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摘要:随着经济的发展,我国的各种资源日益紧缺,油价也普遍上涨,而作为清洁能源的天然气则就被广泛应用于交通及运输领域,这就使得我国的LNG汽车迅速发展并取得较为显著的经济利益、环保效益,目前我国的LNG汽车加气站起步相对较晚,发展也比较缓慢,因此,政府应大力积极地推广并促进撬装式的LNG加气站的发展,其设计、发展具有占地面积少、建站的周期较短、易于操作、投资小、机动灵活、易于搬迁等特点,因此,对LNG汽车加气站设计进行探讨十分有现实意义,也能更快更好地推动我国LNG汽车向成熟的方向发展。
关键词:LNG汽车加油加气站;设计与施工
LNG(Liquefied Natural Gas),即液化天然气的英文缩写,LNG是一种清洁、高效的能源,按照美国国家标准NFPA59A定义为:一种基本上是甲烷构成的液态流体,含有微量的乙烷、丙烷、氮或通常在天然气中存在的其他成分,天然气主要来源于气田和油井伴生气,通常是作为燃料使用,在发达国家很早就将天然气进行液化储运,应用于生活、工业、汽车燃气等各个行业,1999年上海引进法国工艺技术建成了第一个LNG站,作为城市燃气的备用气源,而随着我国经济的发展,对于能源的需求量也显著提升,LNG站日益增多,气化站的设计问题也逐渐受到重视,所以本文就将对LNG汽车加油加气站的设计予以简单的阐述。
一、我国目前LNG汽车加气站建站方式
要探讨对LNG汽车加气站的研究设计,首先就应对建站场地的具体情况及实际情进行分析,进而选择相对合适的LNG汽车加气站的建站方式,而目前我国LNG汽车加气站主要有两种建站的方式,分别为:站房式加气站及橇装式加气站。对于站房式加气站:站房式建站方式是LNG汽车加气站的建站方式之一,其具有占地的费用较高、面积较大等特点,且设备的安装费用也相对较高,这就使得施工的周期时间较长,所以通常建这类加气站适合在政府支持或投资建设的情况下、或者是当地已经具有一定数量的LNG汽车的情况下才会建立,城镇的LNG汽车发展处于起步阶段之时,则LNG汽车的数量相对较少,消耗量也减少,则成本回收周期长;对于橇装式加气站:橇装式加气站的建站方式相对于站房式加气站来说,就更为便捷,因其占地面积较小,土地的使用费用较低、设备多数均集中在同一个或者多个橇块上,施工的周期也较短,其的造价费用均较低,因此,这种方式更容易收回成本,也更适合LNG加气站的初期投入建设。
二、LNG气化站的工艺流程概述
LNG气化站的工艺流程如下:LNG由槽车运至气化站,再利用LNG卸车增压器使槽车内压力增高,将槽车内LNG送至LNG低温储罐内储存,当从LNG储罐外排时,先通过储罐的自增压系统,使储罐压力升高,然后打开储罐液相出口阀,通过压力差将储罐内的LNG送至气化器后,再经调压、计量、加臭等工序送入市政燃气管网,当室外环境温度较低,空温式气化器出口的天然气温度低于5℃时,则需在空温式气化器出口串联水浴式加热器,对气化后的天然气进行加热。
三、LNG汽车加气站选址及与其防火间距
虽然LNG汽车加气站介质较空气更轻,泄漏后会迅速的扩散到空气当中,不太容易聚积,但是,为确保消防安全,进行选址及防火间距方面还需谨慎设计,除了要考虑城市及其周边交通规划、环境及防火安全等方面的基本要求,还应符合如下方面的规定:一是LNG汽车加气站应尽可能避开居民区、医院、学校等人员量流动性大的场所、城市的繁华区域以及重要物资仓库、交通枢纽等场所;二是为防LNG溢出后流出界区,还应当建立围堰进行拦蓄,为了便于排水,道路坡度也不应大于6%,且宜坡向站外;三是场地应尽可能位于有火源存在设施的上风侧;四是LNG汽车加气站站内建筑物间的安全距离要参照《液化天然气(LNG)汽车加气站技术规范》方面的要求;五是LNG汽车加气站站内应进行环形车道的设置,以便消防车和LNG槽车的顺利进出,尤其要注意的是事故情况下需将LNG槽车中的液体倒出时应方便LNG槽车的快捷进入;六是在LNG汽车加气站同相邻建筑物一侧应进行不小于2.2 m非燃烧体围墙的设置;七是LNG汽车加气站的相关建筑物耐火等级应超过二级。