LNG汽車加氣站的橇裝化(1).doc

LNG汽車加氣站的橇裝化2008-8-22分享到： QQ空間 新浪微博 開心網(wǎng) 人人網(wǎng) 摘要：為了適應(yīng)LNG加氣站的市場發(fā)展需求，根據(jù)國內(nèi)現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范，探討了LNG汽車加氣站橇裝集成的規(guī)模、設(shè)備配置、消防設(shè)計方案、安全技術(shù)及適應(yīng)性。關(guān)鍵詞：LNG汽車加氣站；橇裝化；規(guī)模Skid-mounting of LNG Vehicle Fueling StationWU Pei-ying，ZHOU ChunAbstract：In order to adapt to the market development demand of LNG fueling station，the skid-mounting integration scale，device configuration，fire control design scheme，safety technology and adaptability of LNG vehicle fueling station are discussed on the basis of the current Chinese design specifications.Key words：LNG vehicle fueling station；skid-mounting；scale LNG汽車具有單次加氣行駛里程長、清潔、環(huán)保等特點，受到越來越廣泛的關(guān)注1。北京、烏魯木齊、長沙、貴陽、海南、杭州等地正在積極推廣LNG汽車及加氣站，并已建成了4座LNG常規(guī)加氣站(以下簡稱LNG常規(guī)站)和2座LNG橇裝加氣站(以下簡稱LNG橇裝站)。1 LNG橇裝站的規(guī)模 LNG橇裝站可分為3個橇塊，分別為儲存橇、電氣自控橇和加氣機橇。1.1 儲存橇的規(guī)模 確定LNG橇裝站中儲存橇的規(guī)模時，主要考慮的因素如下： 橇塊的機動靈活性強、工廠化生產(chǎn)、易于異地運輸、場地適應(yīng)性強等特點要求儲存橇的規(guī)模不宜過大。 LNG橇裝站有可能與城區(qū)內(nèi)的加油站合建，為了在城區(qū)加油站內(nèi)找到合適的場地，且對周邊環(huán)境影響較小，不引起公眾的恐慌心理，要求儲存橇的規(guī)模不宜過大。 國內(nèi)規(guī)范中關(guān)于LNG站場的消防系統(tǒng)配置要求也決定了儲存橇的規(guī)模不宜過大。城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范(GB 500282006)中規(guī)定，總?cè)莘e50m3且單罐容積20m3的液化天然氣儲罐或儲罐區(qū)可單獨設(shè)置固定噴淋裝置或移動水槍，其消防用水量應(yīng)按水槍用水量計算2。在此規(guī)模的情況下，城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范(GB 500282006)中規(guī)定的水槍用水量為20L/s。建筑設(shè)計防火規(guī)范(GB 500162006)中規(guī)定，當(dāng)消防用水量不超過25L/s時，可不設(shè)置消防水池3。因此，從LNG橇裝站的消防系統(tǒng)配置角度看，要求儲存橇的規(guī)模不宜大于20m3。 為了體現(xiàn)LNG橇裝站的經(jīng)濟效益，使之能夠快速得到推廣，儲存橇的規(guī)模又不能太小。以配置240L車載儲氣瓶的公交車為例，20m3的儲存規(guī)模能滿足約70輛公交車的需求(日加氣量約為1.0104m3/d，折合成液態(tài)LNG約17m3/d)，既能滿足初期加氣的需求，也能取得一定經(jīng)濟效益。建設(shè)1座20m3儲存規(guī)模的橇裝站，總造價約370104元，當(dāng)LNG(氣態(tài))購銷差價為0.6元/m3時，投資回收期約7.0年，內(nèi)部收益率約12.4%。 確定儲存橇的規(guī)模時，還應(yīng)考慮國內(nèi)LNG儲罐的產(chǎn)品規(guī)格，盡量采用常規(guī)的產(chǎn)品規(guī)格。 通過對這5個因素的綜合考慮，本文認(rèn)為LNG橇裝站中儲存橇的規(guī)模確定為20m3比較合適。