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天然气加气站的工程设计摘要：随着天然气工业的迅速发展和城市环境保护的加强，运输车辆可以通过使用天然气代替燃料，因此天然气加气站的建设也势在必行。本文为日供应规模为10000m3/d，气源采用“西二线”，结合小型CNG加气站主要对气体的参数计算、工艺流程以及主要的工艺设备进行合理设计，同时对于安全和消防问题提出建议。关键词：压缩天然气；CNG加气站；工艺流程；安全Engineering of a natural gas fueling stationAbstract：With natural gas industry booming and urban environment protection sharpening , transport vehicles may use Natural gas instead of fuels, the construction of natural gas fueling stations is imperative. This paper is mainly based on a small CNG fueling station and given “West second line” air chemical parameter calculation，CNG fueling station process design and processing equipments choice .While we also offer some proposals in safety and fire fighting.Key words: Compressed natural gas; CNG filling station; technological process; safe目录1 前言11.1 中国天然气发展的形势11.1.1天然气的销售量11.1.2 西气东输11.1.3 加气站目前发展12 基本设计参数22.1 压缩天然气的成分22.2 日供应规模23 设计参数33.1 设计温度33.2 设计压力43.3 设计流速43.4 设计流量43.5设备选用流量54 CNG加气站工艺设计54.1 工艺流程54.2 工艺设备及选型64.2.1进站阀组64.2.2 缓冲罐和回收罐74.2.3 脱水装置84.2.4压缩机94.2.5再生干燥系统114.2.6储气设备124.2.7 控制系统124.2.8 充装台134.2.9 其他设备144.2.10 主要设备一览表144.3 CNG加气站压缩机进出口管径计算154.3.1 压缩机入口管材选用D159154.4 管道、管件及防腐164.4.1 管道、管件、阀门164.4.2防腐175 选址及平面建设175.1 站场选址175.2 平面布置176 公用设施与安全设施186.1 公共设施186.1.1 IC卡卡机联动及网络管理系统186.1.2 电气196.1.3 采暖与通风196.2 安全设施206.2.1 安全监控系统的功能及设计方案206.2.2 安全监控系统配置及功能206.2.3 工业电视监控系统206.2.4 消防系统20参考文献221 前言1.1 中国天然气发展的形势1.1.1天然气的销售量天然气是优质高效的清洁能源，二氧化碳和氮氧化物的排放仅为煤炭的一半和五分之一左右，二氧化硫的排放几乎为零。在过去,由于技术手段的限制，天然气作为运输燃料始终难以与石油匹敌。随着技术的不断进步,天然气利用技术的逐步成熟，其销售量也节节攀高，2004年，全国天然气销售量为300亿立方米，同比增长16%。1 2012 年全年国内天然气表观消费量1471亿立方米,比2011年增长13%；2012 年全年国内天然气产量1077亿立方米,比上年同期增长6.5%；天然气进口量(含液化天然气)425亿立方米，增长31.1%。1.1.2 西气东输 中国天然气主要分布在鄂尔多斯、四川、塔里木、柴达木、渤海湾等沉积盆地中，占全国探明地质储量95%。2010年总产能达到了590亿方2，但能源消费地主要分布在我国东、东南部沿海地区，气态天然气便于管道输送，且天然气长输管线具有便于敷设、建成后维护成本低、运营成本低、输送方便等优点，被作为我国西气东输的主要方式，国家大力发展建设天然气管道。