天然气加气站总图设计的要点分析

天然气加气站总图设计的要点分析

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1，2，3.陕西宇阳石油科技工程有限公司陕西西安710018

摘要：液化天然气作为一种清洁能源，使得天然气加气站在国内具有广阔的市场前景。文章以某公交公司的LNG/L-CNG加气站工程为例子，介绍天然气加气站在总图布置等方面的设计思路和要点。

关键词：LNG；加气站；天然气；总图

液化天然气简称LNG，是以甲烷为主要组分的低温、液态混合物。LNG以其清洁、高效、技术成熟、储量大等优点成为汽油、柴油、液化石油气（LPG）以后的可大规模应用的替代能源。国家积极推动LNG、L-CNG加气站的建设以及LNG、CNG汽车的使用。新发布的《压缩天然气供应站设计规范》GB51102-2016、《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-20122014年版、《液化天然气（LNG）汽车加气站技术规范》NB/T1001-2011，增加和细化了许多天然气加气站方面的技术要求。

1项目概况

本加气站位于某一公交公司的站场内，主要为站场内的公交车加气，并预留以后对外经营加气的功能，在设计上包含LNG以及CNG加气功能。加气站占地面积约3495m2，设计加气规模为2.5×104m3/d，主要工艺设备有：LNG地上罐，LNG泵橇，LCNG泵橇，CNG储气瓶组（5.3m3），高压气化器，LNG加气机，CNG加气机等。在工艺设备选型方面，采用橇装泵设备，优点在于集成与一体化设计，占地面积小，在现场的安装工程量较少等。按照新规范的分类，本站属于LNG/L-CNG二级加气合建站。

2加气站的外部情况

天然气加气站的外部要求，在于控制好加气站内LNG储罐、加气机、卸车口与放散口等设施与四周附近的建筑物、公路（快速路、次要道路、高架路等）、电力通讯设施（高压线、变配电站）等建构筑物的间距，要符合规范要求。

本加气站的四至情况较为简单，站区四周主要是原有空旷场地，附近无架空高压线塔和通信线路，靠东侧的公交站场办公楼（二类保护物），靠西侧为城市道路主干道，南侧为一公用房房（三类保护物），此外，靠近主干道边还有一室外箱式变压器，他们与加气站内各主要设施的间距要求均符合规范要求，具体如表1所示。

表1站内主要设施与站外建（构）筑物的防火间距表（单位：m）

注：按规范要求，变压器容量在10MV?A以下的室外变、配电站，或变压器总油量小于等于5吨的室外降压变电站，按丙类物品生产厂房确定。分子为实际数值，分母括号内数值为规范要求。

3加气站的内部布局

新规范对于加气站内部的总图布置要求，则主要着眼于各工艺设施的间距要求，例如LNG储罐、潜液泵、加气机、卸车口、放散口、消防泵房等设施，根据各设施的危险、敏感程度不同而规定出最小间距。在满足规范的前提下，加气站内各工艺设施之间应按工艺流程合理布置，使管道布置最短且合理，设备区占地最少。

3.1总体布局

本加气站总体布局如图1所示，包括LNG罐池、加气罩棚、站房等单体。LNG罐池在中间，主加气罩棚在罐池下方，辅助加气罩棚在罐池上方，站房在罐池右侧。站房设置有营业厅，配电室以及公用室等用途。本加气站为二级站，需要设置消防给水系统，而站区旁边的市政道路已安装有供水管道，可直接做埋地消防水管以及消火栓加以利用，符合规范要求，因此不需要考虑消防水池及泵房的用地位置。

3.2工艺设备布置

在工艺设备布置方面，基本按照图2所示的流程进行布置各设备，并且调整设备的间距需达到规范的要求。

（1）罐池区。

两个LNG储罐以及泵橇都设置在罐池内，罐池内部地面比外面的低1m，设置有集液池，能使事故时泄露的低温LNG液体快速聚集到一处，降低其气化速率而减少危害，此外在下雨天罐池内部雨水收集到此，由防爆潜液泵自动抽送出外面的排水管。为了方便操作，两个立式储罐相邻设置，位于罐池的中部，LNG泵橇、LCNG泵橇分别位于罐池的两边。每个LNG储罐分别对应LNG橇、LCNG橇，实现LNG、CNG加气。两罐之间采用液相管、气相管联通，液相管、气相管分别与LNG泵橇的下、上充装管相连，通过气动控制阀可以实现每个罐的充装，以及两罐的液位平衡，这样能保证两种加气功能都能最大化地使用所储存的LNG液体。

罐池的一边是站房、卸车点，以及LNG管沟延伸到LNG加气机；另一边是高压气化器以及CNG储气瓶组、程序控制盘等设备，而LNG（低压）、CNG（高压）放散口则位于气化器的旁边，高度比储罐高2m（附近最高为立式储罐）。设置LNG管沟连接罐池与LNG加气岛，CNG管沟连接储气瓶与CNG加气岛。

（2）罩棚区。

加气罩棚区的分布如下：罐池下方为主加气罩棚，设置四个加气岛，四岛45?倾斜式布置，两岛LNG加气，两岛CNG加气，均为一岛两机，主要负责对外部车辆经营加气；而罐池上方是两个辅助加气罩棚，每个罩棚一岛一机，两岛平行布置，均为LNG加气，负责对公交站场内部车辆加气。

在加气区的加气岛间距上，预留加气汽车的转弯半径按9m设计。在LNG卸车点附近，充分考虑LNG槽车前后轮距较长的点，预留的转弯半径按15m设计。站内主罩棚加气汽车、LNG槽车路线、辅助罩棚加气汽车的行车路线各自分明，不相互影响。而在罐池，气化器，CNG储气瓶，加气岛等设施的外围均设置有防撞柱等警示标志。

3.3其他注意要点

卸车点与泵或泵橇不宜太远，因为无论采用自增压卸车或泵卸车，从卸车阻力的角度来看，太远造成阻力过大，进液困难。LNG加气机的加液需要泵作为动力，通过用DN25～40的真空保温管输送，为减少阻力而引起的加液时间变长，以及保温稳定加液的需要，进液管不宜过长，从潜液泵出来到LNG加气机不超过30米为合适。而相对应的CNG管道，其处于高压的常温状态（20～25MPa，15～25℃），无需要用到保冷管道，且高压状态下压力损失不大，因此从柱塞泵到CNG储气瓶组以及到CNG加气机的管道，都不受长度限制。在站外四置条件限制的情况下，CNG储气瓶组、高压气化器可以较灵活地布置到其他位置，但应注意其与站区围墙的间距应符合规范要求，同时其防爆区域不应超出围墙范围。

4结语

本加气站已完工验收投入使用，加气与卸车操作都较快，站内各种车流各行其道，也不影响到站外的公交站场的车流。在加气站总图设计时，设计者应在满足规范要求的前提下，结合外围的四至情况，根据工艺流程的需要出发合理布置各种设施及工艺设备，尽量使站内各专业以及站外各方的要求达到平衡。

参考文献

[1]顾安忠．液化天然气技术手册[M]．北京：机械工业出版社，2010．

[2]中华人民共和国住房与城乡建设部、国家质量监督检验检疫总局联合发布．GB50156-2012，汽车加油加气站设计与施工规范[S]．北京：中国计划出版社，2012．

[3]中华人民共和国住房与城乡建设部、国家质量监督检验检疫总局联合发布．GB51102-2016，压缩天然气供应站设计规范[S]北京：中国建筑工业出版社，2016．