土过深加大工程量.

5。3。2站区标高及排水组织方式

站区地面自然标高略高于站外道路.站区场地经回填后利用自然找坡有组织地排向站内检查井再排入站外排水沟，最后排向城市雨水管网内。

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6 工艺

6.1 设计执行的主要标准及规范

（1）《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156—2002（2006版）; （2)《车用压缩天然气》GB18047—2000；

（3）《压力容器安全技术监察规程》（1999)质技监局锅发1号； （4）《压力管道安全管理与监察规定》(1996）劳部发140号；

6。2 成品气气质要求

根据《车用压缩天然气》GB18047-2000的规定：车用压缩天然气站内储存压力≤25MPa，在常压下露点温度≤—62℃，微尘含量≤5mg/Nm3，微尘直径小于5μm，H2S含量≤15mg/Nm3。

6。3 工艺流程简述

6.3.1工艺流程设计的原则

CNG加气站工艺流程的设计，影响到建站投资及运行成本、站的运行效率、长期运行中对各种因素变化的适应性及运行的安全可靠性。加气站的工艺设计应根据气源条件、环境状况、加气量和加气车辆的特点，经综合分析和技术、经济对比后确定.由于加气站发展至今,其工艺流程已相当成熟，根据现行国家标准《车用压缩天然气》GB18047—2000和《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2002(2006版)的规定，CNG加气站的工艺流程应包括以下几个部分：原料天然气气质处理(过滤)、计量、调压及天然气增压、高压天然气储存及分配、天然气充装。

6。3.2工艺流程简述

从西南油气田主干管来的天然气压力约0。30～0.45MPa的原料天然气进站后，经过过滤调压、将压力稳定至0.3MPa，然后经缓冲进入天然气压缩机。经过压缩机增压后，天然气压力达到25Mpa；再进入后置高压脱水装置深度脱去其中的水分，使其露点达到或低于-62℃（常压下），脱水后的高压天然气由顺序程控盘进入高、中、低压三组储气井储存,再经加气机向车辆加气,或直接由压缩机经加气机向汽车加气.当车载储气瓶内的压力达到20MPa时,自动关闭充气阀门。接着将站内储气井压力加到25MPa后,自动停机。

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6。4 工艺方案特点

6。4.1 进站安全切断系统

进站天然气管道上设置有自动紧急电动切断阀，采用气-电连动方式，在站内出现天然气泄漏等紧急情况时可自动切断天然气进气，保证安全。

6.4。2 高压管道切断系统

在高压管道上设有双手动切断阀，在站内出现加气区高压管道破裂或站内天然气泄漏等紧急情况下可切断储气装置到加气机管道供气，保证安全。

6。4。3 调压系统

考虑到管道来气压力存在不均匀的波动，为保证压缩机进气压力平稳，使压缩机能尽可能在其最佳设计点工作，避免超压停机保护，站内设置一套调压系统（调压系统在调压柜内)。

6。4.4 硫化氢在线监测系统

从建设方提供的天然气气质分析报告看：原料气中硫化氢（H2S)含量≤15mg/m3(标准状态）,根据《车用压缩天然气》（GB18047—2000）的规定，成品车用压缩天然气中硫化氢（H2S）含量应≤15mg/m3(标准状态）,该天然气符合气质要求。所以不设脱硫塔，为了长期保证成品气的质量，防止气源情况发生变化,本次设计中站内需设置监测天然气中的硫化氢含量的设备,故在脱水装置后管线上安装在线H2S检测仪,同时在站区内预留脱硫塔位置,如发现硫化氢含量超过15mg/m3(标准状态），则必须增设脱硫设备后再运行生产。

6.4。5 天然气含水分析系统

在脱水装置上设在线微量水分析仪，实时监测脱水后天然气中的水含量，二次仪表设在仪表间内，如发现露点高于—62℃（常压下)，则自动报警。

6。4.6 全站安全监控系统

站内设置可燃气体报警器，监测压缩机房、仪表间、加气区等处的泄漏天然气浓度，同时可燃气体报警器与压缩机控制柜及进气管线电磁阀、高压管道电磁阀连锁，可自动切断。

6。4.7 自动化控制系统

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全站可实行自动化的分散式控制管理，以单片机及可编程控制器为核心,采用温度及压力传感器实现各级压力超压，油、水压低压报警和过载保护，自动记录、故障显示。

6.4.8 工艺冷却系统

考虑到水冷效率高,本站压缩机拟采用水冷却方式,脱水装置采用空冷方式进行冷却。

6.4.9 高压管道及设备的安全泄放

站内各级安全泄压天然气根据泄放压力不同,分高、低压两级在站内放空点集中泄放，避免因分散泄放带来的安全隐患；

6。4。10 废气回收系统

压缩机系统各级排污泄放天然气进入废气回收罐，在废气回收罐内设置有高效过滤分离装置，将排污气中所含油水分离出去，油水沉积在罐的底部，天然气经上部排出进入缓冲罐，从而达到保护环境及减少浪费的效果.

6.5 工艺计算

6。5。1管径基本参数

天然气进气压力： 0.30~0。45Mpa 工作压力：

（1）压缩机一级进气系统段工作压力为0。3MPa

（2)压缩机出口至储气井、充装系统工作压力为25。0MPa. 设计压力:

（1）压缩机一级进气系统段设计压力为0。45MPa （2)压缩机出口至储气井、充装系统设计压力为27.5MPa。 设计温度：

(1）最高设计温度: 50。0℃ (2）最低设计温度：—20.0℃ 管道设计流速:

（1）压缩机前设计流速：20m/s (2)压缩机后设计流速：4m/s 6。5.2 管径计算

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根据计算公式： d=18。81)

式中:Q ┄ 流量（Nm3/h）

V ┄ 流速(m/s） d ┄ 管路内径（mm）

Q （6。V（1）压缩前管径计算:假设管道中流速为20m/s,则

d0.0188Q6250.01880.105m105mm v20取d=108mm，则管内实际流速为：

v0.01882Q62520.018818.9m/s d20.1082初步选取无缝钢管φ108×3.5mm.

钢质燃气管道直管段计算壁厚应按下式计算： 由《燃气输配》P52的公式来选择管的壁厚：

PDC （6.2)

2sF式中：δ—-管道的壁厚（mm)；

P——管道的设计压力（Mpa ）(相对压力）;

s—-管材的最低屈服强度（Mpa）;

D——管道的外径（mm）；

Φ—-管道的纵向焊缝系数，无缝钢管1.00，双面埋弧焊钢管0.85，单面埋弧焊钢管0。80；

Kt——管道强度的温度减弱系数,当气体温度在120℃以下时为1。0； C——腐蚀裕量，对于净化气为0mm，微腐蚀气体为1mm，中等腐蚀气体为2mm，强腐蚀气体为3mm；

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F——强度设计系数，见下表6.1

表6。1 强度设计系数F值

地区等级 一 二 管线所建地区 户数在15户或以下的区段 户数在15户以上、100户以下的区段 户数在100户或以上的区段，包括市郊居住区、 三 商业区、工业区、发展区以及不够四级地区条件 的人口稠密区 是指4层及4层以上楼房(不计地下室层数） 四 普遍集中、交通繁忙、地下设施多的区段 0.40 0.50 强度设计系数 0.72 0。60

则将数据代入公式(6.2)得:

PDC

2sF0.451082

22500.51 =

=0.2+2

=2.2mm〈3。5mm(所选管径壁厚符合要求）

（上式中s查《燃气设备与燃气用具手册》P299为250Mpa，F取0.5，Kt取1，C取2mm）

所以压缩前选取无缝钢管φ108×3。5mm （2）压缩后管径计算:

压缩机排气压力为25Mpa，由上面天然气基本物理化学计算结果可知：Tm.c=197.36K,Pm。c=4。61 Mpa.取压缩机排气温度为40℃计算，工作压力小于或等于25 Mpa的天然气工艺管道可选用10、20号钢或具有同等性能的高压无缝钢管，其技术性能应符合现行国家标准《不锈钢无缝钢管》（GB/T 14796）的规定.