“十二五”期间，新建天然气管道(含支线)4.4万公里，新增干线管输能力约1500 亿立方米/年；新增储气库工作气量约220亿立方米，约占2015年天然气消费总量的9%；城市应急和调峰储气能力达到15亿立方米。 到“十二五”末，初步形成以西气东输、川气东送、陕京线和沿海主干道为大动脉，连接四大进口战略通道、主要生产区、消费区和储气库的全国主干管网，形成多气源供应，多方式调峰，平稳安全的供气格局3。1.1.3 加气站目前发展作为CNG汽车的燃料供应站，CNG汽车加气站的建设自然也成了社会各界共同关注的焦点。据专家预测，2005年CNG汽车将发展到50万辆，如每200辆车需要一座加气站，则大约需要建设2500座CNG加气站，目前全国已建成CNG加气站不足100座。而建设一座CNG加气站大约需要投资几百万元，因此科学合理的设计，确定加气站的设计规模，不仅决定CNG加气站的储气容积，同时又影响压缩机容量的选型，从而达到节约建设资金的目的。2 基本设计参数2.1 压缩天然气的成分压缩天然气的成分是CNG加气站工艺计算和设备选型的重要参数，准确掌握其物性参数和性质是保障安全的重要依据。 本设计采用“西二线”天然气。“西二线”天然气的基本参数如下（20、1.01325105Pa）。表2.1 西二线天然气组分组分摩尔百分数比（%）组分摩尔百分数比（%）CH494.563C2H62.736C3H80.535n-C4H100.105i-C4H100.097i-C5H120.034n-C5H120.024C6+0.063CO20.066Ar0.0008N21.183O20.019天然气高发热值：38.432天然气低发热值：34.6562.2 日供应规模CNG加气站的日供应规模也就是直接供应对象日需气量的最大值。日供应规模是确定CNG加压站工艺流程和设备选择等的重要依据之一。CNG加气站的日供应规模计算公式：qd =qdT +qdV+ qDC （2-1）qd CNG加气站日供应规模，m3/d （基准状态）；qdT 供应CNG运输车的日供应规模，m3/d （基准状态）；qdV 供应CNG汽车的日供应规模，m3/d （基准状态）；qDC CNG储气调峰的日加压规模，m3/d （基准状态）；由于本设计CNG加气站没有子站和不在城镇燃气系统中参与供气小时调峰，故qd=qdV 。qd=m qaV （2-2）m 最大日加气车辆次数，次/d；qaV CNG汽车平均加气量，m3/次 （基准状态）该CNG加气站每天加气的车辆为200辆，行驶150200km，每天每辆车的加气量为50m3，站内的压缩机、储气瓶组和售气机应该按这一规模进行匹配，还有要有备用的常用设备。qd=20050=10000Nm3/d3 设计参数3.1 设计温度设计温度应为各设备和管道最高或最低工作温度。应根据工作时介质温度、环境温度、天然气处理过程等最不利温度综合确定。进站总管至第一台前处理设备前的设备及管道的设计温度，可分别取最高环境温度、极端环境最低温度加-5。脱硫、脱水等设备。要对其铭牌工作温度进行校核，必要时要结合工程设计处理能力，对其反应放热、设备加热或冷却、节流降温等温变过程进行计算后，确定设计温度。设备前后在传热影响范围内的连接管道，应取与设备相同的设计温度。节流降温部位及其影响范围内的管道，应按计算温降后的介质温度加-5作为其最低工作温度再根据环境温度等综合确定设计温度。 最高设计温度：50 最低设计温度：-203.2 设计压力 CNG加气站的所有设备和管道组成件的设计压力应比最高工作压力高10%，且在任何情况下不应低于安全阀定压。进站调压装置前的最高工作压力取进站管所接外网的最高工作压力；进站调压装置后至压缩机前的最高工作压力取调压器出口设定压力；压缩机后的最高工作压力取压缩机额定出口压力，一般取为25MPa；储气设备最高工作压力为25MPa；放空管路最高工作压力取安全阀开启压力或放散阀前的工作压力。进站管设计压力：1.6MPa压缩机后管道设计压力:25MPa3.3 设计流速压缩机前的设计流速：17m/s压缩机后的设计流速：5m/s3.4 设计流量设计流量是指工艺装置的最大小时处理能力，通常用基准状态下的体积表示，单位m3/h（基准状态）。