1.1.研究背景及意义

随着国民经济持续高速发展，人民生活水平不断提高，环境及能源问题十分突出。天然气作为一种新型高效、洁净能源已被广泛利用，发展城县燃气可以节约能源、改善环境、促进工业生产，具有明显的社会效益和经济效益。同时天然气汽车行业取得了突飞猛进的发展。截至 2015年底，我国天然气汽车保有量已经超过 500 万辆，其中压缩天然气（CNG）汽车已经达到496万辆，液化天然气（LNG）汽车已经达到23万辆。发展汽车加气站逐渐成为改善环境和促进经济可持续发展的最佳选择。在天然气加气站中，液化——压缩天然气（L-CNG)加气站以其占地小、投资省、能耗低、噪音小、充装速度快、不依赖管网等优势而成为一种备受欢迎、具备良好发展前景的加气站类型。L-CNG加气站既适合对LNG汽车加气，也适合对CNG汽车加气，是一种投资省、占地少、能耗低、噪音小、充装速度快、不依赖管网、灵活方便的多功能加气站。L-CNG加气站在投资和运行费方面都低于CNG常规站和子母站，具有良好的经济效益。在具备LNG气源条件并推广应用CNG汽车的地区应积极建设L-CNG加气站。有助于城市加气网点的合理布局，提高资源综合利用效率，节约能源，推进天然气汽车产业的发展。

1.2 国内外研究现状

刘昊陶国良等建立了由管道连接的加气站与车载气瓶组加气系统的数学模型，并基于该模型进行了数值仿真。通过仿真分析了加气过程中气站和车载气瓶内气体状态的变化规律，对加气站主要参数及加气过程的影响进行了研究。梁光川等就LNG的输送工艺、经济流速与经济管径、经济保温层与站间距、管材以及管道的预冷技术等方面作了研究；刘玉晗等应用ANSYS对 LNG 低温长输管道进行了稳态热力分析。在计算管道截面温度场时，采用平均导热系数和保冷层材料导热系数随温度变化两种方法进行数值模拟；为了研究CNG加气冰堵的情况，国外的M Deymi-Dashtebayaz等提出了一个基于质量守恒及热力学定律的动态快速充气的模型。在这项研究中，为了简单起见，假定甲烷是天然气中唯一的物质。JavadKhadem等所建立的模型中，又考虑了CNG最后通过的喷嘴对于充气模型的影响。NavidNoorAliPour等则考虑了不同材质的气瓶对于充气模型的影响。YuanKun 等对低质量流量下液氮对管道冷却实验结果进行了传热和流态分析，同时研究了其冷却过程。

2. 研究的基本内容与方案

2.1. 研究的基本内容、目标：

（1）熟悉城市L-CNG加气站工艺流程，基本流程是LNG运输罐车至LNG储罐，从LNG储罐分出两条管道，一条管道至LNG潜液泵，再至LNG加注机，最后加注LNG燃料车。还有一条管道至柱塞泵，再至气化器，再至高压瓶组，再至CNG加注机，最后加注至CNG汽车。

（2）计算相关参数，计算温度，压力，流速，流量，设备选用流量等参数。

（3）进行设备选型和工艺设计。计算管道直径。工艺设备的选择满足技术要求，在不影响安全生产的前提下，应尽量节省投资。主要设备有 LNG储罐、LNG泵、气化器 、储气瓶组和 CNG加气机、压缩机，LNG加气机，管道、管件、阀门。

（4）绘制设计图纸。根据已经计算的数据用CAD制作LCNG加气站平面图等。

2.2．拟采用的技术方案及措施：