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所以 Tr PrT3231. Tm.c197.36P255.37 Pm.c4.65查《燃气输配》P10图1—4,得压缩因子Z=0.94 在此情况下，校核压缩机后管道的体积流量为：

Q'QP0T'0.101325323Z8000.943.60m3/h P'T025273根据《汽车用燃气加气站技术规范》6。5。3条规定，压缩机后管道内天然气实际流速应小于或等于5m/s.

假设管道中流速为4m/s，则

d0.0188Q3.600.01880.01784m17.84mm v4取d=20mm，则管内实际流速为：

v0.01882Q3.6020.01883.3m/s 22d0.02初步选取高压无缝钢管φ25×3。5mm。

由《金属化工管道设计规范》GB（16259-2000）里的壁厚校核公式来校核压缩机后的壁厚，根据《汽车用燃气加气站技术规范》6.9.1规定，经压缩机压缩后的压缩天然气工艺管道设计压力应为27。5Mpa。

tsP*D0 （6。3）

2([t]*EjP*Y)tsd=ts+C1+C2 （6。4）

式中：D0——管道外径 mm；

P——管道工作压力(27。5 Mpa）; Ts——管道计算壁厚 mm;

Y—-系数，当温度高于280℃时取0.4；

бt——管道材料许用应力Mpa,不锈钢为128Mpa;

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Ej-—焊缝接头系数，100%探伤检查时取0。9~1。0； tsd-—设计厚度；

C1-—厚度减薄附加量,取10％计算壁厚，即C1=0。1ts； C2—-腐蚀附加量. 将数据代入公式（6.3）得 ts =

27.5252。723mm

2([128]0.927.50.4)将数据结果代入（6.4）得出：

tsd=ts+C1+C2=2。723+10％×2。723+0。5=3.49mm 取tsd=3。5mm,即管道计算厚度为3。5mm。

因此,选用φ25×3.5mm的高压不锈钢管，其技术性能应符合现行国家标准《高压锅炉用无缝钢管》（GB5310）的规定。

6.5.3 调压柜设备的计算

（1)过滤器的选型计算过程

流量为750Nm3/h,气体密度为0.762kg/Nm3，压力为0.45Mpa 。参照《煤气设计手册》下册P94进行计算。

计算公式： PPT(式中:P—-实际压力损失（mmH2O）；

PT—-按计算图表求得的压力损失(mmH2O）；

Q2) (6。5） QTPPQ—-流过过滤器的计算流量； QTP—-图算采用的流量（Nm3/h）；

-—通过的气体实际重度(kg/Nm3）； P——过滤器进口气体压力(大气压）。 以下对两种型号的过滤器进行比较：

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方案一： 如果选用Dg=100过滤器，查《煤气设计手册》下册P93图5-5—13得PT=450 mmH2O，QTP=360Nm3/h，将PT、QTP等数据代入公式(6。5）得通过过滤器的实际阻力为：

PPT(Q2)=450(750)20.762270.59mmH2O QTPP3605.5同理，虽然270。59mmH2O<500 mmH2O，虽然满足要求,但阻力很大,故不考虑使用.

方案二：如果选用Dg=150过滤器，查《煤气设计手册》下册P93图5—5-13得PT=200mmH2O，QTP=750 Nm3/h，将PT、QTP等数据代入公式（6。5）得通过过滤器的实际阻力为：

PPT(Q2)=200(750)20.76227.70mmH2O〈<500 mmH2O QTPP7505.5经过两个方案比较，选用Dg=150过滤器通过过滤器的实际阻力较小，因此选择Dg=150过滤器。 （2）调压器的选型计算

调压器进口压力为0。45Mpa，出口压力为0.3Mpa,流量为750Nm3/h,气体密度为0。762g/Nm3，环境温度是293K，根据《汽车用燃气加气站技术规范》6。3。4的规定，通过能力C值计算公式：

CZ式中：Q——计算流量（Nm3/h）；

169Q(P1P2)P10T （6。6）

P1——阀前压力（绝对压力 pa）; P2——阀后压力（绝对压力 pa）； 0——标准状况下气体的密度（kg/Nm3）; T——气体绝对温度(K）；

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Z——压缩系数。 当

P1P20.08时，Z=1 P1P1P2PP2 0.08时，Z=10.461P1P1当

P1P20.550.40.270.08 P10.55Z=10.46P1P20.550.4=10.46=0.83

0.55P1将Z=0.83、Q=750、T=293代入公式（8-2）得通过能力为：

Cmax169Q16975012(P1P2)P1(0.550.4)0.5510Z0.830T0.762293==7.944

调压器的选型由通过能力值C、以及进出口压力进行选型。

6。5。4 安全阀的计算

(1）安全泄放量计算

采用全启式、直接载荷弹簧式安全阀。根据安全阀泄放量计算出安全阀的喷嘴直径，然后选型.

W'2.83103vd2 （6。

7）

式中:W'——容器的安全泄放量，kg/h；

——泄放压力下气体的密度,kg/ m3；

v—-气体在管内的流速，m/s;

d——容器进口管的直径,mm.

由上所述，最高工作压力为0。45MPa，已知来气相对密度为0。5729，0为 0.690 kg/ m3;Z =0.94得:

0PZP0=9.10 kg/ m3

管内流速取20m/s，进口管径为50 mm。由式6。7，得:

W'2.83103vd2= 1287。6kg/h

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安全阀泄放能力W须考虑到球罐几何形状的误差等因素，且W应稍大于W’,故取W = 1300 kg/h。

（2）安全阀阀径计算

阀径计算公式取决于与临界压力比kp的关系，为安全阀出口侧压力Po与泄放压

力Pr之比。

k2k1kp k1 将K=1。3带入式中得：

k2k1kpk1= 0。55

由上所述，= 0。068，即＜kp，安全阀排放面积计算式为：

AW7.6102CKP/ZT dM式中：A—-安全阀的最小排放面积,mm2；

K——安全阀额定泄放系数； C-—气体特性系数；

Pd——安全阀泄放压力，MPa； M——气体的摩尔质量，kg/kmol;

对于全启式安全阀，取安全阀额定泄放系数K=0.65；

混合气体特性系数C：

520k(2k1C = k1)k1= 346。4；

由式6.9，得：

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6。8）

（6。9) （

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A13002

mm4057.6102346.40.650.7817.02/(0.94313.15)12dt，dt为阀座喉部直径. 4对于全启式安全阀,A=

dt4A23。8 mm

根据美国石油学会标准API—526中对安全阀喉径截面积的规定,将计算结果向上圆整。确定选取PN1。0MPa,公称直径为DN50两个.