当设计条件确定了日供应规模时，按下式计算设计供应流量：qh=Kd qd/ （3-1）qhCNG加气站设计流量，m3/h（基准状态）；Kd加气量小时高峰系数；CNG加气站每天工作小时数，h/d； 在正常情况下压缩机工作时间应按1214h计算，10000m3/d规模CNG站，查资料取Kd=0.9996，则计算流量为714833 m3/h。3.5设备选用流量 为使工艺设备在安全及最佳工况下运行，应根据设计流量和工艺设备自身特点确定设备选用流量。设备选用流量用下式计算： q0 =Kqh （3-2）q0 设备选用流量，m3/h（基准状态）；K 设备安全操作系数；qh CNG加气站设计流量，m3/h（基准状态）；上式中，设备安全操作系数因设备不同而不同。对调压器，可取为1.2；对往复式压缩机，可取1.01.1；对脱硫、脱水设备，可取1.0。选取设备时，要注意设备选用流量与设备额定流量的换算。一些设备的额定流量是用某特定工况下的体积表示的。4 CNG加气站工艺设计4.1 工艺流程来自高压管道天然气以1.6MPa的压力进站，经过滤、计量，稳压后，进入缓冲罐进行气液分离；从缓冲罐出来的废液进入分输站场污管网集中处理，天然气进入脱水装置预处理后，进入脱水装置预处理后，再进入压缩机加压至25MPa；加压后的气体经程控阀组进入储气井，储气井分为高、中、低三组，按1:2:3配置；当供汽车充气时，按低、中、高三组压力依此通过售气机向车辆充气，在汽车钢瓶内压力达到20MPa时关闭充气阀门；当储气井内气体压力低于设定下限值时程控阀门组自动开启，压缩机以高、中、低为顺序向储气井充气直至设定上限值；在储气井压力均低于设定下限时，压缩机直接为汽车充气。储气井补充充气下限值为:低压储气井12MPa，中压储气井18MPa，高压储气井22MPa。工艺主要流程如图4-1脱水装置调压计量高压管道天然气来气CNG汽车加气机储气井25MPa天然气压缩机 图4-1 加气站主要流程图4.2 工艺设备及选型 工艺设备的选择要满足技术要求，在不影响安全生产的前提下，尽量节省投资。CNG加气站内主要系统有：1.进站阀组；2.预处理装置；3.压缩装置；4.控制系统；5.售气系统。4.2.1进站阀组 气源管线自相邻的分输站接入，阀组设进站放空、紧急切断、来气计量、调压，以保证来气的稳定性和交接计量的准确性，进站管道还设有缓冲罐，以保证压缩机工作平稳。（1）过滤及除尘 CNG加气站内包括装置前和装置后两种形式的过滤设备。在装置前需要设计过滤器设备的有调压器、计量装置、脱水装置、压缩机、加压机等，在装置后需要设置过滤设备的可能有脱硫装置、后脱水装置等。 进站过滤器多选用高效玻璃纤维或中效金属网式燃气过滤器。高效过滤器过滤5m粒径的效率应不小于99%，中效过滤器过滤5m粒径的效率应不小于99%或10m粒径的效率应该不小于95%。过滤面积为连接管道流通面积的35倍，过滤速度不大于10m/s，过滤器的压力损失一般不大于1Kpa，工作压力损失不应大于15Kpa。 因本设计后为脱水装置，故应选择高效过滤器。 压缩机通常要求进气中的微粒小于10m，含尘量不大于5mg/m3。故压缩机前过滤器选中效过滤器。（2）调压器 根据进口压力1.6MPa及压缩机前设计流速17m/s，查表4-1选用RTJ-54/100F高压燃气调压器。RTJ-54/100F高压燃气调压器参数为进口压力1.6MPa，出口压力0.4MPa，流速为59485m3/h（约16.5m3/s）。 表4-1 RTJ-54/100F高压燃气调压器流量表（m3/h） 输出压力输入压力1.2MPa1.0MPa0.8MPa0.6MPa0.4MPa1.6MPa44707516665596358508594851.2MPa288243777542605449681.0MPa2616433753373590.8MPa23208292300.6MPa19832（3）计量装置CNG加气站的计量装置包括进站计量装置和加气计量装置。进站计量装置选用带温度和压力补偿的流量计，其计量的基准状态101.325Kpa和20，不确定度要求不低于1.5级。加气计量装置多为质量流量计，且配置于加气机内。4.2.2 缓冲罐和回收罐为减少压缩机工作时气流压力波动以及由此引起的机组振动，在天然气进入压缩机组之前设置进气缓冲罐，对供气系统起到缓冲作用。