八是LNG加气的服务对象多数为城市的公交车,其发展的对象也多为城市的出租车及城市的区间车,所以关于加气站的选址问题,我们应进行认真详细地规划,LNG汽车加气站的合理布点将直接对LNG汽车的进一步推广有着重要影响,例如,若选择公交车为服务对象,则选址应在公交车停车场附近,这样有利于夜晚集中对其加气,反之,如果是为出租车服务的,则还应充分考虑其加气的便捷性等。
四、LNG汽车加气站的设计流程
LNG加气站的设计流程可以分为4个部分,分别是:卸车流程、加气流程、调压流程及卸压流程,下面我们就具体的来说一下这几个设计流程。
一是卸车设计流程。就是将汽车槽车或者是集装箱内部的LNG移动到LNG加气站的储罐内,可以利用卸车的增压器进行卸车,或者是利用浸没式的加气泵进行卸车,还有就是利用增压器与泵联合进行卸车,现人们普遍采用最后一种方式进行转移,对于潜液泵卸车的方式是LNG液体,LNG液体经过LNG槽车的卸液口进入到潜液泵内,潜液泵对LNG及进行增压后,再将其充入LNG的储罐,储罐的气口与LNG槽车的气口相通,这是LNG储罐内的BOG气体经气相管进入LNG槽车内,一方面这样就就有效地解决了LNG槽车中因为液体减少的原因,导致了气相压力下降的现象;另一方面也解决了LNG储罐因液体的增多引起气相压力的上升,整个卸车的过程不必对储罐泄压就可以直接进行操作,该方式具有时间短、速度快、技术较为先进、操作过程不用消耗LNG液体等特点,但缺点是工艺流程相对复杂、消耗一定的电能,而且管道的相互连接比较繁琐;对于自增压卸车的方式,LNG储罐与LNG的槽车间产生的压力差,为自增压卸车提供了卸车及重组等动力,LNG槽车内的液体逐渐减少,需不断地对LNG槽车内的气相空间实施增压,如果卸车之时,储罐内的气相空间中的压力过大,还应进一步对其进行泄压,这样有助于提高LNG储罐及LNG的槽车间的压力差,让LNG槽车的增压需要消耗到部分LNG液体,这种自增压卸车方式的优点是:其的操作流程相对简单、管道间的连接无耗能,操作方便简单,缺点是自动化程度较低、放散的气体过多等。
二是加气设计流程。储罐中的LNG液体是通过泵加压后,再由加气枪对汽车进行加气,在泵加压时,最大的加气压力为1. 6MPa,气枪在对车载瓶加气之前,应通过回收车载瓶中的多余气体先给车载瓶进行卸压,建议以后在对汽车进行加气时,可设置计量的装置,这样有利于回收及计量车载瓶中多余的气体。
三是卸压设计流程。卸压流程,在给储罐调压过程中,储罐中的液体同时在不断的蒸发和气化,这部分气化了的气体如不及时排出,储罐压力会越来越大,当储罐压力大于设定值时,相关阀门打开,释放储罐中的气体,降低压力,保证储罐安全,目前,该部分气体进行放空处理,建议在以后的加气站中,该部分气体通过调压后送人附近市政管网系统。
四是调压设计流程。汽车上的车载瓶中所装载的液体必须是饱和的液体,在对汽车加气时,应事先对储罐中的LNG加压升温,使其成为饱和液体后,方能对汽车加气,调压设计流程的升压方式有以下几种:即可对泵低速循环升压、对储罐的压力调节器进行升压、还可通过者两者的共同使用来进行升压,从而达到调压设计的流程要求。
结语
综上所述,LNG汽车加气站设计问题,直接关系到我国加快经济建设、实现可持续发展目标战略的实现,同时也对改善城市的环境质量及节约能源方面具有十分重要的意义,因此,我们应在城市大力普及并推广LNG汽车的发展,为节约能源,实现可持续发展和改变城市大气质量做出重大贡献。
参考文献:
[1]周春.LNG汽车加气站的消防设计方案[J].煤气与热力.2010(01):9-12.