1.2 LNG橇裝站的規(guī)模 確定了儲存橇的規(guī)模為20m3后，可以根據(jù)城市汽車加氣市場的發(fā)展確定LNG橇裝站的規(guī)模。在滿足國內(nèi)相關(guān)規(guī)范要求的前提下，要想使儲罐不設(shè)置固定噴淋裝置且站內(nèi)不設(shè)置消防水池，LNG橇裝站的規(guī)模存在著兩種選擇：一種為配置單個儲存橇，即規(guī)模為20m3；另一種為配置兩個儲存橇，即規(guī)模為40m3。這2種規(guī)模的LNG橇裝站都屬于總?cè)莘e50m3且單罐容積20m3的LNG站場。2 LNG橇裝站的設(shè)備配置2.1 撬塊的設(shè)備配置 儲存橇的主要作用為裝卸、儲存和輸送LNG，以及對LNG進行調(diào)飽和。主要包括20m3低溫臥式儲罐(采用真空粉末絕熱罐，設(shè)計壓力為1.2MPa，設(shè)計溫度為-196)、低溫潛液泵、卸車調(diào)飽和器等，設(shè)備之間采用真空絕熱管進行連接。根據(jù)功能，整個橇塊分為卸車區(qū)、儲存區(qū)、泵區(qū)和閥門操作區(qū)。管道連接在滿足應(yīng)力要求的前提下，力求簡潔、美觀?？紤]到儲罐的外形尺寸及運輸要求，儲存橇的外形尺寸初步定為12.0m2.8m3.0m。 橇裝站主要利用泵進行卸車，泵啟動前需要將槽車內(nèi)的LNG壓到泵殼內(nèi)，以防止產(chǎn)生氣蝕。因此，需要配置增壓器對槽車進行增壓?？紤]到橇塊布置的緊湊要求，本文認(rèn)為可以利用卸車調(diào)飽和器實現(xiàn)卸車增壓和調(diào)飽和的功能。 電氣自控橇的作用是為橇裝站提供動力，控制橇裝站的安全運行。主要包括配電柜、變頻器、UPS電源、動力線路、控制柜等設(shè)備。電氣自控橇的外形尺寸初步定為7.0m2.0m2.5m。如橇裝站與加油站合建，則電氣自控系統(tǒng)可利用加油站的已有設(shè)施。 加氣機橇的作用是利用LNG加氣機給汽車加氣。加氣機橇主要包括1臺LNG加氣機。2.2 撬塊的生產(chǎn)、安裝模式 以獨立的橇塊為基本單元，各個橇塊在工廠預(yù)制成獨立產(chǎn)品。 各橇塊之間在現(xiàn)場僅需通過管道進行連接，原則上不考慮動火施工。 各橇塊的底座采用整體鋼架底座，現(xiàn)場安裝時只需放置在預(yù)先施工好的混凝土基礎(chǔ)上，采用膨脹螺栓固定即可。加氣機橇應(yīng)設(shè)置罩棚。3 LNG橇裝站的消防方案 目前國內(nèi)沒有關(guān)于LNG加氣站的專門規(guī)范，本文參照現(xiàn)行的城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范(GB 500282006)和建筑設(shè)計防火規(guī)范(GB 500162006)中對LNG氣化站的消防要求，確定LNG橇裝站的消防方案。LNG橇裝站的規(guī)模為20m3或40m3，都屬于總?cè)莘e50m3且單罐容積20m3的LNG站場。3.1 消防水系統(tǒng) 根據(jù)城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范(GB 500282006)的規(guī)定，總?cè)莘e50m3且單罐容積20m3的液化天然氣儲罐或儲罐區(qū)可單獨設(shè)置固定噴淋裝置或移動水槍，其消防用水量應(yīng)按水槍用水量計算。因此，LNG橇裝站中的LNG儲罐單獨設(shè)置移動水槍。城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范(GB 500282006)還規(guī)定，單罐容積50m3，總?cè)莘e4200m3時的水槍用水量為20L/s。因此，LNG橇裝站的移動水槍用水量為20L/s，即橇裝站的消防用水量為20L/s。 根據(jù)建筑設(shè)計防火規(guī)范(GB 500162006)的規(guī)定，當(dāng)消防用水量25L/s時，可不設(shè)置消防水池。因此，LNG橇裝站不需要設(shè)置消防水池。 橇裝站的消防用水量為20L/s，可配置3支8L/s的室外消火栓和DN 200mm的消防水管道，消防水管道從市政給水管網(wǎng)接入。3.2 高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng) 高倍數(shù)泡沫發(fā)生器采用壓力泡沫混合液驅(qū)動微型沖擊式水輪機作為動力，發(fā)生器自帶泡沫液罐和比例混合器。使用時接上水源，用吸液管從泡沫液桶中吸取泡沫原液，就可發(fā)泡。 