废气回收罐主要作用是回收压缩机排污及卸载时产生的天然气，同时回收压缩机内产生的废气、废液。在目前运行的CNG加气站中，会发生压缩机回收罐安全阀频繁起跳的现象，根源主要是压缩机启动频繁，卸载产生的回收气体回流，大量气体进入缓冲罐，造成压缩机进口压力超压，解决的方法是将回收罐接口接一根回流管道，连接至天然气进站管道，这样回收罐内的大量天然气可回流到供气管网，问题就得以解决。 依据燃气规范的规定，缓冲罐的天然气停留时间不低于10s，此次设计采用20s设计。加气规模：10000m3/d加气速度：0.232m3/s缓冲罐的体积V=0.23220=4.63m3加气规模10000m3/d的情况下缓冲罐的体积为5m3。4.2.3 脱水装置 天然气（GB17820-1999）要求在天然气交接点压力和温度条件下水露点应比最低环境温度低5。而汽车用压缩天然气的水露点为在汽车驾驶的特定地理区域内，在最高操作压力下，水露点不应高于-13。显然以城市天然气为气源的CNG加气站，还必须对城市天然气进行深度脱水才能输出合格的汽车用压缩天然气。脱水装置采用分子筛吸附处理方式。进入CNG加气母站的天然气是经过初步净化的干气，符合天然气（GB17820-1999）中II类气质的要求，要求的脱水装置出口干气常压露点-60，以满足车用压缩气体的使用要求。有资料认为，通过脱水装置的空筒速度宜取：压缩机前脱水120150mm/s,压缩机中脱水4060mm/s,压缩机后脱水3050mm/s。选择脱水装置，应明确的工艺参数有工作压力、环境温度、天然气进气温度、天然气组分（主要是酸性气体含量）、设计处理能力（标准立方米/小时）进气水露点或含水量（标明压力）、干气需要达到的水露点（标明压力）、每天脱水工作时间、在生气来源。分子筛的用量，可按下式计算校核：W= d1-d0q10000Sdd (1+k/100)(1+S/100) 式中W分子筛用量，kg；d1脱水前天然气含水量，mg/m3（基准状态）；d0脱水后天然气含水量，mg/m3（基准状态）；qCNG站年均日供应量，m3/d （基准状态）；分子筛一个再生周期内的工作时间，h；k干燥再生湿气的附加干燥负荷，%，可取1015；Sd分子筛有效湿容量，%（kg/kg），可取912；dCNG加气站平均日工作时间，h；分子筛在一个脱水周期内的使用损耗率，%；s分子筛设计使用次数（即更换分子筛的周期），可取200300； 通过查资料，可得脱水前天然气含水量为58mg/m3（基准状态），脱水后天然气含水量为13mg/m3（基准状态），即水分脱除后基本负荷为45mg/m3（基准状态），每天的脱除量为450g。采用前脱水工艺，该设备的附加负荷为基本符合的10%，则脱水装置总负荷为每天495g。在再生周期不大于1个工作日的条件，选用4A型分子筛为脱水剂，设计有效容量为10%。取磨损率为0.4%，假定分子筛寿命为200个工作日。下式中=d。 W= （58-13）100001000010d（1+10100）(1+0.4200100)=8.91kg结合表4-3 选用4A型球形分子筛为脱水剂，炸UN高天亮约为9kg的双筒脱水装置（一用一备）。 表4-2 3种型分子筛性能参数 4.2.4压缩机压缩机的类型主要有往复式、离心式、轴流式和回转式。根据CNG加气站的工艺条件，其压缩机属于高压（排气压力为10100MPa）、中、小型（入口状态下体积流量不太大60m3/min为中型，不大于10m3/min为小型）压缩机。多采用有油润滑或气缸无油润滑形式。往复式活塞压缩机适用于排量小、压比高的情况，是CNG站的首选压缩机。往复式压缩机的压比通常为3:1或4:1，可多级配置，每级压比一般不超过7。小型压缩机最高出口压力可达40MPa。流量范围为0.385m3/min。CNG加气站天然气气源来自城镇中压管网时，压缩机进口压力一般为0.20.4MPa，即使最小至0.035MPa，也可用往复式压缩机。当连接高压管网或输气干线时，也可达到4.0MPa，甚至高达9MPa。除专用于CNG储存的压缩机有经方案比较选择确定的出口压力外，通常CNG加气站压缩机出口为25MPa。CNG加气站单台压缩机排量一般为2501500m3/h。