6.5。5 计量装置的计算

天然气的计量是天然气结算的重要任务.因此，合理地选择高质量的流量计,并进行准确的流量计量,是流量计选择的重要问题。对于流量大，压力高的燃气流量计，常用的有速度流量计、涡轮流量计和压差流量计等几类。

则调压阀前,安全阀后的校正体积流量为：

Q''QP0T''0.101325293Z7501368.25m3/h P''T00.3273(注：压力在1Mpa 内，温度在20℃左右,气体还可以大概看作理想气体，故Z值取1)

在此选用浙江苍南仪表厂生产的气体智能涡轮流量计。其型号规格和基本参数如下：

型号规格：LWQZ—100 始动流量≤9m3/h 公称通径：DN150mm 流量范围：40～500 m3/h 工作压力等级:1。6；2。5；4.0 Mpa

准确度I类：1.5级,Qmin→0.2Qmax：2。5%，0.2Qmax→Qmax：1。5%。 在0。3Mpa下，管道流量为368。25m3/h，选用此种型号流量计能满足计量要求.

6。5.6 缓冲罐的计算

缓冲罐的容积宜按天然气在储罐内的停留时间不应小于10s来设计,缓冲罐内宜设置过滤装置.罐顶有安全阀，其开启压力应为压缩机允许最高进口压力的0。9～0。95倍。压缩机的进口天然气质量应符合有关规定:不含游离水,含尘量小于或等于

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5mg/m3,微粒直径小于10um,以减少对活塞、缸体等处的磨损。现取自贡高压容器厂的SL-2型天然气缓冲分离器，其参数如下表6.2

表6。2 技术参数

容器类型 最高工作压力Mpa 设计压力Mpa 工作温度℃ 设计温度℃ 物料名称 SL-2 1。0 1。6 50 60 天然气 腐蚀裕度mm 焊缝系数 筒体/封头 主要受压元件材料 全容积m3 直径mm 高度mm 2 1 20R 1.5 1000 2134

验算停留时间：

t3600V36001.513.48s＞10s B400.59因此,所选符合要求。

6.5。7回收罐的计算

压缩机停机时卸载的天然气量一般大于2Nm3,按卸载压力0。4Mpa来计算,假设工作温度为20℃时，卸载气体体积流量为：

Q20.101325293=0.435 m3 0.5273选用自贡高压容器厂生产的天然气回收罐，其设计参数如下表6。3.

表6.3 技术参数

容器类别 最高工作压力Mpa 设计压力Mpa 主要受压元件材料 物料名称 SM—11 0。4 0.6 20R 工作温度℃ 设计温度℃ 腐蚀裕量mm 全容积m3 含硫天然气、油、水 40 50 3 1.0

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6。6 工艺设备选型

6.6.1 调压站设备选型

天然气调压站的作用是将天然气压力降低至所需压力值并维持压力值的稳定。它通常由阀门、过滤器、调压器、安全装置、旁通管及测量仪表等组成。有的调压站还装有计量设备,除了调压以外，还起计量作用，通常将这种调压站叫做调压计量站。 (1）阀门

调压站进、出口处设置阀门，主要是当调压器、过滤器检修或发生事故时切断燃气.此阀门是常开的,但要求它必须随时可以关闭。低压阀件选用优质国产阀门；压缩机出口至储气井、加气机的管道、设备用阀主要采用进口高压不锈钢阀件。压缩机系统内部(压缩机与冷却装置)安装系统管道由压缩机供应商自行确定;压缩机系统出口至储气井、加气区的高压输气管道为不锈钢（1（0）Cr18Ni9（Ti)）无缝钢管，全部采用焊接或管接头。 （2)过滤器

用来清除燃气中的固体悬浮物，使调压器和安全阀免受堵塞，保证正常供气。调压站常采用以马鬓或玻璃丝做填料的过滤器。过滤器前后应设置压差计。根据测得的压力降可以判断过滤器的堵塞情况。在正常工作情况下，燃气通过过滤器的压力损失不得超过10Kpa，压力损失过大时应拆下清洗或更换填料。

选取为成都杰森输配公司的RGL-＊*/＊＊ZD系列气体过滤器适用于天然气、石油液化气及其它无腐蚀性气体介质的净化过滤。 主要技术参数： 允许压损：0。025MPa

压力等级: 1.0 MPa 1.6 MPa 2。5 MPa 4.0 MPa 工作温度 —20-—60℃ 口径系列：

DN25 DN50 DN80 DN100 DN150 DN200 DN250 DN300 DN400 （3)安全设备

安全设备的作用是防止调压器发生事故时天然气压力突然升高或降低。安全阀可以分为安全切断阀和安全放散阀。安全切断阀的作用是当出口压力超过允许值时，自动切断燃气通路的阀门。安全放散阀的作用是当出口压力出现异常当尚没有超过允许范围前即开始工作，把足够数量的燃气放散到大气中,使出口压力恢复到规定的允许范围内。

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选用弹簧封闭全启式安全阀型号-A45F-16/25/24 选用参数：

公称通径（DN)：40～150（mm) 公称压力（PN)：1.0、1。6、2.5Mpa

表6.5 性能规范

公称压力PN 壳体试验压力2.4 PN 密封试验压力 开启压力PK 适用介质 适用温度 0。9PK 用户确定（压力MPa） 液化气、天然气、弱腐蚀性介质 -40--80℃ 2。7 3.75 6 1.6 1.8 2.5 4 MPa 选用KAQ系列燃气安全切断阀 主要技术参数

进口压力范围 P1：≤4.0MPa

出口压力范围 P2：0.001～1。2MPa(分五个等级） 稳压精度δP2： ±5% 反应时间： ≤1秒 工作温度 t:-20～60℃

口径系列： DN50、DN80、DN100、DN150 法兰等级： PN1。6MPa、PN2。5MPa、PN4.0MPa 结构尺寸见下表6.5

表6—5 结构尺寸

型号 KAQ50 KAQ80 KAQ100 KAQ150 L1 332 359 386 436 L 255 300 352 451 H 255 300 352 451 H1 340 360 400 440 (4)燃气调压器

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调压器的作用是根据燃气的需用情况把燃气调至不同压力。所有调压器均是将较高的压力降至较低的压力，是一个降压设备。通常分为直接作用式和间接作用式两种.

根据以上数据选取成都杰森输配有限公司的RT系列燃气调压装置适用于天然气.

主要技术参数

进口压力范围P1：0.05～4。0MPa 出口压力范围P2：0.001～1。6MPa 稳压精度δ：±5～15% 工作温度 t： —20℃～60℃ 额定流量Q：10～20000Nm3/h （5)测量、计量仪表

为判断调压站中各种装置及设备工作是否正常，需要设置各种测量仪表和流量计。可测定天然气的压力、温度、流量等参数。

一般必须从以下几个方面进行考虑:

① 仪表先进，性能稳定可靠，使用准确度好，寿命长； ② 应具有符合使用要求的防爆、防毒等安全性能； ③ 对被测燃气气质应具有良好的适应性;

④ 量程比必须适合于被测流量的测量范围,量程比是指仪表在规定准确度的测量范围内，最大流量与最小流量之比值；

⑤ 进行燃气状态换算简便正确；

⑥ 特殊性质的燃气测量，必须使用具有相应特殊性能的检测仪表； ⑦ 维修、检测工作方便。

6.6.2 增压及充装主要工艺设备

6。6。2。1压缩机

压缩机的选用首先要考虑两个参数:进气压力和排气量.