橇裝站可在集液池處設(shè)置1臺PF4型水輪式移動高倍數(shù)泡沫發(fā)生器，作為移動式消防設(shè)施機動使用，能適用于不同位置的火災(zāi)現(xiàn)場，靈活、快速地作出反應(yīng)，迅速覆蓋泄漏的LNG。3.3 化學(xué)消防器材等 儲存橇設(shè)置35kg手推式干粉滅火器1臺和8kg手提式干粉滅火器4臺。加氣島設(shè)置8kg手提式干粉滅火器2臺。此外，配備滅火砂1m3，多層復(fù)合滅火毯2塊，并設(shè)置鐵鍬、水桶等滅火工具。4 LNG橇裝站的安全技術(shù) 由于LNG橇裝站的各個橇塊為工廠預(yù)制生產(chǎn)，生產(chǎn)及檢驗過程可以得到有效的控制，故其總體質(zhì)量性能良好，安全性能有保障。 通過在易泄漏點(比如閥門操作區(qū)、儲罐接管處等)，設(shè)置低溫報警裝置和可燃?xì)怏w泄漏報警裝置，對易泄漏點進行檢測和監(jiān)控4。一旦出現(xiàn)泄漏，報警器發(fā)出聲光報警，使工作人員在第一時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)泄漏點，從而確保及時采取安全措施。 設(shè)置緊急切斷裝置，一旦監(jiān)控到異常情況，系統(tǒng)將自動緊急切斷，確保事故不會擴散和蔓延。 對于橇裝站，一旦液體泄漏，如何控制事故的蔓延，將LNG控制在最小范圍內(nèi)，是一個大問題。通過對LNG的特性、儲罐的結(jié)構(gòu)、輔助安全設(shè)施的分析，確定在儲存橇的儲罐接口下方設(shè)置集液槽，四周設(shè)置導(dǎo)流溝。通過集液槽和導(dǎo)流溝將泄漏的LNG引至設(shè)置在儲存橇外側(cè)的集液池，再通過高倍數(shù)泡沫覆蓋，就可以將事故控制在最小范圍內(nèi)。這樣設(shè)置的具體原因如下： a. LNG或低溫氣體(-110以下)的密度大于環(huán)境空氣密度，泄漏后向低洼處沉積。 b. 事故的多發(fā)位置一般在設(shè)備的接口處，這是由于設(shè)備的接口處焊接點多，易產(chǎn)生應(yīng)力集中。事實上，國內(nèi)的幾起事故都發(fā)生在設(shè)備的接口處。 c. 集液池收集的泄漏的LNG很容易被高倍數(shù)泡沫覆蓋。 可見，橇裝站設(shè)置集液槽、導(dǎo)流溝和集液池可以起到LNG常規(guī)站設(shè)置圍堰的作用。 操作人員必須進行崗位培訓(xùn)，持證上崗。5 LNG橇裝站的適應(yīng)性 橇裝站在站址選擇、建站地區(qū)土建條件、建設(shè)期等方面均具有優(yōu)勢。在城市建成區(qū)內(nèi)，橇裝站可以做到易于選址，快速安裝。 橇裝站可以設(shè)置在建成的加油站中，采用油氣合建的形式。 橇裝站可以適應(yīng)絕大部分的公交車停車場、調(diào)度場、高速公路服務(wù)區(qū)等場所。 橇裝站特別適用于初期加氣車輛較少，建設(shè)期短，資金相對短缺而占地可以擴容的情況。在項目初期，由于加氣車輛較少，考慮采用橇裝站啟動。一旦加氣車輛達(dá)到飽和，只需把儲存橇移走，擴容成常規(guī)站，而電氣自控橇、加氣機橇可留下繼續(xù)為常規(guī)站服務(wù)。這樣可以取得更好的經(jīng)濟效益，更有利于項目的推廣。6 結(jié)語 目前，海南、杭州等地建成運行的LNG橇裝站(單罐)采用的規(guī)模為30m3，主要參照2006年版汽車加油加氣站設(shè)計與施工規(guī)范(GB 501562002)中液化石油氣加氣站三級站的上限規(guī)模5。但按照城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范(GB 500282006)和建筑設(shè)計防火規(guī)范(GB 500162006)的相關(guān)要求，這樣的規(guī)模下LNG儲罐應(yīng)設(shè)置固定噴淋裝置，也就必然需要在LNG加氣站內(nèi)建設(shè)消防水池，增大了加氣站的占地面積。如果參照國外的LNG加氣站規(guī)范，不設(shè)置儲罐固定噴淋裝置，未必能得到消防主管部門的批準(zhǔn)。本文將LNG橇裝站的規(guī)模確定為20m3或40m3(儲存橇的規(guī)模為20m3)，能夠滿足國內(nèi)現(xiàn)行的適用于LNG站場的設(shè)計規(guī)范的要求，從而得到消防主管部門的認(rèn)可。這樣的規(guī)模也可以滿足車輛加氣的需求，體現(xiàn)一定的經(jīng)濟效益