L-cng加氣站設(shè)備選型方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種L-CNG加氣站設(shè)備選型方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 壓縮天然氣（compressednaturalgas,CNG)相比汽油和柴油具有明顯的價格和 環(huán)保優(yōu)勢，因此車用天然氣近年來發(fā)展迅速，主要用戶為城市出租車、公交車、客運車輛及 其他車輛等。
[0003] 車用天然氣的使用受到CNG來源的限制，針對直接從管網(wǎng)取氣難度大且附近無 CNG母站的地區(qū)，尤其是便于從LNG接收終端獲取LNG的地區(qū)，可以建設(shè)L-CNG加氣站，以便 于車用天然氣的使用。
[0004] L-CNG加氣站的設(shè)備主要有：LNG儲罐、L-CNG泵撬（低溫高壓柱塞泵等）、L-CNG氣 化撬（高壓空溫式氣化器、水浴式氣化器等）、順序控制盤、CNG儲氣系統(tǒng)、加氣機等。L-CNG 加氣站的設(shè)備選型通常通過經(jīng)驗選取，因此會出現(xiàn)設(shè)備處理能力與加氣站運營需求不匹配 的情況，加氣站的設(shè)備難以達到最優(yōu)的運行狀態(tài)。
[0005] 目前國內(nèi)外并無關(guān)于L-CNG加氣站設(shè)備選型方法的公開專利。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中L-CNG加氣站設(shè)備選型方式單一、不準 確的問題，提供一種新的L-CNG加氣站設(shè)備選型方法。該方法用于L-CNG加氣站設(shè)備選型 中，具有L-CNG加氣站設(shè)備選型方式多樣、準確的優(yōu)點。
[0007] 為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種L-CNG加氣站設(shè)備選型方法， 包括如下步驟：
[0008] A)確定輸入條件及基本參數(shù)：
[0009] (1)確定加氣站日加氣能力：
[0010] 通過工程要求及現(xiàn)場調(diào)研明確擬建L-CNG加氣站的日平均加氣量％。加氣站日平 均加氣量由以下兩種方法確定：
[0011] a)直接給出數(shù)值Q。；
[0012] b)由加氣車輛的類型及數(shù)量估算，車輛類型和數(shù)量分別為：城市公交車XI、出租 車X2、客運車X3、其他車輛用氣量Q4,設(shè)定公交車和客運車為一只450L的鋼瓶，重卡為兩 只，則日加氣量為：Qq= 100XX1+30XX2+100XX3+Q4 ;
[0013] (2)確定建站位置，建站位置分為：人口密集市區(qū)，人口和建筑物密集郊區(qū)，高速 服務(wù)區(qū)，郊區(qū)省道、國道和其他位置；
[0014] (3)確定建站土地資源情況，土地資源情況分為：小于1. 5畝，形狀為長條形；小于 1.5畝，形狀為正方形；1.5~3畝；大于3畝；
[0015] (4)確定加氣時間是否集中。如果車輛加氣時間多在某幾個固定時間段，則選擇為 集中，加氣站日工作時間T按10小時計；否則選擇為分散，加氣站日工作時間T按16小時 計；
[0016] (5)確定停運影響大??；
[0017] (6)確定加氣站小時排量Q，加氣站小時排量計算公式為：Q=QVT;
[0018] (7)確定LNG儲罐存儲時間，最短卸液周期，原則上不超過5天，超過5天按照5天 計；
[0019] B)LNG儲罐選型：
[0020] (1)確定儲罐容積和儲罐數(shù)量計算公式為：
【主權(quán)項】
