摘 要

LNG加气站的主要服务对象是出租车以及公交车，相对于普通的加气站，LNG加气站占地少，而且LNG加气站的建设不受天然气管网的限制。相比于传统的汽油，液化天然气的燃烧产物中对人体对环境造成危害的一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫的排放量几乎为零，而且完全没有苯、铅等粉尘，是公认的全世界最干净的能源。除此之外，由于液化天然气的体积仅为气态的1/625，因此液化天然气更便于运输以及储存。同时具有更高的燃点以及更高的爆炸极限，因此LNG加气站会更加安全可靠。本文首先介绍了LNG加气站发展的目的及意义，接着讨论国内外LNG加气站的发展现状及趋势分析，通过已知的基础参数通过计算确定沌口石岭LNG加气站的储罐容积以及加气站等级，之后通过比较分析，确定沌口石岭LNG加气站的工艺流程及加气站的关键设备，并用cad软件制作出各个工艺流程图。选择合理的工艺流程，增加装卸效率，提高设备利用率。最后介绍了石岭LNG加气站的监控系统流程以消防安全。

关键词：LNG加气站 工艺流程

ABSTRACT

The main service targets of LNG refueling stations are taxis and buses. Compared with ordinary refueling stations, LNG refueling stations occupy less land, and the construction of LNG refueling stations is not limited by the natural gas pipeline network. Compared to traditional gasoline, the emissions of LNG from the combustion products of LNG that cause human harm to the environment are almost zero, and they are completely free from dust such as benzene and lead. It is recognized as the cleanest in the world. Energy. In addition, liquefied natural gas is easier to transport and store because its volume is only 1/625 of that of the gas. At the same time, it has a higher ignition point and a higher explosion limit, so the LNG refueling station will be more secure and reliable. This article first introduced the purpose and significance of the development of LNG refueling stations, then discussed the development status and trend analysis of LNG refueling stations at home and abroad, and determined the tank volume of the LNG refueling station at Shiling of Zhuankou through the known basic parameters. As well as the grade of gas filling stations, through comparative analysis, the process flow of the LNG refueling station at Zhuanling of Zhuankou and the key equipment of the gas filling station were determined, and each process flow chart was created using cad software. Choose reasonable process flow, increase loading and unloading efficiency, and increase equipment utilization. Finally, the monitoring system flow of Shiling LNG filling station was introduced to ensure fire safety.