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原料气来源于西南油气田途径绵阳的天然气干管,进气压力0。3～0.45Mpa,设计进气压力0.3MPa，本站拟采用两台压缩机，同时考虑将来的发展，站内预留1台压缩机位。

压缩机排气量的大小由设计规模确定，本站规模为1.5万Nm3/d。

在正常情况下，压缩机工作时间宜按10~12h计算，15000Nm3/d规模CNG站要求压缩机产量为1250～1500Nm3/h。因此推荐选用2台国产天然气压缩机（另预留1台压缩机位置），具体运行方式可根据现场情况调整.

此次设计采用的压缩机是根据CNG市场发展需要研制开发的专用型压缩机.具有以下特点：压缩机为水冷往复式压缩机，结构紧凑、运转平稳；采用四级压缩,整机排量大、节能;选用优质气阀，密封效果好；控制系统采用PLC，运行安全、自动化程度高。

根据进口压力0.3 MPa，出口压力25 MPa，排气量750 Nm3/h以及适用介质为天然气选择压缩机型号。选用四川南方压缩机厂生产的压缩机。

主要技术参数参考如下表6.6

表6。6 技术参数

进气压力 0.3MPa 额定排气量 800Nm/h 3电机额定功率 160KW 冷却水耗量 23m/h 3数量 2 压缩机采用电机驱动，换热采用水冷方式。 6.6。2.2 深度脱水装置

根据压缩机的工作能力，本站选用1台高压天然气深度脱水装置。选取为自贡通达机器制造公司产品，脱水装置采用高效专用分子筛的吸附法,对天然气进行脱水净化,不仅能高效的脱除天然气中所含水份，还能脱除其中的 H2S、SO2和、CO2等有害成份，使天然气品质达到高纯度。根据处理气量及气质情况，可采用单塔或双塔、串联或并联的不同运行方式，实现脱水净化的高效性及连续性.吸附塔前后均设置了高效过滤器，既可避免游离油水进入吸附塔，污染分子筛，又可避免干气中的粉末进入加气系统造成管堵。分子筛可反复进行吸咐与再生，使用时间长，更换周期长。其技术参数如下表6.7。

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表6。7 技术参数

型号规格 介质 型式 设计压力(高压）（Mpa） 最高工作压力（高压） （Mpa） 设计温度(高压）(℃） 工作温度(高压)（℃) 再生/吸附周期（h) 处理能力（Nm3/h） 再生气耗量( Nm3/h） 处理后露点温度(℃） 分子筛更换周期（月) 电加热器功率（Kw) 温控方式 使用方式 CNG1500/25型 天然气、水分 双塔再生式 27.5 25 50 ≤45 6/8 1500 75 ≤-60 6 9 温度数显、自控恒温 串联/并联 安装方式 撬装、固定

6。6.2.3 储气方式

由于多年的设计和现场经验，地下储气井技术已经较为成熟，相对于储气瓶组,从安全性、使用年限、维护费用、占地面积等来看，选择地下储气井方案为最佳。

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表6。8 储气方案比较

项 目 占地面积 建设投资 年检修维护费 市场占有率（%） 安全性 使用年限 小容积储气瓶 大容积储气瓶 储气井 大 低 高 20 低 10-15年 中 高 较高 40 高 20—25年 小 中 低 40 高 20-25年 经过比较储气方式选为储气井，储气井设计计算如下:

由于压缩天然气的储气设施主要是起缓冲作用的,储气设施容量大，天然气压缩机的排气量就可小些，压缩机工作的时间就可以长些，压缩机利用率就可以得到提高，购置费就可以得到降低。一般情况下，加气时间不很集中的加气站,储气量宜为日加气量的1/3。本加气站设计规模为日销售气15000Nm3，设计为公交车和出租车加气，其中主要是为出租车加气，加气时间比较分散，因此储气量按日加气量的1/3来计算.

1q储15000=5000Nm3/d

3设计储气井工作温度为20℃,工作压力为25Mpa，此状态下压缩因子为 ：

Z0.000101217Pr0.000779029Pr0.0156975Pr0.126047Pr1.01056Z0.000101217(251.0105.61432

2253252)0.000779029()0.0156975()0.1260474.614.614.61 Z=0.8272

标准状况下储气量换算为工作状态下储气量为:

q50000.1013252930.8272=17.8m3 25.1273 33

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通过以上计算，加气时间比较集中、日加气量为15000 Nm3的压缩天然气加气站的储气设施容积为17。8m3。但为了控制压缩天然气加气站的风险度,节约投资，储气容积不宜过大。根据《汽车加油加气站设计与施工规范》规定压缩天然气加气站储气设施的总容积在城市建成区内不应超过16m3，故取储气井总容积为16m3。

根据加气规模，站内储气装置采用4口4m3储气井，所有储气井布置在一条直线上，位于压缩机房西北侧，按运行压力分为高压、中压、低压三组，为最大程度提高储气装置的取气率，其水容积比值为1：1：2。储气量不够时由压缩机给汽车直充补气。

表6.9 技术参数

产品型号 外径 最小壁厚 容器长度 容器数量 工作压力 设计压力 使用温度 充装介质 水压试验压力 气密实验压力 总水容积 充装总容积 单重 总重 MPa MPa m Nm kg kg 33QPZ610A-4 mm mm mm 个 MPa MPa ℃ 610 29.3 6100 3 25 27。5 -40～60 天然气 34。5 27。6 4 1190 2900 10350 6.6.1.4 加气机

CNG加气站有两种不同的加气系统：快充和慢充式。对出租车快加气系统一次典型的加气过程需要4～6分钟（对大型车加气时间与车气瓶容积有关）。有显示屏和计量装置等。司机将汽车开到售气机旁，连接好加气嘴，然后开始加气，加气过程结束后，操作人员取下加气嘴，汽车开走。

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（1）一套完整的快售气机包括计量仪表,顺序取气控制单元，显示单元,温度补偿单元和整套连接部件（软管、脱开装置和加气嘴）。采用不同外壳的售气机的内部设备都相同，售气机设备必须设置很多重要的安全措施。比如可脱开组件的目的就是使得对售气机的损坏降低到最低程度，防止将售气机拉离底座等等。加气机在加气过程中泄露的天然气在室外易于扩散，故加气机设在室外较为安全.

(2）CNG加气一般分为两种，既快速充气与慢速充气.本加气站采用快充方式，充气时间为4—6min

（3）加气机应具有充装与计量功能，额定工作压力应为20Mpa,加气流量不大于0。24m3/min(工作状态）。计量准确度不低于1.0级,计量单位为立方米，最小分度值为0。1立方米.加气量计量应进行压力、温度校正，并换算成标准状态.

(4)加气机的进气管道上宜设置防撞事故的自动切断阀.加气软管上应设置拉断阀，防止加气汽车在加气时因意外启动而拉断加气软管或拉倒加气机.拉断阀在外力作用下分开后，两端能自动密封。加气软管及软管接头应选用抗腐蚀的材料。

加气机附近应设防撞柱，这是为了防止进站汽车失控撞在加气机上，从而造成燃气泄露或伤亡.