一般压缩机每天工作时间以1214h为宜，故平均排量为1214 m3/min(基准状态)。当设置23台压缩机时，每台压缩机排量为57m3/min,属于小型压缩机排气量。根据所需压缩机的排气压力为高压力，排量为小流量的特性，选择往复式压缩机。CNG加气站进口管道来自城市门站，可认为其压力稳定。忽略进气管路压力损失，则压缩机进口压力为0.4MPa。对多级压缩，各级压缩比由下式计算：=np1-p0 (4-5)式中，p1、p0分别为压缩机排气和吸气压力（绝对压力），n为压缩级数。如果选2、3级，计算的压缩比为4.96、2.91，都在可选范围，考虑到热效率等问题，故选用3级压缩机。表4-3 部分CNG压缩机性能参数表根据表4-3可选择3台W-1.610/40-280型压缩机。该机主要指标为：进气压力0.4MPa，排气压力25MPa，排气量为280m3/h(基准状态)，3级压缩，风（水）冷方式，配置电动功率为185KW，符合设计要求。该型压缩机主要技术参数如下：型号：W-1.610/40-280型型式：三级，风冷和水冷式混合介质：天然气进气压力：0.04.0MPa进气温度：40排气温度：不高于环境温度15排气压力：25MPa（表压）供气量：280Nm3/h电机功率：75KW额定电压：380V防爆等级：dIIBT4 4.2.5再生干燥系统 采用后置高压再生系统：压缩后的天然气经干燥器深度脱水以达到-55度的露点；干燥器填料饱和后需用天然气再生。本设计为安全、稳定、连续再生，直接取低压储气井净气经稳定器后进入干燥器，再生气经分离计量后回于调压器前，可以两计量器之差值结算用气量。4.2.6储气设备 CNG加气站的储气设备可分为储气瓶、井管和球罐。 CNG储气用井管是竖井式高压气储管的简称。井管应符合高压气地下储气井SY/T6535的规定，其公称压力为25MPa（表压），公称容积为110m3，储气介质为符合车用压缩天然气GB18047的天然气。 井管由井底封头、井筒及井口装置构成。井筒应符合APISpec5CT的要求，套管钢级应为TP80CQJ，材料的实际屈服强度宜选552758MPa，实际抗拉强度宜选689862MPa。井口装置材料的实际抗拉强度不应大于880MPa，实际屈服强度比不超过0.9。SY/T6535规定筒外径为177.80273.10mm。 井管占地面积与井斜角度有关。实际工程中，当井管长（深）度小于100nm，同时，井斜控制很好的情况下，每井只需占地1m2。 井管适用于无地下建（构）筑物，安全距离受限的CNG加气站。不应建于地表滑坡等地质灾害地带和地下有空洞的地带。本设计采用六个储气井，其参数为：公称压力：25MPa公称容积：2m3井筒外径：244.5mm壁厚：7.9210.03mm井管长（深）度：50m4.2.7 控制系统 加气站的控制系统对于加气站的正常运行非常重要，一个自动化程度高、功能完善的控制系统可以极大地提高加气站的工作效率，保证加气站的安全、可靠运行。根据生产管理要求，自控系统本着安全、可靠、平稳、经济的原则进行设计。 加气站的控制系统主要有电源控制、压缩机运行控制、储气控制、售气控制。压缩机的运行控制系统主要有压缩机的自动启停、进出口压力的控制、压缩机润滑油压等的控制。 售气控制可设置在售气机内。取气顺序过程与储气调度制度实施过程相反，采用由低压到高压的顺序，即先取用最低压力级的储存气体，在逐次切换至最高压力级或者直至压缩机直充管的顺序取气制。目前CNG加气站多用顺序取气制。 取气制度有取气控制阀门组完成。顺序取气阀门组也可分为手动控制、自动控制两类。自动控制按动作元件动力分类，又可分为自力式、气动式和电动式。手动控制的顺序取气控制阀门组须单独设置在控制操作台或操作箱中。顺序控制盘一般至于加气机内，也可与储气有先控制盘组合配置于一体成为总控制盘。目前，多采用加气机内自带取气顺序控制盘形式。4.2.8 充装台包括加气停车位、加气岛、加气机。本站停车位按8辆汽车能同时加气考虑加气棚按通行式双跨设计，岛间距净宽5.0m，便于停靠通行；4台加气机分设四个加气岛，加气机间距大于5m。 CNG站压缩机排量一定，而加气车辆、车型多变，且加气时间不连续，加气量不稳地，因而加气机的加气量应大于压缩机的排量。在本设计中，加气枪理论加气时间比压缩机的运行时间少于45h,用以补偿小型车辆的加气间断时间。