Keywords: LNG refueling stations, process flow

目录

第一章 绪论 3

1.1 目的及意义 3

1.2 LNG加气站的国内外发展趋势 3

1.2.1 国内LNG加气站的发展趋势 3

1.2.2 国外LNG加气站的发展趋势 5

1.3 本文的重要研究内容及目标 6

`第二章 沌口石岭LNG加气站的设计计算 7

2.1 沌口石岭LNG加气站供应流量 7

2.3 沌口石岭LNG加气站LNG管线计算 8

2.3.1 LNG液相管管径计算 8

2.3.2 LNG液相管壁厚计算 8

2.4 LNG增压汽化器 9

2.4.1 预增压阶段的耗液量 9

2.4.2 正常排液阶段的耗液量 11

2.5 LNG加气机 11

第三章沌口石岭LNG加气站的工艺流程 13

3.1沌口石岭LNG加气站的卸车流程 13

3.1.1增压器卸车 13

3.1.2 浸没式低温泵卸车 14

3.1.3增压器和低温泵联合卸车 14

3.2 沌口石岭LNG加气站的调压流程 15

3.3 沌口石岭LNG加气站的加气流程 15

3.4沌口石岭LNG加气站的卸压流程 16

3.5 沌口石岭LNG加气站的BOG回收流程 16

3.5.1 沌口石岭LNG加气站的BOG量计算 16

3.5.2沌口石岭LNG加气站的BOG回收流程方案 19

3.6 总结 23

第四章 沌口石岭LNG加气站的监控流程 25

4.1 系统说明 25

4.2 沌口石岭LNG加气站的流程控制 25

第五章 沌口石岭LNG加气站的消防安全 27

5.1 LNG危险性分析 27

5.2 沌口石岭LNG加气站的平面布置 27

5.3 沌口石岭LNG加气站消防设施设计 30

参考文献 31

致谢 33

第一章 绪论

1.1 目的及意义

随着经济的不断发展，我国越来越注重对环境的保护，坚持可持续发展战略。石油能源的使用虽然带动了经济的高速发展，但代价就是造成环境的严重污染。LNG（液化天然气）加气站的发展在一定程度上改善了城市环境污染问题，在清洁能源逐渐取代传统能源的过程中，LNG加气站起到了不可替代的作用。LNG加气站的主要服务对象是出租车以及公交车，相对于普通的加气站，LNG加气站占地少，而且LNG加气站的建设不受天然气管网的限制。相比于传统的汽油，液化天然气的燃烧产物中对人体对环境造成危害的一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫的排放量几乎为零，而且完全没有苯、铅等粉尘，是公认的全世界最干净的能源。除此之外，由于液化天然气的体积仅为气态的1/625，因此液化天然气更便于运输以及储存。同时具有更高的燃点以及更高的爆炸极限，因此LNG加气站会更加安全可靠。自2002年我国建立首个LNG加气站以来，截至2016年已经有超过2500座LNG加气站，其工艺流程也日趋成熟。一个合理的工艺流程不仅能增加装卸效率，还没能提高设备利用率，最大程度利用每一分资源，符合实际需要。

液化天然气作为一种清洁高效、节能环保的能源，被越来越注重环保问题的人类重视利用。现如今已被广泛运用到各个领域，作为汽车燃料，不论是从安全、环保、运输还是燃烧效率方面讲都优于传统的汽油燃料。因此LNG汽车的发展速度不断加快，作为为LNG汽车加注液化天然气的LNG加气站的发展自然也是日新月异。

1.2 LNG加气站的国内外发展趋势

1.2.1 国内LNG加气站的发展趋势

在天然气液化技术方面，国内天然气液化技术研究起步较晚，2002年在上海五号沟采用了我国第一个自主开发的混合制冷剂液化装置，自此以后国内天然气液化厂发展迅速，中原油田、西部天然气以及华油天然气等相继建立了天然气液化装置^[1]。2005年，北京绿能高科技天然气应用技术研究院有限公司在国外的天然气液化技术基础上，开发了三段式混合制冷工艺技术，并应用于陕西定边，事实证明，该液化技术安全可靠、易操作、经济适用。国内天然气资源较为丰富，随着天然气液化技术的发展，液化天然气将逐渐融入我们的生活，为我们的生活提供更多的便利。

在加气站方面，由于我国LNG加气站的发展相对于一些发达国家起步较晚，现阶段我国LNG加气站网络还未形成，主要集中分布在华北和华东沿海地区，而内陆普遍处于起步阶段。为响应全球节能环保的主题，我国对于LNG加气站的发展格外重视。自2002年我国建立首个LNG加气站以来，国家不断发布政策鼓励LNG加气站的发展，我国的LNG加气站的发展与国外的差距也不断缩小。根据“十三五”规划，预计至2020年全国将会有大约12000座天然气加气站运营，加气站的建设也逐步向内陆发展。近年来我国LNG加气站的发展状况如图1-1所示。

图1-1 中国LNG加气站数量

从2012年实施《天然气利用政策》，我国就开始将LNG汽车纳入鼓励范围，LNG汽车的发展正式获得国家政策层面的支持，因此2012年至2014年LNG加气站的数量增长比较迅速。但是如此迅速发展的速度不会一直维持下去，随着市场逐渐饱和，LNG加气站的利润降低，2014年至2016年其增长速度逐渐变缓。但是，伴随着国家低碳经济和气体能源战略的逐步实施，LNG加气站的建设需要将会越来越大。2018年我国为实现蓝天计划将兴建2500座LNG加气站并且改建1000余座LNG加气站。