[2]郭宗华. LNG汽车加气站规范选用与安全设计探讨[J]. 油气世界,2007,(4):35-40.
关键词:LNG汽车加油加气站;设计与施工
LNG(Liquefied Natural Gas),即液化天然气的英文缩写,LNG是一种清洁、高效的能源,按照美国国家标准NFPA59A定义为:一种基本上是甲烷构成的液态流体,含有微量的乙烷、丙烷、氮或通常在天然气中存在的其他成分,天然气主要来源于气田和油井伴生气,通常是作为燃料使用,在发达国家很早就将天然气进行液化储运,应用于生活、工业、汽车燃气等各个行业,1999年上海引进法国工艺技术建成了第一个LNG站,作为城市燃气的备用气源,而随着我国经济的发展,对于能源的需求量也显著提升,LNG站日益增多,气化站的设计问题也逐渐受到重视,所以本文就将对LNG汽车加油加气站的设计予以简单的阐述。
一、我国目前LNG汽车加气站建站方式
要探讨对LNG汽车加气站的研究设计,首先就应对建站场地的具体情况及实际情进行分析,进而选择相对合适的LNG汽车加气站的建站方式,而目前我国LNG汽车加气站主要有两种建站的方式,分别为:站房式加气站及橇装式加气站。对于站房式加气站:站房式建站方式是LNG汽车加气站的建站方式之一,其具有占地的费用较高、面积较大等特点,且设备的安装费用也相对较高,这就使得施工的周期时间较长,所以通常建这类加气站适合在政府支持或投资建设的情况下、或者是当地已经具有一定数量的LNG汽车的情况下才会建立,城镇的LNG汽车发展处于起步阶段之时,则LNG汽车的数量相对较少,消耗量也减少,则成本回收周期长;对于橇装式加气站:橇装式加气站的建站方式相对于站房式加气站来说,就更为便捷,因其占地面积较小,土地的使用费用较低、设备多数均集中在同一个或者多个橇块上,施工的周期也较短,其的造价费用均较低,因此,这种方式更容易收回成本,也更适合LNG加气站的初期投入建设。
二、LNG气化站的工艺流程概述
LNG气化站的工艺流程如下:LNG由槽车运至气化站,再利用LNG卸车增压器使槽车内压力增高,将槽车内LNG送至LNG低温储罐内储存,当从LNG储罐外排时,先通过储罐的自增压系统,使储罐压力升高,然后打开储罐液相出口阀,通过压力差将储罐内的LNG送至气化器后,再经调压、计量、加臭等工序送入市政燃气管网,当室外环境温度较低,空温式气化器出口的天然气温度低于5℃时,则需在空温式气化器出口串联水浴式加热器,对气化后的天然气进行加热。
三、LNG汽车加气站选址及与其防火间距
虽然LNG汽车加气站介质较空气更轻,泄漏后会迅速的扩散到空气当中,不太容易聚积,但是,为确保消防安全,进行选址及防火间距方面还需谨慎设计,除了要考虑城市及其周边交通规划、环境及防火安全等方面的基本要求,还应符合如下方面的规定:一是LNG汽车加气站应尽可能避开居民区、医院、学校等人员量流动性大的场所、城市的繁华区域以及重要物资仓库、交通枢纽等场所;二是为防LNG溢出后流出界区,还应当建立围堰进行拦蓄,为了便于排水,道路坡度也不应大于6%,且宜坡向站外;三是场地应尽可能位于有火源存在设施的上风侧;四是LNG汽车加气站站内建筑物间的安全距离要参照《液化天然气(LNG)汽车加气站技术规范》方面的要求;五是LNG汽车加气站站内应进行环形车道的设置,以便消防车和LNG槽车的顺利进出,尤其要注意的是事故情况下需将LNG槽车中的液体倒出时应方便LNG槽车的快捷进入;六是在LNG汽车加气站同相邻建筑物一侧应进行不小于2.2 m非燃烧体围墙的设置;七是LNG汽车加气站的相关建筑物耐火等级应超过二级。八是LNG加气的服务对象多数为城市的公交车,其发展的对象也多为城市的出租车及城市的区间车,所以关于加气站的选址问题,我们应进行认真详细地规划,LNG汽车加气站的合理布点将直接对LNG汽车的进一步推广有着重要影响,例如,若选择公交车为服务对象,则选址应在公交车停车场附近,这样有利于夜晚集中对其加气,反之,如果是为出租车服务的,则还应充分考虑其加气的便捷性等。