所以选取北京长空机械有限公司的产品，其技术参数如下表6。10

表6.10 技术参数

型 号 计量精度 计量单位 流量范围 充装压力 工作压力 环境温度 电 源 额定功率 防爆等级 3JQD3S-40D JQD3S—40E JQD3S-40L ±0。5% 加气量：Nm 、kg 金额:元 单价：元/ Nm 、元/ kg 0。1-4Nm / min / 20Mpa 25Mpa -30℃～50℃ AC 220V±20％， 50±1Hz 250W Exlb(lb)dme II BT4 整机防爆 33 35

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6.7 工艺布置

6。7.1 压缩机房

压缩机房设置2台压缩机（另预留1台压缩机位置）和1台脱水装置及仪表间。 为保证压缩房内良好的通畅性和通风性,主要通道不小于2。0m，次要通道不小于1。5m;两台压缩机之间的净距不小于1。5m。压缩机的进、出气管道及其他工艺管道采用管沟敷设，且设活动门与通风孔。仪表间与压缩机间设置能观察各台压缩机运转的双层隔音实体玻璃窗。

6.7。2 储气井

储气井布置在一条直线上，储气井自带进出口截断阀、排污管及排污阀.

6.7。3 加气区

罩棚为钢网架结构，加气岛呈矩形，6台加气机分布于6个岛上。

6.8 管材﹑管阀件及防腐

6。8。1管材

根据《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB50156-2002（2006版)）中的规定,增压前的中低压天然气管线管材选用符合《输送流体用无缝钢管》GB/T 8163-1999标准的20#无缝钢管，管道连接均采用焊接方式（与设备、阀门连接除外)。

根据《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB50156—2002（2006版））中的规定，增压后的天然气管线管材选用符合现行国家标准《高压锅炉用无缝钢管》(GB 5310-1995）或《流体输送用不锈钢无缝钢管》(GB/T 14976-2002）的奥式体不锈钢管(1（0)Cr18Ni9（Ti）），管道连接采用焊接方式(与设备、阀门连接除外)。

6.8。2 阀件

低压阀件选用优质国产阀门；压缩机出口至储气井、加气机的管道、设备用阀主要采用进口高压不锈钢阀件。

6.8.3 高压管件

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压缩机系统内部（压缩机与冷却装置）安装系统管道由压缩机供应商自行确定；压缩机系统出口至储气井、加气区的高压输气管道为不锈钢(1（0）Cr18Ni9（Ti））无缝钢管，全部采用焊接或管接头。

6.8.4 管道安装

全站增压前低压天然气管道均埋地或低架敷设,室外高压管道及室内管道均采用管沟方式敷设。管沟盖板为水泥盖板，盖板之间必须有缝隙以便于天然气泄放。管沟在管道安装完毕后必须用干沙填充，使管沟内没有空间可积聚天然气。

6.8。5 防腐

所有非不锈钢管道及管件均要求除锈后进行防腐处理，根据《钢质管道及储罐腐蚀控制工程设计规范》（SY/T0007-1999)规定，埋地钢质管道采用环氧煤沥青特加强级绝缘防腐，施工和验收按照《埋地钢质管道环氧煤沥青防腐层技术标准》（SY/T0447—1996）中规定执行。补口补伤材料仍为环氧煤沥青,管道的补口补伤表面应无折绉、气泡和过烧现象，并按《埋地钢质管道外防腐和保温层现场补口补伤施工及验收规范》(SY4058-93)执行.所有露空设备及管道安装完毕后应彻底除锈，并执行《涂装前钢材表面预处理规范》(SY/T0407-97）中的规定，达到ST3级为合格。然后表面采用聚氨酯改性环氧防腐蚀漆，具体作法为:底漆两道,中间漆两道,面漆两道。涂色标准应符合《油气田地面管线和设备涂色标准》（SY0043—96）。

6.9 焊缝检验及试压、吹扫

6.9.1焊缝检验

(1)表面质量检验

可燃介质管道焊缝外观应成型良好,与母材圆滑过渡,宽度以每侧盖过坡口2mm为宜,焊接接头表面质量应符合下列要求：

① 不得有裂纹、未熔合、夹渣、飞溅存在。

② 天然气管道焊缝不得有咬肉，其他管道焊缝咬肉深度不应大于0。5mm，连续咬肉长度不应大于100mm，且焊缝两侧咬肉总长不应大于焊缝全长的10％。

③ 焊缝表面不得低于管道表面，焊缝余高不应大于2mm。 (2）无损检测

① 设计压力P≥10MPa的天然气管道焊接接头射线检测百分率应为100％。 设计压力P＜10MPa，设计温度t＜400℃的天然气管道焊接接头需先进行100％的超声

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波检测，然后按40％的比例进行射线抽样检测.但如当地质量技术监督部门要求提高射线抽样检测比例，则应按当地质量技术监督部门规定执行。射线透照质量等级不应低于AB级，接头质量达到JB/T4730—2005规定的Ⅱ级为合格，超声波检测时，管道焊接接头Ⅰ级合格。

② 可燃介质管道焊接接头抽样检验,若有不合格时,应该按该焊工的不合格数加倍检验，若仍有不合格则应全部检验。不合格焊缝的返修次数不得超过三次. 6.9.2 试压及吹扫

（1)试压：可燃介质管道系统安装完毕后，应进行压力试验。管道系统的压力试验应以洁净水进行,试验压力应为设计压力的1.5倍，压力试验的环境温度不得低于5℃。压力试验过程中若有缺陷，不得带压处理。缺陷消除后应重新试压.试压完毕后，可燃介质管道系统应以设计压力进行严密性试验，试验介质为压缩空气。

(2)吹扫：可燃介质管道系统试压完毕后,应用压缩空气进行吹扫，以20m/s的气速反复吹扫数次，每次吹扫后应停留15分钟，然后再次吹扫,直到将管线中的杂质及水分（水压强度试验中留下的）吹扫干净为止。吹扫低压系统的压力不大于设计工作压力;中、高压系统吹扫压力使用2MPa.吹扫宜分段进行，不应一次串通吹扫且设备吹扫应单台进行。吹扫前应取下孔板、过滤器、调压器，用直管连接；高压阀件不参与吹扫；系统管道、设备耐压试验合格后应按上述规定作第二次吹扫。

根据《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB50156—2002（2006版))中的规定，增压前的中低压天然气管线管材选用符合《输送流体用无缝钢管》GB/T 8163—1999标准的20＃无缝钢管，管道连接均采用焊接方式（与设备、阀门连接除外）。

根据《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB50156—2002(2006版))中的规定,增压后的天然气管线管材选用符合现行国家标准《高压锅炉用无缝钢管》（GB 5310—1995）或《流体输送用不锈钢无缝钢管》（GB/T 14976—2002）的奥式体不锈钢管（1（0)Cr18Ni9(Ti）），管道连接采用焊接方式（与设备、阀门连接除外)。

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7 监控与数据采集系统

7。1 设计依据

工艺专业及其它专业所提供的资料。

7.2 设计内容

天然气进站压力指示；天然气压缩后及高压储气区压力指示及报警;高压充装工艺的压力指示；天然气进站后流量计量；压缩天然气硫化氢含量分析、指示及报警； 天然气压缩脱水后水含量分析、指示及报警；压缩机房、仪表间可燃气体检测、报警、连锁控制；高压储气装置至加气区切断装置。

7。3 系统配置及自控方案

仪表间内设有各检测仪表的二次仪表部分,可实时监控并显示站内各报警点的压力、可燃气体浓度、硫化氢含量、水含量等参数。

天然气进站处、压缩前后、计量前后、各级调压前后设置压力指示和高压储气区设置压力指示及报警，同时设计了机械式压力表就地指示各点压力，确保加气站的生产安全.

