LNG移動加液車與集成式小型LNG儲罐站聯(lián)合供氣模式的研究(3.21終稿)(1)

1、LNG移動加液車與集成式小型LNG供氣站聯(lián)合供氣模式的研究設計院課題研究組目 錄第一部分 課題介紹3一、課題說明3二、課題提出的背景及意義3三、課題提出的目標3四、課題研究的結果3五、課題創(chuàng)新點說明4第二部分 研究分析5一、現(xiàn)狀“點對點”供氣模式及評價5(一)傳統(tǒng)的LNG瓶組氣化站的評價5(二)小型LNG氣化站（安捷通）的評價7二、國內類似產品調查8三、LNG移動加液車與集成式小型LNG供氣站聯(lián)合供氣模式的提出8(一)小型儲罐部分的介紹9(二)LNG移動加液車介紹12(三)LNG移動加液車充裝方式應用于本供氣模式15四、集成式小型LNG供氣站規(guī)格序列表15五、集成式小型LNG供氣站總平布置16

2、六、集成式小型LNG供氣站控制功能16七、集成式小型LNG供氣站設備投資費用16八、本供氣模式涉及的國家規(guī)范、規(guī)定及解讀16第三部分 研究結論16一、LNG移動加液車與集成式小型LNG供氣站聯(lián)合供氣模式的提出16二、潛在風險說明16三、結論與建議16第四部分 LNG移動加液車與集成式LNG瓶組撬聯(lián)合供氣模式推廣方案16第一部分 課題介紹一、 課題說明本課題分為兩個階段：第一階段：LNG移動加液車與集成式小型LNG供氣站聯(lián)合供氣模式的研究(第2版：LNG移動加液車與集成式LNG瓶組站聯(lián)合供氣模式的研究；第1版課題名稱：集成式LNG設施站用于點對點供氣模式的研究），獲得集團認可后進行第二階段工作。

3、計劃完成時間：2015年底。第二階段：“對原有傳統(tǒng)LNG瓶組站的改造升級方案的研究”,計劃完成時間：2016年12月。二、 課題提出的背景及意義隨著我國能源結構調整進程的加快，天然氣市場發(fā)展迅速。2015財年集團提出“三跨”、“4G”、“掃鄉(xiāng)”、“掃鎮(zhèn)”的具體要求，計劃發(fā)展750個“點對點”供氣項目，這對氣源的靈活性、便捷性及投資回報率等方面提出了新的要求。投資規(guī)模小、占地面積小、建設周期短的“點對點”供氣模式已成為率先占領市場的主要方式。隨著“點對點”供氣站的數(shù)量增多，現(xiàn)有“點對點”供氣模式的氣價成本高、盈利困難、施工周期長、運營管理不便等不利因素，在一定條件下限制了“點對點”供氣的發(fā)展。因

4、此，有必要對原有的“點對點”供氣模式進行優(yōu)化。三、 課題提出的目標在符合國家相關規(guī)范及規(guī)定的前提下，針對“點對點”供氣站數(shù)量較多、氣源來源有限或距離較遠的情況，對集團現(xiàn)有的“點對點”供氣站LNG瓶組氣化站的供氣模式進行優(yōu)化，達到供氣更經(jīng)濟、更便捷、更安全的目的。四、 課題研究的結果1、建議在取得當?shù)乇O(jiān)管部門認可的前提下,對待建LNG瓶組氣化站數(shù)量較多的項目公司采用本模式，發(fā)展“點對點”供氣市場。2、由LNG移動加液車、集成式小型LNG供氣站，形成一種新型的供氣模式在集團推廣應用。五、 課題創(chuàng)新點說明對現(xiàn)有“點對點”供氣模式進行優(yōu)化，提出了一種“LNG移動加液車與集成式小型LNG供氣站聯(lián)合供氣模