1. 一種L-CNG加氣站設(shè)備選型方法，包括如下步驟： A) 確定輸入條件及基本參數(shù)： (1) 確定加氣站日加氣能力： 通過工程要求及現(xiàn)場調(diào)研明確擬建L-CNG加氣站的日平均加氣量％，加氣站日平均加 氣量由以下兩種方法確定： a) 直接給出數(shù)值％; b) 由加氣車輛的類型及數(shù)量估算，車輛類型和數(shù)量分別為：城市公交車XI、出租車X2、 客運車X3、其他車輛用氣量Q4,設(shè)定公交車和客運車為一只450L的鋼瓶，重卡為兩只，則日 加氣量為：Qq= 100XX1+30XX2+100XX3+Q4 ; (2) 確定建站位置，建站位置分為：人口密集市區(qū)，人口和建筑物密集郊區(qū)，高速服務(wù) 區(qū)，郊區(qū)省道、國道和其他位置； (3) 確定建站土地資源情況，土地資源情況分為：小于1. 5畝，形狀為長條形；小于1. 5 畝，形狀為正方形；1. 5~3畝；大于3畝； (4) 確定加氣時間是否集中，如果車輛加氣時間多在某幾個固定時間段，則選擇為集 中，加氣站日工作時間T按10小時計；否則選擇為分散，加氣站日工作時間T按16小時計； (5) 確定停運影響大?。? (6) 確定加氣站小時排量Q，加氣站小時排量計算公式為：Q=Qc/T; (7) 確定LNG儲罐存儲時間，最短卸液周期，原則上不超過5天，超過5天按照5天計； B) LNG儲罐選型： (1) 確定儲罐容積和儲罐數(shù)量計算公式為：
式中V-儲存幾何容積（LNG)，m3; t一儲存時間，d，取1~5的整數(shù)； Q。一平均日用氣量，Nm3/d; 9b-最高工作溫度下的儲罐有效利用率； 若V>180,則超出目前站內(nèi)儲罐等級，可直接給出儲罐的指定尺寸和質(zhì)量；若V< 180， 則一年期選用的30m3和60m3的儲罐數(shù)量分別為： Nl= (V/30)取整 +1 ; N2 = (V/60)取整 +1 ; (2) 確定加氣站等級及需要的安全間距： 若60,三級站； 若60 < 120,二級站； 若120 <V彡180, 一級站； (3) 確定儲罐安裝形式： 根據(jù)建站位置及土地資源情況，確定儲罐安裝形式；若在城市中心區(qū)內(nèi)，人口和建筑密 集區(qū)域，地面安裝情況下與站外安全間距不足，應(yīng)采用地下LNG儲罐或半地下LNG儲罐，而 地下或半地下LNG儲罐采用臥式儲罐；若建站地點距離周邊居民區(qū)較近，且在建站面積及 安全間距允許的情況下，選用臥式儲罐；若建站土地< 1.5畝且為正方形，或儲罐結(jié)構(gòu)、安 裝方式不受限制，選用立式儲罐； (4)確定儲罐保溫方式：LNG儲罐采用珠光砂填充儲罐或高真空纏繞儲罐； C) 柱塞泵選型： (1) 確定泵的低溫部件設(shè)計溫度上限T_和下限Tmin，及出口工作壓力下限Pmin; K-196°C，Tmin彡 50°C;Pmin彡 25MPa; (2) 確定柱塞泵的數(shù)量和平均排量Qc，柱塞泵的平均排量總和需大于等于加氣站小時 排量Q，柱塞泵通常設(shè)計排量有1500L/h、2500L/h，1500L/h，加氣能力為700~800Nm3/h;判 斷方法為： 判斷1 :若設(shè)計日加氣量< 5000Nm3&停機不敏感&加氣時間分散，則選用1臺1500L/h 柱塞泵； 判斷2 :若設(shè)計日加氣量< 5000Nm3&停機敏感或加氣時間集中，則選用2臺1500L/h柱 塞泵； 判斷3 :若5000Nm3<設(shè)計日加氣量彡lOOOONm3,或10000Nm3<設(shè)計日加氣量 彡15000Nm3&停機不敏感，則選用2臺1500L/h柱塞泵； 判斷4 :當土地資源面積彡1. 5畝時，若10000_3<設(shè)計日加氣量彡15000Nm3&停機敏 感，或15000_3<設(shè)計日加氣量彡20000Nm3,則選用3臺1500L/h柱塞泵； 判斷5:當土地資源面積彡1. 5畝時，若20000Nm3〈設(shè)計日加氣量彡30000Nm3,則選用 4臺2500L/h柱塞泵； 判斷6 :若設(shè)計日加氣量> 30000Nm3,則從4臺開始，每增加lOOOONm3,則增加1臺 2500L/h柱塞泵，總數(shù)不超過6臺； D) 確定高壓空溫式氣化器的類型和數(shù)量； L-CNG高壓空溫式氣化器大小常用1000Nm3/h、1500Nm3/h、2000Nm3/h或2500Nm3/h，實際 大小按如下方式進行計算：柱塞泵的實際排量乘以1. 