本设计采用8个标准加气车位，采用双枪售气机4台，加气机间距大于5m，该售气机主要技术参数为：(一) 单枪最大流量：80Nm3/min(4800Nm3/h)；(二) 计量精度等级：0.5%(三) 设计压力：27.5MPa(四) 额定压力：20MPa(五) 环境温度：-3550(六) 相对湿度：1595%(七) 电源：220V5%AC，50Hz(八) 计量单位：Nm3（标准立方米）、元(九) 读书最小分度值：0.01m3(十) 单次计数范围：09999.99m3，Kg，元(十一) 累计计数：0999999.99m3(十二) 单价设置范围：099.99元/m3(十三) 加（卸）气软管直径及长度：直径25mm,长度6m(十四) 加（卸）气枪嘴：快速接头(十五) 防爆标志：Exdmeib II AT44.2.9 其他设备 安全阀选用全启式弹簧安全阀，泄放能力应按实际保护设备需要的泄放量确定。当不明确时，可按小于进站设计流量的20%计。 压缩机管路等有振动处应选用耐振压力表。二次仪表应按全站自控要求选择。压力表表盘直径不小于150mm，量程应为工作压力的1.52倍，准确度不应低于1.5级。4.2.10 主要设备一览表 表4-4 主要设备表序号名 称规格 型号单位数量备注1调压器RTJ-54/100F台12缓冲罐5m3个13脱水装置4A球形台2一用一套4天然气压缩机W-1.610/40-280台3国产5再生干燥器CNG620/25台1配套6储气井V=2.0m3PN=25MPa座67程控盘Safa-1500套18售气机双枪台49燃气泄漏报警器GASPO-8套110计量柜撬装套1计量、过滤4.3 CNG加气站压缩机进出口管径计算4.3.1 压缩机入口管材选用D159压缩机出口管径计算：D=11.40.207 0.033q v0.38P100 -0.207 （4-6）579.6kg/m30.1175cstqv280Nm3/hP100 20Kpa/100m经过计算D=11.40.207 0.033q v0.38P100 -0.207=52mm考虑到加气柱计算采用的最大流量，此次压缩机出口管径采用50mm。压缩机出口管径壁厚的计算:=PD/(2S+P)+C+C1=t+C+C1式中：钢管壁厚，mm；t钢管计算壁厚，mm；P设计压力；D管线外径，mm；S钢管最低屈服强度，S=163MPa；焊接系数，采用符合输送流体用无缝钢管规定的钢管，=1；C腐蚀裕量附加值，在本设计中C=1.5mm；C1钢管壁厚偏差附加值，在本设计中C1=1.5mm；参数选取：P：27.5MPa ；D：50mm=PD/(2S+P)+C+C1=t+C+C1=6.56mm考虑到压缩机的操作条件，并参照GB5310-95规范，此次压缩机出口管径壁厚采用7mm。即637mm。4.4 管道、管件及防腐4.4.1 管道、管件、阀门（1）管道增压前管线设计压力为0.4MPa，选用优质碳素钢无缝钢管，材质为20#钢，其质量技术要求应符合GB5310-2008高压锅炉用无缝钢管的规定，增压后管路设计压力为27.5MPa，选用高压无缝钢管，材质为0Cr18Ni9，其质量技术要求符合GB/T149762002流体输送用不锈钢无缝钢管的规定。站区管道均采用埋地敷设。各放散，安全阀排气管高出建筑物2m且离地5m以上。（2）管件与连接高压管路上管道、管件采用卡套连接方式；低压管路则采用焊接。高压管件均选用美国BARY高压不锈钢管件。（3）阀门CNG站工艺管路系统压力高，危险性大，阀门选择至关重要。国产高压阀门由于材质原因，使用寿命短，难免泄漏。本设计选用进口不锈钢阀门，价格适中，质量有保障。 天然气管路上选用球阀，调节阀组的旁通阀采用截止阀，球阀均为全通径阀，小于DN100的球阀为浮动式球阀，DN100及以上球阀为固定式球阀手轮操作。阀门传动机构应确保阀门启闭灵活，操作扭矩小，泄漏量为零。 排污阀和安全阀分别采用密封性能好、使用寿命长、噪音小、耐冲刷的阀套式排污阀和节流截止放空阀。 增压前阀门的公称压力等级为0.4MPa，可选用国产优质阀门，增压后阀门的设计压力为25MPa，由于压力较高，对阀门及其密封面的要求严格，建议选用进口不锈钢材质阀门。 