5、式”，該模式適用于“點對點”供氣站數(shù)量較多、氣源來源不便或距離較遠的情況，具有方便、經(jīng)濟的特點。第二部分 研究分析一、 現(xiàn)狀“點對點”供氣模式及評價現(xiàn)有“點對點”氣源包括LPG、CNG及LNG三種類型，按照氣源類型，“點對點”供氣模式包括三類：1、LPG氣源類，可采用瓶組氣化站或小型移動式混氣設備等形式供氣，供氣能力小，換瓶量大。2、CNG氣源類，主要采用瓶組站形式供氣，對氣源要求高，設備租金多。3、LNG氣源類，有兩種主要供氣形式：傳統(tǒng)的LNG瓶組氣化站供氣形式及近年來出現(xiàn)的小型集成式LNG供氣站（類似于圣達因“安捷通”小型LNG供氣站）新方式。(一) 傳統(tǒng)的LNG瓶組氣化站的評價傳統(tǒng)LNG

6、瓶組站的鋼瓶規(guī)格主要為175L，采用22個鋼瓶并聯(lián)使用（如圖1、圖2所示），LNG總儲存水容積為3.85m3。圖1 傳統(tǒng)的LNG瓶組站安裝圖圖2 LNG瓶組站175L鋼瓶并聯(lián)供氣示意圖傳統(tǒng)LNG瓶組站的22個175L鋼瓶的充裝模式為：將所有鋼瓶運輸?shù)街苓匧NG氣化站，通過LNG氣化站的灌裝臺DN15的進液口和DN15的回氣口連接灌裝。其工藝流程如圖3所示。圖3 LNG氣化站灌裝臺工藝流程圖傳統(tǒng)LNG瓶組站（單瓶小于410升，總容積小于4m3）的優(yōu)缺點評價：1、優(yōu)點占地面積小，不用建設消防水池和消防泵房，投資小，建設速度快。2、缺點（1）換瓶勞動強度大，勞動定員多。由于現(xiàn)有LNG瓶組氣化站采用1

7、75L的鋼瓶數(shù)量較多，需頻繁置換鋼瓶以保障穩(wěn)定供氣。如原使用175L鋼瓶充裝天然氣需要裝、卸車4次，換瓶搬運強度大，需要人員多，供氣4m3LNG需要更換近30個鋼瓶（空瓶122公斤，重瓶200公斤）。（2）傳統(tǒng)LNG瓶組站換瓶時22個瓶共有44個接口，天然氣管道安裝拆卸工作量大，天然氣泄漏時有發(fā)生，安全隱患大。（3）氣價成本高。由于換瓶需要運輸造成傳統(tǒng)瓶組站的氣價成本高，盈利能力減弱。由于傳統(tǒng)LNG瓶組站需要依托周邊具有充裝資質的LNG氣化站，若“點對點”供氣站數(shù)量較多、氣源來源不便或距離較遠，則更為不便，經(jīng)濟性不高。(二) 小型LNG氣化站（安捷通）的評價(以前的)小型LNG氣化站（安捷通）

8、安裝圖如圖4所示。圖4 小型LNG氣化站（安捷通）安裝圖小型集成式LNG氣化站，以小型儲罐為存儲設施，將儲存、氣化、調壓及加臭等相關系統(tǒng)高度集成化。其小型儲罐有1m3、2m3、3m3、5m3、10m3、15m3、20m3等多種規(guī)格。1、小型LNG氣化站的缺點（1）現(xiàn)行國家城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范GB50028-2006中規(guī)定，對單個儲罐容積大于410L或總儲存容積大于4m3的LNG儲存設備均劃分為氣化站范疇，需執(zhí)行氣化站相關要求。（2）需要建設消防水池和消防泵房，單罐超過20m3還應設置噴淋裝置。若工業(yè)用戶的消防設施由工廠統(tǒng)籌負責，可不建消防水池和消防泵房時，安捷通的供氣方式可以選用。安捷通對土地面積

9、要求偏大。由于安捷通LNG小型儲罐供氣模式受到土地面積需求大、投資大、建設工期長、難以實現(xiàn)盈利等問題，目前集團尚未有建設的實例。2、小型LNG氣化站的優(yōu)點（1）可利用LNG移動加液車進行加液，降低供氣成本。（2）設備集成化程度高，充裝方式先進，一個加液口加液，接口數(shù)量少，運行安全性高。（3）操作用工少，勞動強度大幅降低。二、 國內類似產品調查目前，國內有將410升（或175升）LNG瓶組集成撬裝供氣的案例，但該瓶組本質還是氣瓶，按照氣瓶的相關標準進行生產，沒有按固定式壓力容器相關標準進行生產的固定式集成LNG瓶組撬形式。圣達因公司按我集團的方案開發(fā)出的集成式小型LNG供氣站在國內市場尚未有該產