天然气进站后硫化氢含量分析，采用硫化氢含量分析仪为检测仪表,进行指示报警,确保加气站的生产安全。天然气压缩脱水后含水量分析，采用含水量分析仪为检测仪表,进行指示报警，确保加气站的生产安全。

天然气进站后紧急关断控制，采用气—电联动遥控截断阀。当压缩机房可燃气体浓度达到1%时，由可燃气体检测报警器探头通知监控系统，由监控系统控制防爆风机启动强制排气。当压缩机房可燃气体浓度达到2%时,由可燃气体检测报警器通知监控系统，由监控系统控制该截断阀立即关闭，确保站内生产安全；

高压储气装置至加气区设有自动紧急切断阀，阀后设有压力变送器,当压力变送器检测到管道由于破损或断裂发生失压情况时,控制系统可控制该阀自动关闭，同时该切断阀还接受可燃气体报警装置来信号，当泄漏浓度达到2％时，该阀自动关闭。

7。4 仪表选型

现场所有电子仪表及配套电器设备的防爆等级应满足所在场所的防爆要

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求，选用隔爆型。变送器采用隔爆型智能变送器。变送器精度及量程满足高压环境下的使用要求。站内计费及监测系统应选择系统功能强、软件支持可靠、编程组态灵活、维护方便、可靠性高的开放性系统设备.

7.5 通信

由于CNG加气站与公司以及对外的联系主要由话音通信构成,并且为了保证加气站的生产安全和公司的调度畅通,该站应该保证至少安装直拨电话一部。由于加气站靠近城区,通信设施较为完备，因此话音通信并入市网。 40

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8 消防

8.1执行的主要标准及规范

（1)《城镇燃气设计规范》GB50028-2006；

（2）《汽车加油加气站设计与施工规范》GB 50156—2002（2006版）； (3）《建筑设计防火规范》GB50016—2006；

(4)《建筑灭火器配置设计规范》 GB50140-2005； (5）《建筑物防雷设计规范》GB50057-1994（2000版）； (6）《原油和天然气工程设计防火规范》GB50183-1993； (7)《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058—1992; (8）《化工企业静电接地设计规范》 HGJ28-90；

（9）《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》 SH 3063；

8。2工程概况

绵阳公交圣水CNG加站为新建项目，工程占地面积约3627m2，总建筑面积约1462。69m2。生产火灾危险性为甲级，生产的产品及使用的原材料为易燃、易爆的气体.根据《建筑设计防火规范》GB50016—2006有关条款规定，全站按同一时间火灾次数一次考虑，火灾延续时间按3小时计。

8。3 消防

8.3.1总图部分

加油加气站与相邻建筑物的防火间距以及站内各建、构筑物之间的防火间距均能够满足规范的要求。站内按GB24《安全标志》的规定在室内外醒目处设置安全标志.

8.3.2 建筑部分

（1）压缩机间

根据规范的要求, 因生产原材料为易燃、易爆的气体，其火灾危险性为甲类，故主要生产建筑压缩机房耐火等级采用二级,设计为单层厂房,使用轻质墙体,采用不发生火花的地面,上部空间通风良好，设置可燃气体浓度检测报警器，其报警浓度取天然气爆炸极限下限的20%,设置两个出入口.压缩机房与控制室之间用实体墙隔开；到储气井区的距离为3。5米，到调压配气区的距离为5.1米；机房到加气区的距离为10米，站房到加气区的距离为12米，

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均满足规范的要求。

（2）仪表间

仪表间耐火等级为二级，用实体墙与压缩机间隔开，室内设置可燃气体浓度检测报警器，报警浓度取天然气爆炸下限的20%。有直通室外的出口.

(3)加气棚

加气棚为钢网架罩棚式，其承重构件为钢结构，耐火极限为0。5h。

（4）储气井区

储气井区距，距脱水装置5米，满足规范的要求。

8.3。3消防给水

根据《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB50156-2002)第9。0。2条，该站区内可不设消防给水系统。

8.3.4灭火器具的配置

根据《建筑灭火器配置设计规范》的规定，该加气站储存的天然气发生火灾的种类为C类火灾,因此选用磷酸铵盐干粉灭火器。

站区内各建筑物，按其面积及火灾危险性类别确定配置灭火器的数量，共应设置手提式MF/ABC4干粉灭火器12具，MF/ABC8型干粉灭火器4具，推车式MFT/ABC35型干粉灭火器2具。

另外，该站还备有灭火毯、沙子及其他消防桶、铲、锹等简易消防器材，并按GB24《安全标志》的规定在室内外醒目处设置安全标志。

8.3。5通风部分

该加气站压缩机房采用自然通风，通风口位于压缩机房前后墙上端（装饰百叶处)，通风口面积满足《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2002（2006年版）中11。1。4条的要求。若自然通风口面积不能满足规范的要求，则需采用强制通风,设置防爆型的通风设备，并设导除静电的接地装置，排风管采用不燃烧材料制成，明设并直接通到室外的安全处，符合规范的要求。门窗均向外开。

8。3.6电气部分

根据GB50052《供电系统设计规范》的规定，该加气站的用电负荷采用三级负荷；所有建、构筑物的电力设计、电力设备的选择均符合GB50058—83《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》及相关规范的规定;站区电器干线采用电缆埋地敷设，穿越道路、车场时加保护钢管；在爆炸危险区域范围

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所使用的电器及元件均符合GB3836。1《爆炸环境用防爆电器设备通用要求》的规定；根据GB50057《建筑物防雷设计规范》的规定,加气站的配电及控制室、储气井组区防雷等级采用第二级，防雷接地电阻小于4Ω；依据《化工企业静电接地设计规范》 HGJ28—90的规定,加气站的静电接地电阻小于4Ω,压缩机的外部金属罩与地线连接.

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9 安全生产与工业卫生

9.1 设计依据

9。1.1 国家、地方和主要部门的法律、法规

（1）《中华人民共和全生产法》(2002年6月29日)

（2）中华人民共和国生产监督管理总局“关于印发非煤矿矿山建设项目初步设计《安全专篇》编写提纲和安全设施设计审查与竣工验收有关表格格式的通知\"（安监总管一字[2005］29号）

(3)中华人民共和国劳动部令第3号《建设项目(工程）劳动安全卫生监察规定》（1998年1月1日起实施）。

（4)劳动部关于“建设项目(工程）职业安全卫生设施和技术措施验收办法”（劳安字［1992］1号）

9.1.2 设计中执行的主要标准及规范

（1)《工业企业设计卫生标准》(GBZ1-2002） （2)《建筑设计防火规范》（GB50016-2006） （3)《职业性接触毒物危害程度分级》(GB5044—85）

（4）《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058—92） (5）《工业企业噪声控制设计规范》（GBJ87—85） （6)《化工企业安全卫生设计规范》（HG20571-95） (7）《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-92)

(8)《压力容器安全技术监察规程》（1999）质技监局锅发1号

9.2 工程概述

9.2。1 工程项目的性质及规模、地理位置

(1）项目性质

绵阳公交圣水CNG加气站为新建项目。 (2）规模

3初期日生产压缩天然气1。5万Nm（总规模3万Nm3/d)，储气装置总容积为16m3(水

容积）。 （3)地理位置

该项目拟建在绵阳市绵江景观大道旁。

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绵阳市某CNG加气站设计

9。2.2 当地的劳动安全卫生状况

站周边安全卫生及环境状况良好.