所有阀门结构型式要求按防火结构设计，国内阀门执行石油化工钢制通用阀门选用、检验及验收（SH/T3064-2003），进口阀门执行管线阀门API6D、阀门耐火测试API6FA，万一发生火灾或由于异常操作，阀门密封仍然可靠。4.4.2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，其中埋地管道采用PE胶带做加强级防腐，其余地上部分管道（包括地沟内管道）采用氯磺化聚乙烯防腐涂料，具体作法为：底漆两道，中间漆两道，面漆两道。面漆色彩：压缩机前工艺管道为绿色，阀体为黑色，阀门手柄为红色，安全放散系统为红色，排污管为黑色，其余管道为银灰色。5 选址及平面建设5.1 站场选址 CNG 加气站的设计应符合防火安全、环境保护及城乡规划等相关要求，还应与交通规划有机结合，在交通便利处开展选址工作。由于一级站储罐容积大，加气量大，对周围建（构）筑物及人群安全和环保影响较大，所以城市建成区和城市中心不宜建设一级加气站、一级加油加气合建站及CNG母站等。CNG加气站选址时应靠近城市宽阔道路，但不宜建在城市干道的交叉路口，以免造成交通堵塞或事故。11 5.2 平面布置根据汽车加油加气站设计与施工规范GB50156-2002（2006版）的规定，加气站的工艺设施与站外建、构筑物之间的距离小于或等于25m以及小于或等于防火距离的1.5倍时，相邻一侧应该设置高度不低于2.2m的非燃烧实体围墙，可绝热一般火种及禁止无关人员进入，以保障站内安全，加气站的工艺设施与站外建构、筑物之间的距离大于防火距离的1.5倍，且大于25m时，安全性要好的多，相邻一侧应设置隔离墙，主要是禁止无关人员进入，隔离墙为非实体围墙即可，加气站的车辆视野开阔，行车安全，方便操作人员对加气车辆进行管理。站区内停车场和道路的布置要求。（1） 车辆进、出口宜分开设置；（2） 加气站与站外建筑物相邻的一侧，应建高度不小于2.2m的非燃烧实体墙；面向车辆进、出口道路的一侧以开敞，也可建造非实体围墙、栅栏；（3） 根据加气业务操作方便和安全管理方面的要求，并通过全国部分加气站的调查，一般单车道宽度需不小于3.5m，双车道宽度需不小于6.0m；（4） 站内道路转弯半径按主流车型确定，不宜小于9.0m，道路坡度不应大于6%，且宜=坡向站外；（5） 站内停车场和道路路面采用沥青路面，容易受到泄漏油品的侵蚀，沥青层容易破坏。此外，发生火灾事故时沥青将发生熔融而影响车辆撤离和消防工作正常进行，故规定不应采用沥青路面；6 公用设施与安全设施6.1 公共设施6.1.1 IC卡卡机联动及网络管理系统IC卡网络管理系统采用平台系统模式,集 IC 卡管理数据监控、安全管理、价格管理、客户服务管理、银行联网系统管理为一体,采用新型数据库结构和非常可靠的安全机制,保障系统运行安全、可靠、快捷,数据查询统计快速准确。系统能自动识别合法卡及非法卡、实现 IC 卡加气机的卡机联动功能及加气交易自动结算;可与银行合作,通过先进的软件合作协议及接口,建立全面统一的银行联网收费体系。加气管理计算机通过计算机网络与监控计算机进行通讯,把加气机的加气数据和进站计量数据实时传送到后台监控管理系统。实时传输的数据还包括:车辆编号、车型、本次气量、本次金额、交易时间、加气机编号等加气详细信息,并能反映当前加气状态及流水账号。6.1.2 电气（1）CNG加气站的供电系统设计应符合供配电系数设计规范GB50052“三级负荷”的规定。供电系统宜采用双回路线路供电。当采用双回路供电困难时，可另设备用电源。加气站的信息系统应设不间断供电电源；（2）压缩天然气加气站供电电源宜采用电压为6/10kV的外接电源。加气站的供电系统应设独立的计量装置；（3）加气站的消防泵房、罩棚、营业室、液化石油气泵房、压缩机间等处，均应设事故照明；（4）低压配电装置可设在加油加气站的站房内；（5）加油加气站内爆炸危险区域的等级范围划分应按附录B确定。爆炸危险区域内的电气设备选型、安装、电力线路敷设等，应符合现行国家标准爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058的规定；（6）加气站内爆炸危险区域以外的站房、罩棚等建筑物内的照明灯具，可选用非防爆型，但罩棚下的灯具应选用防护等级不低于IP44级的节能型照明灯具。6.1.3 采暖与通风（1）CNG加气站内的建、构筑物的采暖和通风应按照采暖通风设计手册进行设计。