10、品運行的案例。三、 LNG移動加液車與集成式小型LNG供氣站聯(lián)合供氣模式的提出這里提出“LNG移動加液車與集成式小型LNG供氣站聯(lián)合供氣模式”，本方案無需建設消防水池和消防泵房，新設計出集成式小型LNG供氣站（固定式設備），可利用LNG移動加液車對集成式小型LNG供氣站進行加液，實現(xiàn)“LNG移動加液車與集成式小型LNG供氣站聯(lián)合供氣模式”。相比傳統(tǒng)的LNG瓶組站供氣模式，“LNG移動加液車與集成式小型LNG供氣站聯(lián)合供氣模式有兩個方面的改進：1、本集成式小型LNG供氣站對儲氣部分重新進行設計，由4個（或8個）410升小型LNG儲罐固定撬裝組成，按固定式壓力容器GB150-2011的國家標準進行

11、設計，儲罐部分與氣化器等設備全部集成撬裝結構形成固定式結構的新型產品集成式小型LNG供氣站；2、本“集成式小型LNG供氣站”使用LNG快裝接口，充裝時接口便捷，大大減小泄漏點。將本裝置用于點對點供氣模式可以節(jié)省人員編制，優(yōu)化運營維護模式，并大幅提升安全程度。本供氣模式的實現(xiàn)離不開設備生產廠家的配合和支持，設計院找到中集集團圣達因低溫設備有限公司尋求合作，得到圣達因低溫設備公司的大力支持，雙方在技術方案的實施方面、在國家規(guī)范和法規(guī)的使用方面、在供氣方案的應用過程中申報合法性等諸多方面進行研討和論證。經(jīng)過近五個月的生產，圣達因低溫設備有限公司拿出集成式小型LNG儲罐站的產品樣品（如圖5所示），具備

12、進行試用的條件。集成式小型LNG供氣站的系列產品已經(jīng)完成樣品。圖5 本模式的小型LNG供氣撬根據(jù)國家城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范GB50028-2006（9.3.1款9.3.2款）中規(guī)定，對單個儲罐容積小于于410L并總儲存容積小于4m3的LNG供氣站均劃分為瓶組站范疇，可執(zhí)行LNG瓶組站的設計相關要求。具有占地面積小，不用建設消防水池的特點。(一) 小型儲罐部分的介紹1、 410升小型儲罐技術參照如表1所示。表1 410L小罐技術參數(shù)表型號DPW580-410-1.6A直徑（mm）712高度（mm）2200自重（kg）440充裝系數(shù)0.94放散壓力（MPa）1.76公稱容積（L）410有效容積（L）36

13、9氣體容量（Nm3）222充液后重量（kg）6062、集成這里將4個（或8個）410L小型儲罐集成一個模塊化的儲罐撬，其系統(tǒng)圖如圖6、圖7所示。圖6 四個410升小型LNG儲罐撬系統(tǒng)圖儲氣設備的進出管集成后為一個加液口，一個出液口的結構；3、氣化、調壓、計量部分與LNG瓶組站相似，如圖7所示。圖7 工藝流程圖4、集成儲罐的形式集成儲罐的形式有：臥式和立式。1/2/4/8罐總裝圖分別如圖8、圖9所示。圖8 單罐總裝圖圖9 2/4/8罐總裝圖(二) LNG移動加液車介紹1、LNG移動加液車概況LNG移動加液車作為本供氣模式的重要設備，是近年發(fā)展迅速的LNG應用設備，屬移動式加液站和LNG液體配送功

14、能的二合一的產品，資產利用率高，獲利能力大，方便、快捷。可以用于：（1）給LNG加氣站、集成式小型LNG供氣站加液；（2）給公共汽車、重卡運輸車加液。由于國家鼓勵擴大LNG的應用，LNG移動加液車市場前景很是看好，在很大程度上填補了一些LNG加液站不足的弊端，有利于整個車用LNG行業(yè)的發(fā)展。中燃集團的項目公司如云夢危運公司現(xiàn)有2臺加液車、福建安然公司現(xiàn)有1臺加液車、北京國潤公司租借1臺加液車，使用效果非常好，獲利豐厚。LNG移動式加液車在中國目前是新興行業(yè)，沒有相關標準規(guī)范可以執(zhí)行。目前連LNG加液車的產品公告都沒有，LNG加液車目前上都是LNG運輸車（低溫液體運輸車）的產品公告。目前LNG加