9.3 生产过程职业危险、危害因素分析

9.3。1 生产过程的主要职业危害

天然气压缩及储存过程中的主要危害是燃烧爆炸。天然气为极易燃烧的物质,当其泄漏到空气中，达到一定浓度时,遇到火源就会立即引起燃烧爆炸。

9。3。2 生产过程中的主要有害物料及其危害

天然气压缩及储存过程中的主要有害物料是甲烷，其为无色、可压缩的气体.吸入一定量后有呼吸困难,甚至昏迷，所以要注意排风。甲烷比空气轻，容易向上空扩散，其在空气中的爆炸极限为5％-15％（V)。

9。3。3 生产过程中的高温、高压、易燃易爆等有害作业的操作岗位

天然气压缩生产过程中无高温岗位，但都是高压岗位.易燃易爆的区域有生产区、储气区和配气区。

9。4 安全措施方案

9。4.1 安全生产

为确保安全生产，本工程将采取以下有效措施,以保障安全生产： 9。4.1。1 工程设计

本工程在设计上对工程防火、防爆、防雷、抗震等方面作了全面考虑. (1)防火:据国家有关规范、在安全间距、耐火等级等消防措施上进行符合规范的相关设计,配备专用的灭火器具.

（2）防爆：加气站按甲类危险场所和火灾危险环境进行防爆设计，设有安全放散系统，天然气浓度越限报警装置，电气设备和仪表均按Q—2级防爆选型，灯具为防爆灯具。

(3）防雷及防静电：对系统进行了防雷和防静电设计。

(4)设备选用安全配套：设置安全放散系统和泄漏检测仪器，对压力容器及管道进行保护。设置过压切断装置，对低一级压力的管道和设备进行保护。

（5）抗震设计:建构筑物按6度设防，对管道壁厚进行抗震设计校验。对动力设

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备基础进行专门设计。

（6)维护与抢险：对系统进行安全生产维护设计和抢险设计，配备较好的设备和相应的设施.

9。4.1.2 工程建设

要求工程施工和安装单位及人员有相应的资格，制定并执行安全施工方案。严格实行工程监理制，对建设过程中进行包括安全在内的监督管理.严格按国家有关规范进行质量检查和验收，保证安全生产设计得以全面落实。 9。4。1。3 操作运行

天然气系统的正确操作和正常运行是安全生产的首要条件。本工程除在设计上对安全生产提供了有力保障，在操作运行方面要求工作人员必须进行岗前专业培训，严格执行安全生产操作规程，进行安全性专业维护和保养,对安全设备（安全阀、检漏仪等）进行定期校验，以确保安全生产。 9。4.1.4 管理制度

制定严格的防火、防爆制度,定期对生产人员进行安全教育，组织安全队伍,建立安全监督机制，进行安全考核等. 9。4.1.5 抢险与抢修

当发生事故时，为不使事故扩大，防止二次灾害的发生,要求及时抢险、抢修。必须对各种险情进行事故前预测，并针对性演练，做到遇险不乱，才能化险为夷。应保证抢险队伍的素质，并能全天候出动，力求尽早尽好地恢复安全生产.同时,在遇险时应及时与当地消防部门取得联系，以获得有力支持。

9。4.2 劳动保护

本工程工作过程为天然气密闭输送、增压过程，正常情况下,天然气不会泄漏。天然气无毒，无粉尘但易燃易爆，因此本工程必须在以下方面加强劳动保护。

（1）建立劳动保护制度，明确各危险区域和等级，非相关人员不得随意进入。 （2)凡动力设备，设置操作保护网（板）以隔离机械运动部件.为避免天然气放散对人员造成伤害,安全放散口必须高出附近建构筑物2米.

( 3)场站总平面设计,必须保证人流、车流与货流的畅通,尽量减少交叉阻碍，重点对人员进行保护。

（4）对危险性作业人员(如抢险队员）进行重点培训和工作保护,配备必要的救

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护设施，设置必要的休息室,对劳动人员进行定期体检，积极预防职业病。

9。4.3 工业卫生

本工程采取以下措施，以达到国家有关工业卫生标准：

(1)有可能泄漏天然气的生产厂房采取机械通风和自然通风相结合的办法，以便于天然气的排出和空气流通.

（2）产生较大噪声的设备，须从设计选型到消音设计上得到噪声满足标准的保证，操作值班室与噪声源尽量隔离。

（3)加气站设置相应的卫生设施如更衣室、浴室、卫生间等。 (4)绿化场地，保持生产环境的卫生.场站绿化率不小于16％。

9.5 安全机构设置及人员配置

站内的劳动安全卫生管理依托站内的行政管理,以及上级主管部门的劳动安全卫生机构，站内设置兼职安全卫生员1人，负责站内的安全卫生管理，并负责对站内的安全卫生措施进行定期维修、保养和日常监测工作。

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10 环境保护

10。1 执行的环境保护标准

10.1。1环境质量标准

(1)全站：《建设项目环境保护设计规定》 （87)国环字002号； （2)大气：《环境空气质量标准》(GB3095—96）中的二级标准； (3）地面水：《地面水环境质量标准》（GB3838-2002)中Ⅲ类水域标准； (4）噪声：《城市区域环境噪声标准》（GB3096—93)中的二类标准。

10.1.2 污染物排放标准

(1）废气:《大气污染物综合排放标准》（GB16297—1996）中的二级排放标准； (2）废水：《污水综合排放标准》（GB78—96）中一级标准； (3)噪声：《工业企业厂界噪声标准》(GB12348-90）中Ⅱ类标准.

10.1。3 居住区大气中有害物质最高允许浓度

二氧化碳： 0.04mg/m3 硫化氢： 0。15mg/m3

车间有害物质最高允许浓度

二氧化碳： 10mg/m3 硫化氢： 10mg/m3

城市环境噪声标准： 二类区域：昼60dB 夜50dB

10.2 环境保护说明

自然环境是人类赖以生存的必要条件，必须加以保护；本项目本身对周围环境的影响极小,但工程在生产过程中的分离排污、天然气泄漏、放空及压缩机运行噪音可能对环境造成一定的影响。本工程采取以下措施进行处理：

10.2.1 废水、废渣、固体废弃物的治理

加气站内的生产废水主要是压缩机、脱水装置、储气井等的排污。由于污水量极少，而且其中大部分为废油，因此不能排往市政排水管网,该部分污水先进入站内所设的废气回收罐，待废气分离回收后,再排入排污桶或污水池收集储存，定期送废油收购站回收利用。施工中产生的废水不会对水造成明显影响，可就近排入市政排水管网。

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地面雨水排入站外市政雨水管网；生活污水经化粪池处理后排入站外市政污水管网.