目前我国对LNG加气站研究较多的一个方向LNG加气站的撬装化，就是将加气站的各个设备事先安装一个或多个撬块上，然后运往现场的一种加气站。因此撬装加气站具有机动性强、成本低、灵活度高、占地少、安全、环保，且自动化程度高，容易操作，即使在偏远地方，撬装式加气站也可以运往的优点。撬装式加气站的发展符合我国的天然气发展政策，随着时间的推移，撬装式LNG加气站势必会成为LNG加气站建设的首要选择。我国现行的LNG加气站所采用的规范主要有《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB50156-2012），《液化天然气（LNG）生产、储存和装运》等。

1.2.2 国外LNG加气站的发展趋势

在天然气液化技术方面，1964年，世界上第一座大型LNG生产装置由法国设计成功后在阿尔及利亚建成投产，采用当时最先进的级联式液化流程。该流程最早由Tcchnip和Air Liquidc提出，包含三个独立的制冷剂循环^[2]。1997年， Phillips公司通过工艺模拟和窄点分析优化了级联式液化循环流程。20世纪70年代，APCI公司设计并开发了单级混合制冷剂液化循环，相比于级联式液化循环，该循环流程简单高效，至今该已经广泛应用于天然气液化装置。由于该循环中采用的制冷剂压缩机尺寸较大，因此APCI又开发了双级混合制冷剂液化循环。随着液化天然气技术的发展，液化天然气生产规模不断增大,为了适应更加大型的液化天然气生产，Shell设计了并行混合制冷剂液化循环，该流程的最大特点是设置了并行的混合制冷剂液化循环，不仅降低了系统的压力降，而且提高了运行效率，适应更大规模的液化天然气生产。20世纪末，美国、加拿大等发达国家开发了一些小型装置，虽然小型天然气液化装置是大型装置的基础上演化而来的，但是小型装置高效、经济的特性有利于偏远气田以及海上气田的开发利用，具有较为广阔的发展前景。

在加气站方面，国外主要是先将LNG通过海路运输至沿海的LNG接收站,然后再用槽车将接收站的LNG运往陆上各个LNG加气站，技术比较成熟。上个世纪初期，意大利率先建设了世界上第一座LNG加气站，LNG加气站及天然气汽车的发展便拉开了序幕。21世纪初，欧美等发达国家为保护环境，颁发了一系列政策鼓励对天然气发动机的研究，促进了LNG汽车的发展。与此同时，这些国家还制定了非常严格的汽车尾气排放标准，并且给予天然气供应企业、用户资金、税收等方面的政策优惠，让消费者自觉主动的使用清洁能源。

在天然气汽车的发展方面，Y Goto通过实验分析了LNG泵在天然气汽车发动机的使用，证明了LNG汽车的发动机制动热效率与传统的汽车燃料发动机的制动热效率基本吻合。Mark P.B详细介绍了LNG汽车的研究。Kohel、Bums.VR做了天然气汽车与汽油汽车尾气排放等方面的比较。在LNG加气站的发展方面，Kuharad等人对撬装式LNG集气站进行的研究；意大利的Barclay于1998年提出了天然气加气站RFS构想，RFS是能够同时以LNG和CNG的形式向汽车加气。Willian J.Hufeld充分介绍了LNG加气站的建设流程，并且通过经济分析比较，提出了一些较为优化的工艺。

1.3 本文的重要研究内容及目标

本文首先介绍了LNG加气站发展的目的及意义，接着讨论国内外LNG加气站的发展现状及趋势分析，通过已知的基础参数通过计算确定沌口石岭LNG加气站的储罐容积以及加气站等级，之后通过比较分析，确定沌口石岭LNG加气站的工艺流程及加气站的关键设备，并用cad软件制作出各个工艺流程图。选择合理的工艺流程，增加装卸效率，提高设备利用率。最后介绍了石岭LNG加气站的监控系统流程以消防安全。

`第二章 沌口石岭LNG加气站的设计计算

2.1 沌口石岭LNG加气站供应流量

LNG加气站供应流量的确定可按公式(2.1)计算：

(2.1)