15、液車有兩種，一種是在LNG低溫液體運輸車后部加上計量裝置，加液槍，增壓器，但沒有潛液泵，也能給普通LNG車型加液，打政策的擦邊球。由于沒有潛液泵，加液時速度較慢，但也正因為沒有潛液泵，還是按照LNG低溫液體運輸車管理。另一種加液車，采用圣達因的罐體，也是低溫液體運輸車的產品公告，但是帶有潛液泵，計量裝置，加液槍，增壓器等完全是一個小型的移動LNG撬裝站。此種車型給LNG車型加液的速度更快，但也正是因為有了潛液泵，現(xiàn)行政策需要按照LNG撬裝站來管理。這種車型需要上報安監(jiān)、消防等部門備案通過，確定幾個固定的位置給車型加氣，離開了原位置，馬上就會通過北斗定位系統(tǒng)知道，鎖住加氣裝置。2、LNG移動加液

16、車技術參數(shù)LNG移動式加液車如圖10所示。 圖10 20立方移動式加液車（整車）閥門艙主要結構功能如圖11所示。圖11 移動式加液車閥門艙主要結構功能圖LNG移動式加液車的主要技術參數(shù)如表2所示。表2 LNG移動加液車技術參數(shù)表型號CTZ5210GDY（13立方）CTZ5300GDY（20立方）CTZ9331GDY（33立方）CTZ9360GDY（42立方）外形尺寸（長*寬*高）（mm）9950*2495*328511800*2500*346512970*2495*375512950*2495*3870總質量（kg）20910295353297135926裝備質量（kg/p>

17、020020210額定載質量（kg）498084601277115716最高車速（km/h）12177儲罐有效容積（m3）12.87203342.5儲罐外部尺寸 （長*直徑）（mm）5918*20006483*22009402*245810760*2450(三) LNG移動加液車充裝方式應用于本供氣模式本課題提出用LNG移動加液車為集成式小型LNG供氣站進行LNG加液充裝的模式，LNG供氣站（衛(wèi)星站）數(shù)量越多，本供氣模式越經(jīng)濟。本供氣模式的應用可促進“點對點”供氣市場的發(fā)展。LNG移動加液車的LNG由LNG氣化站或帶自增壓系統(tǒng)的LNG運輸車供應。本供氣模式供氣示意圖如圖12所示。圖12 本供氣

18、模式示意圖四、 集成式小型LNG供氣站規(guī)格序列表表3 集成式小型LNG供氣站規(guī)格序列表序號小時供氣量（Nm3/h）供氣戶數(shù)（戶）日均用氣量（Nm3）LNG小型儲罐數(shù)量（個）1100320160222007003504330011005504/8450020001000857003000150086100040002000871500600030008五、 集成式小型LNG供氣站總平布置1、臨時布置型臨時布置型，即輕資產運作，采用租地、無償劃撥用地、公共臨時用地等方式臨時供氣，布置方式靈活，建議在執(zhí)行城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范GB50028-2006表9.3.2的安全間距的情況下，其他配套工程適當簡化以節(jié)

19、省投資，達到輕資產運作的目的。2、永久布置型永久布置型，即按照常規(guī)的LNG瓶組供氣站布置，固定供氣，嚴格執(zhí)行城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范中關于LNG瓶組氣化站的相關要求，其總平占地面積為130204平方米。其總圖布置參見圖11、圖12。圖11 臨時布置型總平布置示意圖(一)圖12 永久布置型總平布置示意圖(二)六、 集成式小型LNG供氣站控制功能1、自帶增壓系統(tǒng)；2、電子液位現(xiàn)場顯示和遠程顯示；3、壓力現(xiàn)場顯示和遠程顯示；4、各儲罐間開閉自動切換；5、泄露探頭監(jiān)控，泄露報警，火災自動切斷；6、按無人值守設計，帶有遠傳視頻監(jiān)控；7、帶充裝時防拉斷裝置。七、 集成式小型LNG供氣站設備投資費用1、集成式小型L