本工程在生产过程中无工业性废渣产生。脱水装置更换下来的失效分子筛对环境无污染，可和生活垃圾集中外运.施工中建筑垃圾及时清运,避免影响环境,产生粉尘。

10.2.2 废气治理

加气站在正常生产过程中没有废气产生,仅在紧急情况下需放空储气装置中的高压天然气；同时，在压缩、调压、充装过程中,接头处难免有微量天然气溢出,此时的废气向空气中自然排放。如就地排放，放空管需高出地面5。0m以上，并加以固定;如要在压缩机房顶上排放,放空管需高出房顶2.0米以上,并沿墙面用管卡固定。天然气相对密度0。5727，比空气轻，放空天然气会迅速排入大气,不会形成聚集。

10.2.3 噪声治理

加气站在正常运行中，主要噪声设备为压缩机，其噪声主要为电机声及压缩过程中产生的声音。为降低噪声排放量，首先压缩机电机选用低噪声防爆电机，其次压缩机整体可加上隔音罩，并且将压缩机放在压缩机房内,压缩机房采用框架结构设计,均有门窗封闭.通过这样处理，在运行中,压缩机噪声排放量可降到50～60dB，同时,压缩机房距周围建筑有一定距离,压缩机噪声逐级衰减，这样可使压缩机的噪声排放在站场外达到《城市区域环境噪声标准》（GB3096—93)中的二类标准.

10.2.4 水土保持

在施工中，严禁深挖高砌和不合理堆放,做到弃土规范.同时,做好植被的恢复与再造,站内绿地率不小于16％,绿地重点布置在站区周围与回车场四周，同时种植不易积气的树种，另外在站内道路两侧种植修剪绿篱和铺草坪，做到宜草则草，宜林则林。这样既可保持水土，又起到了防尘作用。

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11节约能源和合理利用能源

11。1 用能特点及节能原则

本次设计中设备的用能主要体现在深度脱水装置、压缩机、加气机用动力消耗和照明消耗上.生产中主要动力源为压缩机及脱水装置，正常运行时电耗高。为了尽可能的体现节能原则，我们在选型时，需对压缩机所配电机进行详细的计算和比选，从耗能、产出之比着手，进行详尽的研究,从而选出效率较高的最佳机型。对于本站所配套的其他设施，也力求选用效率较高的设备，尽可能的降低用能单耗。

11。2 能耗构成分析

该加气站的能耗主要是两部分：动力消耗和照明消耗.据计算，该站的动力消耗约占其总能耗的95％，照明及其他用电约为5％。

11。3 节能措施

(1）设备选用高效节能产品，以节约能源。

(2)设置各种能源计量仪表，如水表、电表,考核能源指标，有利节能。

（3)天然气既作原料气，也作产品气,因此在天然气配气、脱水净化、增压、储存及充装过程中的使用及管理对节约天然气都是必要的。

(4)装置阀门选用合格厂家生产的合格阀门，以保证天然气不对外泄漏；脱水装置的再生天然气循环使用.同时压缩机的高压排污气经分离处理后回压缩机进气管循环使用,避免对外排放,以节约用气。

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绵阳市某CNG加气站设计

12 结论

本设计主要是根据规范和一些相关数据来进行天然气汽车加气站的工艺流程设计以及各个流程所需设备的选型计算。因此本次设计目的在于加气工艺流程的设计计算。

首先是气源及市场分析，天然气汽车加气站的建设规模以及项目选址,总的设计思路及相关参考规范。

加气工艺流程方面的设计，包括管径以及壁厚的计算,压缩机的选型及优化，调压柜的选择计算,缓冲罐的选择设计，脱水装置的选择计算;储气设施的选型及优化，回收罐的选择设计，加气机的选型，消防设施,安全生产与工业卫生，环境保护，节约能源和合理利用资源等等。

其中压缩机方案的制定和选择、脱水装置选型、储气装置的选择计算是本次加气工艺流程设计的重点。根据供气量和进气压力，来选择合格的压缩机，然后依据实现经济规模系数、单位经济气量电耗、生产适应性和投资经济性等因素对方案进行优化， 从而确定出一种最合理的方案。而储气装置的计算则是先选择以何种方式储气，然后确定储气装置高、中、低压的最佳比例个数.以上是基于加气站经济投资的考虑，这是因为压缩机和储气装置在整个加气站投资中所占比例较大。

对于本站其它设备的选择，有的是经过计算得出设备的一些参数，从而依据参数从样本中选择设备；有的则是直接根据以往的经验直接选取。

在制图方面,本设计选择绘制了4张必要的加气站工程图，包括总平面布置图、加气站管线布置图、加气工艺流程图、加气工艺原理框图。

本次设计是标准CNG汽车加气站的设计,因为CNG汽车一般适合于短途行驶的汽车，比如说公交车或者出租车一类，在这方面它比烧油的汽车具有显著优势,但是与烧油的汽车相比，CNG汽车不能够完全满足长途运输汽车的需要，因此，为了更好的适应各种各样的车辆，油气合建站将会是未来的发展主要方向.

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致谢

此次毕业设计是我们从大学毕业生走向未来工程师重要的一步。从最初的选题，开题到计算、绘图直到完成设计。其间，查找资料，老师指导，与同学交流，反复修改图纸，每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。

在此,我要感谢四川机械设计院的陈鲁宇高级工程师给我的悉心指导，以及助理工程师杨超在设计中对整个加气站流程的认真讲解,使我我了解了加气站的工艺流程，熟悉了加气站相关设备的设计步骤，锻炼了工程设计实践能力,培养了自己设计能力。再一次向四川机械设计院指导老师致以深深的敬意。

此次毕业设计是对我专业知识和专业基础知识一次实际检验和巩固，同时也是走向工作岗位前的一次热身.

毕业设计收获很多，比如学会了查找相关资料相关标准，分析数据，提高了自己的绘图能力，懂得了许多经验公式的获得是前人不懈努力的结果。同时，仍有很多课题需要后辈去努力去完善。

总之,通过这次毕业设计，使我受益匪浅。在完成毕业设计，即将离开学校之际，再一次感谢我学习生活了四年的西南石油大学，并向大学四年来所有教导和关心我的老师和同学致以深深的敬意.

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参考文献

［1］《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB50156－2002) [2]《汽车用燃气加气站技术规范》（CJJ 84—2000) [3］《城镇燃气设计规范》（GB50028－2002）

[4]《原油和天然气工程设计防火规范》（GB50183－2004）

［5］ 段常贵主编。 燃气输配。 北京：中国建筑工业出版社，2001

［6] 付祥钊，王岳人主编。 流体输配管网。 北京：中国建筑工业出版社，2001 ［7] 厉玉鸣主编. 化工仪表及自动化。 北京：化学工业出版社，1999 [8] 黄国洪主编。 燃气工程施工。 北京： 中国建筑工业出版社，1994 [9]《煤气设计编手册》编写组。 煤气设计手册。 北京：中国建筑工业出版社,1983 ［10］ 重庆建筑大学等合编。 燃气生产与净化。 北京：中国建筑工业出版社,1992

[11]《建筑设计防火规范》(GBJ16－87)（2001年版） [12］《建筑设计防火规范》（GBJ16－87）(2001年版） [13]《采暖通风和空气调节设计规范》(GBJ19)

［14］《建筑物防雷设计规范》（GB50057－94）（2000年版) [15］《流体输送用不锈钢无缝钢管》（GB/T14976-94）

[16]《钢质管道及储罐腐蚀控制工程设计规范》（SY0007—1999)

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