（2）设有CNG加气工艺设备的建、构筑物应有良好的通风措施。采用强制通风时，通风设备的通风能力在工艺设备工作期间应按每小时换气15次计算，在工艺设备非工作期间应按每小时换气5次计算。在蒸发气体比空气重的地方，采用自然通风时，通风口不应少于2个，且应靠近可燃气体积积聚的部位设置。应在蒸发气体聚集最低部位设置通风口。（3）在站内的控制室和机柜室应根据要求设置空调。6.2 安全设施6.2.1 安全监控系统的功能及设计方案安全监控系统主要包括本站可燃气体泄漏检测报警及火灾检测报警。系统由可燃气体探测器、火焰探测器、控制主机、声光报警、信号输出接口等部分组成,完成对各个区域的可燃气体泄漏量及火灾事故的动态监测、区域和声光报警、报警和联锁控制信号输出等功能。通过RS-485通讯接口与站控系统控制器通讯。可燃气体探测器按每台加气机一个,共6个探头,卸车口一个探头,泵橇及储罐区,共4个探头,气化器、储气瓶组各一个,共2个探头,管沟进出口分别设置一个,共2个探头配置;在加气区设置一个火焰探测器,围堰区设置2个探头。6.2.2 安全监控系统配置及功能火灾与气体安全报警控制系统主要配置一台主要电源为220V交流电，备用电源为24V直流电源，最大电流为10A，20点数的盘装式声光报警火灾与气体安全报警仪；17台防爆等级为Exd IICT6，防护等级为IP65，输出信号为420mA的可燃气体探测器；3台输出信号为420mA，防爆等级为ExdIICT6，防护等级为IP65的三波长红外火焰探测器。6.2.3 工业电视监控系统为了便于站内的安全保卫工作，全站设工业电视监视系统1套，工业电视监视主机设置于控制室内，本系统根据现场实际情况，以全站无死角、站内主要设备实时监控为原则，选用5台一体化防爆云台摄像机、2台防爆枪式摄像机、1台中速球球全景标清摄像机、2台吸顶半球标清摄像机及数字硬盘录像机等设备，监视整个加气站，并保留录像数据，以备查询。6.2.4 消防系统 消防设计在贯彻“预防为主，防消结合”方针的基础上，立足自救，即火灾发生时，主要依靠站内设置的消防设备扑救。根据汽车加油加气站设计与施工规范（GB50156-2002）、石油天然气工程设计防火规范（GB50183-2004）及建筑设计防火规范（GB50016-2006）相关规定，压缩天然气加气站可不设消防给水系统，因此本设计不设置消防给水系统。按建筑灭火器配置设计规范GB50140-2005的规定，各站应根据规范要求在可能发生火灾的假期区、工艺装置区、主要建筑物等场所，依据其火灾危险度及区域大小设置不同数量、不同类型的推车式及移动式灭火器，以便随时扑灭初期火灾。 参考文献1杨建红.中国天然气市场发展形势J.当代石油石化,2005,13(10):342穆献中.中国天然气发展的现状与展望R.南京:报告会主办单位(天然气净化、液化、储运和利用技术与装备交流会),20113任芳.天然气发展“十二五”规划发布 2015 年 2.5 亿人将用上天然气中国广播网.新华能源,引用日期 2013-11-20.4黄郑华等.压缩天然气加气站的安全设计J.油气储运，2005，,24（6）：348349.5汽车加油加气站设计与施工规范M.中国计划出版社，2006.6华长春,马立强,薛春燕.中国天然气加气站发展和加气机检定现状分析J.现代测量与实验室管理,2010(4):227GB50016-2006,建筑设计防火规范S.北京:中国计划出版社,20068Finn A J,Johnson G L,Tom linson T R.Deve lopm ent in natura l g as liquefactionJ.H ydrocarbon Process ing,1999,(4):47-599GB50058-92,爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范S.北京:中国计划出版社,199910彭红涛.天然气汽车发展中存在的问题及对策研究J.煤气与热力,2006,26(3): 26-2811Gaur A, Park J-W, Jang J-H. 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