20、NG供氣站500m3/小時供氣量，4罐，設備價格35萬元;2、集成式小型LNG供氣站500m3/小時供氣量，8罐，設備價格45萬元;3、LNG移動式加液車CTZ5300GDY(整車)20m3 ，180 萬元左右；4、LNG移動式加液車CTZ9360GDY(半掛車)40m3 ，180 萬元左右。八、 本供氣模式涉及的國家規(guī)范、規(guī)定及解讀1、集成式小型LNG供氣站涉及的相關規(guī)范、規(guī)程定義（1）集成式小型LNG供氣站的小型儲罐是按國家固定式壓力容器GB150-2011進行設計，其產品銘牌標注為：固定式壓力容器。（2）固定式壓力容器：根據(jù)TSGR0004-2009固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程，其定義

21、為“固定式壓力容器指安裝在固定位置使用的壓力容器”。集成式小型LNG供氣站也屬于固定式壓力容器。2、LNG移動加液車涉及的政策情況根據(jù)質檢總局特種設備局關于設置卸液泵移動式壓力容器等安全監(jiān)察問題的通知（質檢特函201350號）：（1）關于“帶泵罐車的設計制造”移動式壓力容器需裝設卸液泵時，設計制造單位應按照移動式壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程1.6、1.7的規(guī)定申請技術評審，評審通過后，經(jīng)國家質檢總局批準，方可生產裝設卸液泵的移動式壓力容器（以下簡稱帶泵罐車）。為確保帶泵罐車在規(guī)定的地點進行裝卸，帶泵罐車的制造單位在產品出廠前應當為所生產的每臺帶泵罐車裝設北斗/GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)并確保其具備定點卸液的遠

22、程監(jiān)控功能，否則不予通過監(jiān)督檢驗。（2）關于“帶泵罐車的使用管理”帶泵罐車監(jiān)控管理平臺帶泵罐車生產單位應自行或者委托第三方機構建立帶泵罐車監(jiān)控管理系統(tǒng)，負責對本單位生產的帶泵罐車實施定點卸液監(jiān)控。帶泵罐車應當逐步納入全國帶泵罐車監(jiān)控管理平臺（全國鍋爐壓力容器標準化技術委員會移動式壓力容器分技術委員會的監(jiān)控管理平臺網(wǎng)址：或）。帶泵罐車的制造單位負責將辦理罐車使用登記所需的全部數(shù)據(jù)（具體請參考壓力容器使用管理規(guī)則第二十九條）上傳到帶泵罐車監(jiān)控管理平臺，辦理使用登記的質監(jiān)部門可在上述監(jiān)控管理平臺上下載相關數(shù)據(jù)，辦理帶泵罐車的使用登記。一般情況下裝運易燃或易爆介質

23、帶泵罐車的使用管理對于新制造或新加裝定位系統(tǒng)（具備定點卸液功能）的帶泵罐車，在首次使用或增加新的卸液地點前，使用單位應向卸液地點所在地的直轄市或者設區(qū)的市的質量技術監(jiān)督部門（以下簡稱當?shù)匕踩O(jiān)察機構）提交帶泵罐車定點卸液申請表和包括卸液地點詳細地址及其合法（規(guī)）性的相關證明文件等，帶泵罐車卸液地點必須是取得充裝許可的廠區(qū)或經(jīng)當?shù)卣耙?guī)劃、住建、消防、安監(jiān)等部門批準的區(qū)域。收到書面申請后，當?shù)匕踩O(jiān)察機構應及時審核卸液地點的地址及地理坐標的合法（規(guī)）性，并在通過審查的申請表上簽字并蓋章，使用單位負責將當?shù)匕踩O(jiān)察機構蓋章的帶泵罐車定點卸液申請表上傳到帶泵罐車監(jiān)控管理平臺，管理平臺開通對應卸液地