3~1. 5倍的系數(shù)，當氣化器安裝于地 下時，系數(shù)取1. 5,當氣化器安裝于半地下時，系數(shù)取1. 4,當氣化器安裝于地上時，系數(shù)取 1. 3 ;原則上氣化器數(shù)量與柱塞泵數(shù)量一一對應(yīng)； E) 確定高壓水浴式氣化器的規(guī)格和數(shù)量； 原則上環(huán)境最低溫度低于5°C時需配置水浴式氣化器，其排量大小與高壓空溫式氣化 器保持一致，一般情況下水浴式氣化器僅需配置一臺，當站點加氣量較大，柱塞泵配置數(shù)量 大于4臺及以上時，可配置二臺； F) 程序控制盤選型： 常用規(guī)格有1500、2000、2500、3000、4000_3/11，根據(jù)計算得到的小時排量0，向上取對 應(yīng)的參數(shù)，作為程序控制盤流量，順序控制盤可根據(jù)工程要求選擇為機械式或氣動式； G) 儲氣設(shè)備選型： 儲氣設(shè)備根據(jù)工程情況選擇為儲氣瓶組或者儲氣井分為高壓、中壓、低壓三段，儲氣系 統(tǒng)總?cè)莘e受建站等級限制，常用高中低壓容積配比關(guān)系為1:2: 3、1:1:2或1:1:1 ;儲氣瓶結(jié) 構(gòu)堅固，安裝和移動便利，一般設(shè)置3~6只單瓶，單瓶水容積相等，選用0. 92、1. 13、1. 3、 2m3,固定在一個支架上，占用場地為5~7m2,露天放置；計算儲氣系統(tǒng)總?cè)莘eM，并與加氣站 等級允許值比較：一級站彡12m3;二、三級站彡9m3; H) 確定加氣機形式及數(shù)量： 根據(jù)高、中、低壓三級存儲系統(tǒng)，加氣機進氣管線采用三線；加氣機為雙槍機，判斷方法 為： 判斷1 :如果日加氣量< 5000Nm3,則選用1臺三線雙槍加氣機； 判斷2 :如果5000Nm3〈日加氣量< 30000Nm3,且停機不敏感和加氣時間集中程度較小， 則加氣機數(shù)量N3 =日加氣量/5000,取整；若停機敏感、加氣時間集中，則加氣機數(shù)量N3 = 日加氣量/5000,取整+1 ; 判斷3 :如果日加氣量> 30000Nm3,則加氣機數(shù)量N3 =日加氣量/5000,取整；當站點 受場地限制，既需要滿足較大加氣量，又無法布下足夠的雙槍加氣機，且加氣車輛以小型車 為主時，選擇三線四槍加氣機； I) 卸車撬選型： 卸車撬通常按照是否帶低溫潛液泵分為帶泵卸車撬和不帶泵卸車撬，若考慮減少卸車 時間、減少BOG產(chǎn)生和容易卸干凈，選擇帶泵卸車撬，卸車時間一般在2小時左右；不帶泵的 卸車撬，采用自增壓卸車，產(chǎn)生BOG較大，而且不容易卸干凈，卸車時間在4小時左右； J) 增壓氣化器選型： 增壓氣化器選型為300Nm3/h; K)EAG氣化器選型： EAG氣化器選型為150Nm3/h。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種L-CNG加氣站設(shè)備選型方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中L-CNG加氣站設(shè)備選型方式單一、不準確的問題。本發(fā)明通過采用一種L-CNG加氣站設(shè)備選型方法，通過確定加氣站日加氣能力、建站面積、加氣時間是否集中、停運影響大小后，根據(jù)公式計算及工程要求，獲得加氣站主要設(shè)備即：LNG儲罐、L-CNG泵撬(低溫高壓柱塞泵等)、L-CNG氣化撬(高壓空溫式氣化器、水浴式氣化器等)、順序控制盤、CNG儲氣系統(tǒng)、加氣機的參數(shù)要求的技術(shù)方案較好地解決了上述問題，可用于L-CNG加氣站設(shè)備選型中。
【IPC分類】F17C7-04, F17C13-02, F17C5-06
【公開號】CN104776312
【申請?zhí)枴緾N201510185750
【發(fā)明人】張健中, 江寧, 唐廣宇, 許光, 周日峰, 張衛(wèi)華
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年4月20日