摘 要

近年来，天然气因其良好的燃烧性能早已被推广运用为车用清洁燃料，并且带动加气站行业迅速发展。LNG加气站是为LNG汽车提供车用液化天然气的重要设施，随着国家大力推广使用LNG汽车，LNG加气站的设计与建设也必将迎来一波高峰，并在国家层面将推动能源结构向绿色环保方向上转型。

本课题将结合行业发展背景，严格遵循相关规范要求，在给定的条件下，并根据给定规定要求，对城市LNG汽车加气站进行工艺设计及优化，并确保其能够安全、高效地运行。具体设计内容主要包括工艺选型、工艺流程设计。

关键词：LNG；汽车加气站；工艺设计；工艺流程；设备选型

Abstract

In recent years, natural gas has been widely used as clean fuel for vehicles because of its good combustion performance, and has driven the rapid development of the gas station industry. The LNG filling station is an important facility to provide liquefied natural gas for LNG vehicles. As the country promotes the use of LNG vehicles, the design and construction of LNG filling stations will surely meet a peak, and at the national level will promote the energy structure to the direction of green transformation.

In this paper, the process design and optimization of city LNG vehicle filling station will be carried out under the given conditions and according to the given requirements, and make sure it runs safely and efficiently. The concrete design content mainly includes the craft selection, the craft flow design.

Key Words：LNG; automobile filling station; process design; process flow; equipment selection

目 录

第1章 绪论 1

1.1课题研究背景及意义 1

1.2国内外研究现状及发展 1

1.3 LNG加气站概念 2

1.4设计要求 3

1.4.1 设计依据 3

1.4.2 设计原则 4

1.4.3 本设计的主要内容 4

第二章 工艺设备选型 6

2.1 LNG储罐 6

2.2 LNG泵 7

2.2.1 LNG潜油泵的选取 7

2.2.2泵池设计 8

2.3 增压气化器 8

2.4加气机 10

2.5管道工艺设计 11

2.5.1工艺管道管径计算 11

2.5.2管道强度校核 12

2.6工艺设备选型总结 13

第三章 工艺流程设计 14

3.1加气站工艺流程 14

3.2站内BOG产生量计算及处理工艺 16

3.2.1站内BOG产生因素及计算 16

3.2.2加气站BOG总量计算及分析 18

3.2.3加气站BOG的控制方法及处理工艺 19

第四章 结论与展望 21

参考文献 22

致 谢 23

第1章 绪论

1.1课题研究背景及意义

天然气是一种公认的高质量清洁能源，其主要成分是甲烷，相比其他燃料如汽油柴油，其燃烧产物中的碳化合物和氮化合物含量明显较低，若使用其作为汽车燃料，可以有效地改善城市空气质量。但气态天然气密度小，单位质量下体积巨大，在使用和储运时非常不方便。液化天然气英文为Liquefied Natural Gas，简称LNG，是天然气经过工业环节压缩冷凝后形成的液体。相较于气化天然气，液化天然气的密度要小的多，同质量下体积仅为气态体积的1/625。很显然，与气态天然气相比，液化天然气体积小易储存，运输成本低，能跟好地使天然气这一优秀的能源进入市场得以运用。得益于其优秀的物理化学性质，液化天然气具有高抗爆性、低排放、经济安全等优点，使其成为汽车发动机的理想燃料，在市面上得以推广。

从国家层面上说，推动天然气能源产业发展对国家调整能源结构、保障能源战略安全具有战略意义。据国家能源局称，“十二五”能源计划的重点是实现中央政府的两个目标，即到2020年，非化石燃料占能源结构的15% ，碳排放量减少40%至45%。到十二五结束时，我国工业生产及日常生活所使用天然气的总规模将达到2600亿立方米，与往期相比将会增长4.4%。 在此背景下，国家大力鼓励发展液化天然气汽车行业，以拓宽天然气资源的利用范围，减少汽车行业对其他化石能源的依赖，减少城市汽车尾气污染，最终维护国民经济的可持续稳定发展。得益于政策形势的支持，LNG加气站作为LNG汽车的重要供气来源，其设计和建设将迎来一个新的发展高峰。

1.2国内外研究现状及发展

现阶段我国关于LNG燃料汽车及加气站的研究还处于起步阶段，日常生活中LNG汽车的使用率还很低。虽然我国LNG汽车技术起步晚，但是发展迅速，现在LNG汽车技术已较成熟，很多城市已经推广应用LNG于城市公交车、出租车及长途客车、重载卡车^[19]。自20世纪90年代以来，液化天然气汽车技术的研究在中国开展起来。主要研究内容包括液化天然气相较于传统燃料的优点，LNG、L-CNG加气站设计，LNG汽车技术的运用及安全环保方面的探究。

这些年国内学者分析了液化天然气汽车的市场发展前景和安全性能，技术人员结合工程设计实际情况，研究和分析了LNG加气站的供气要求、技术支持及市场前景，并探究了LNG 加气站的设计方案、规范使用、工艺流程和设备选型等问题。

现如今国内液化天然气及LNG汽车的运用还处于刚刚起步发展阶段，LNG汽车的普及率还很低，我们日常生活中能遇到的以LNG为燃料的汽车还很少，所以汽车LNG加气站还远没有那么多建设需求。但随着近几年来国家陆续出台相关政策对LNG行业鼓励和支持，LNG汽车及加气站的发展也正蒸蒸日上，我们有理由相信在不久的将来LNG汽车将成为主流，一座座汽车加气站也将被设计及建造，整个汽车行业的能源结构将发生深远的变化。

1.3 LNG加气站概念