24、點的地理坐標電子圍欄，正常情況下，卸液泵只能在電子圍欄內啟動。應急情況下裝運易燃或易爆介質帶泵罐車的使用管理遇到緊急情況需要盡快轉移罐內介質時，或者其他應急情況，如使用天然氣作為燃料的車輛遇緊急情況需立即補充燃料時，帶泵罐車操作人員可按下車載終端上的應急按鈕，啟動帶泵罐車應急卸液功能。應急按鈕啟動后，北斗/GPS定點卸液系統(tǒng)應在12小時內自動鎖死卸液泵。應急卸液完成后使用單位應及時向使用單位所在地安全監(jiān)察機構提交應急卸液的情況說明和卸液泵解鎖申請表，經(jīng)安全監(jiān)察機構核實蓋章后，由使用單位將解鎖申請上傳到監(jiān)控管理平臺，監(jiān)控管理平臺發(fā)送解除報警的指令，完成遠程解鎖。持證的液化天然氣（LNG）汽車加氣

25、站因固定加氣設備故障、檢修等原因，無法正常工作，需要采用LNG帶泵罐車作為移動加氣裝置進行應急保障作業(yè)時，應按新增卸液地點向當?shù)匕踩O(jiān)察機構提交帶泵罐車定點卸液申請。3、存在的風險根據(jù)相關規(guī)范，集成式小型LNG供氣站的儲氣設備應屬固定式壓力容器，按固定式壓力容器和固定式壓力容器監(jiān)察規(guī)程進行設計和監(jiān)察，均符合用LNG移動加液車充裝LNG的規(guī)范要求。因此，LNG運輸車可以給固定式壓力容器（如本案）加液，不存在法規(guī)和規(guī)范方面的缺失。但存在當?shù)乇O(jiān)管部門不作為，無法取證的風險。第三部分 研究結論一、 LNG移動加液車與集成式小型LNG供氣站聯(lián)合供氣模式的提出本課題提出了一種LNG移動加液車與集成式小型L

26、NG供氣站聯(lián)合供氣模式，該模式包括兩部分內容：1、集成式小型LNG供氣儲罐站集成撬裝化這里提出集成式小型LNG供氣站集成撬裝化設計的概念，并設計成固定式壓力容器設備?？煞譃?個、4個儲罐撬或8個儲罐撬，進液口匯總一根管、出液口也匯總一根管。2、LNG移動加液車充裝模式的引入利用LNG移動式加液車的特點及優(yōu)勢，這里提出用LNG移動加液車為集成LNG瓶組站充裝加液的模式。3、本供氣模式在集團應用的優(yōu)點由集成式小型LNG供氣站與LNG移動加液車聯(lián)合供氣模式可以在中小城市燃氣項目、縣鎮(zhèn)、開發(fā)區(qū)、工業(yè)和工商福利用戶的燃氣項目應用，其有點如下：（1）本供氣方案經(jīng)濟，不用建設消防水池和消防泵房，占地面積?。?/p>

27、按瓶組站的安全距離設計）；（2）設備全部為撬裝安裝速度快、建設周期短；（3）設備規(guī)格多，可選擇2罐、4罐、8罐型撬裝設備；（4）本供氣模式可租地、無償劃撥、占用公共用地，如有爭議，搬遷方便靈活；（5）加氣勞動強度低，接口數(shù)量少，運營安全；（6）設備自控程度高，可實現(xiàn)無人值守，遠傳遠控操作；（7）市場開發(fā)后可以實現(xiàn)快速供氣；（8）投資小，回報率高，盈利穩(wěn)定。二、 潛在風險說明本模式將集成式小型LNG供氣站設計，按“固定式壓力容器”類別進行設備設計，滿足LNG瓶組站的條件的規(guī)范要求進行平面布置要求；本供氣模式屬新鮮事物，具有政府有關部門認定的風險和監(jiān)管部門的審批認定的風險。三、 結論與建議本課題實施后，可解決如下問題：1、解決市場對點對點供氣模式的問題；2、解決點對點供氣模式設計符合國家標準規(guī)范的問題；3、解決原瓶組站鋼瓶加液勞動強度大，加氣難、成本高、獲利空間小的問題；4、本供氣模式充氣方便快捷，改變傳統(tǒng)LNG瓶組站換瓶接口數(shù)量多的問題，安全系數(shù)大幅提高；5、由LNG移動加液車與集成式小型LNG供氣站形成一種新型的供氣模式在集團應用；具有項目經(jīng)濟、快捷、靈活、投資小，市場開發(fā)快,盈利