四、LNG汽车加气站的设计流程
LNG加气站的设计流程可以分为4个部分,分别是:卸车流程、加气流程、调压流程及卸压流程,下面我们就具体的来说一下这几个设计流程。
一是卸车设计流程。就是将汽车槽车或者是集装箱内部的LNG移动到LNG加气站的储罐内,可以利用卸车的增压器进行卸车,或者是利用浸没式的加气泵进行卸车,还有就是利用增压器与泵联合进行卸车,现人们普遍采用最后一种方式进行转移,对于潜液泵卸车的方式是LNG液体,LNG液体经过LNG槽车的卸液口进入到潜液泵内,潜液泵对LNG及进行增压后,再将其充入LNG的储罐,储罐的气口与LNG槽车的气口相通,这是LNG储罐内的BOG气体经气相管进入LNG槽车内,一方面这样就就有效地解决了LNG槽车中因为液体减少的原因,导致了气相压力下降的现象;另一方面也解决了LNG储罐因液体的增多引起气相压力的上升,整个卸车的过程不必对储罐泄压就可以直接进行操作,该方式具有时间短、速度快、技术较为先进、操作过程不用消耗LNG液体等特点,但缺点是工艺流程相对复杂、消耗一定的电能,而且管道的相互连接比较繁琐;对于自增压卸车的方式,LNG储罐与LNG的槽车间产生的压力差,为自增压卸车提供了卸车及重组等动力,LNG槽车内的液体逐渐减少,需不断地对LNG槽车内的气相空间实施增压,如果卸车之时,储罐内的气相空间中的压力过大,还应进一步对其进行泄压,这样有助于提高LNG储罐及LNG的槽车间的压力差,让LNG槽车的增压需要消耗到部分LNG液体,这种自增压卸车方式的优点是:其的操作流程相对简单、管道间的连接无耗能,操作方便简单,缺点是自动化程度较低、放散的气体过多等。
二是加气设计流程。储罐中的LNG液体是通过泵加压后,再由加气枪对汽车进行加气,在泵加压时,最大的加气压力为1. 6MPa,气枪在对车载瓶加气之前,应通过回收车载瓶中的多余气体先给车载瓶进行卸压,建议以后在对汽车进行加气时,可设置计量的装置,这样有利于回收及计量车载瓶中多余的气体。
三是卸压设计流程。卸压流程,在给储罐调压过程中,储罐中的液体同时在不断的蒸发和气化,这部分气化了的气体如不及时排出,储罐压力会越来越大,当储罐压力大于设定值时,相关阀门打开,释放储罐中的气体,降低压力,保证储罐安全,目前,该部分气体进行放空处理,建议在以后的加气站中,该部分气体通过调压后送人附近市政管网系统。
四是调压设计流程。汽车上的车载瓶中所装载的液体必须是饱和的液体,在对汽车加气时,应事先对储罐中的LNG加压升温,使其成为饱和液体后,方能对汽车加气,调压设计流程的升压方式有以下几种:即可对泵低速循环升压、对储罐的压力调节器进行升压、还可通过者两者的共同使用来进行升压,从而达到调压设计的流程要求。
结语
综上所述,LNG汽车加气站设计问题,直接关系到我国加快经济建设、实现可持续发展目标战略的实现,同时也对改善城市的环境质量及节约能源方面具有十分重要的意义,因此,我们应在城市大力普及并推广LNG汽车的发展,为节约能源,实现可持续发展和改变城市大气质量做出重大贡献。
参考文献:
[1]周春.LNG汽车加气站的消防设计方案[J].煤气与热力.2010(01):9-12.
[2]郭宗华. LNG汽车加气站规范选用与安全设计探讨[J]. 油气世界,2007,(4):35-40.