摘 要

近年来，我国经济飞速发展，人民生活水平不断提高，人们也开始追求生活品质，而环境问题是人们十分关注的问题之一。天然气作为清洁能源，较汽油和柴油燃烧后的排放物相比，天然气的排放物更少，并且天然气具有运输便捷、安全性能好、经济效益显著等特点。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。

本L-CNG加气站主要的设计内容为工艺流程的确定和设备选型的选择。首先，在工艺流程方面，该站LNG加气工艺流程分为四个流程，分别为卸车流程，调压流程，加气流程，泄压流程。该站L-CNG加气工艺流程分为三个流程，分别为卸车流程，调压流程，加气流程。然后，在设备选型方面，本加气站所选用的设备分别为LNG低温储罐，LNG低温潜液泵，空温式增压气化器，加气机，柱塞泵，高压汽化器，顺序控制盘，CNG储气井，CNG加气机及各种低温管道及阀门。工艺流程的确定设备选型的原则是根据给定的设计任务、相关规范、文献和计算来完成选型。

关键词：L-CNG加气站 工艺计算 设备选型 流程确定

ABSTRACT

In recent years, the rapid development of the allergic economy in China, the people's living standards are increasing, people are also starting to pursue the quality of life, and environmental problems are one of the problems that people are very concerned about. As a clean energy source, natural gas has less emissions than gasoline and diesel fuel, and natural gas has the characteristics of convenient transportation, good safety performance and remarkable economic benefit. The development of automobile filling stations has gradually become the best choice for improving the environment and promoting the sustainable development of the economy.

The main design contents of the L-CNG filling station are the determination of the technological process and the selection of equipment selection. First, in the process of process, the LNG gas processing process of this station is divided into four processes, which are unloading process, pressure regulating flow, air filling flow and pressure relief flow. The L-CNG process flow of the station is divided into three processes, which are the unloading process, the pressure regulating flow, and the air adding flow. Then, in the selection of equipment, the equipment used in this gas station is LNG cryogenic storage tank, LNG low temperature submersible pump, air temperature pressurized gasifier, air heater, plunger pump, high pressure vaporizer, sequential control disk, CNG gas well, CNG aerator and various low temperature pipes and valves. The principle of equipment selection is to complete the selection according to the given design tasks, specifications, documents and calculations.

Keywords: L-CNG gas station; process calculation; equipment selection; process determination

目录

摘要 Ⅲ

ABSTRACT Ⅳ

第1章 绪论 1

1.1 目的及意义 1

1.1.1研究背景及意义 1

1.1.2 国内外研究现状 1

2.1研究的基本内容 2

2.2.1 研究的基本内容、目标 2

2.2.2拟采用的技术方案及措施 2

第2章 设计说明 3

2.1概述 3

2.2 设计原则 3

2.3 地址选择 3

2.4 建站模式 3

2.5 设计规模 4

第3章 工艺流程 5

3.1 LNG加气工艺流程 5

3.1.1卸车流程 5

3.1.2调压流程 8

3.1.3 加气流程 10

3.1.4 卸压流程 10

3.1.5 LNG总工艺流程图 10

3.2 L-CNG工艺流程 11

3.2.1卸车流程 11

3.2.2调压流程 11

3.2.3 加气流程 11

3.2.4 L-CNG总工艺流程 11

第4章 设备选型 12

4.1 LNG储罐 12

4.1.1 储罐容积的计算 12

4.1.2 储罐的选择 13

4.2 LNG低温潜液泵 14

4.2.1 LNG低温潜液泵数量确定 14

4.2.2 LNG低温潜液泵的选型 14

4.2.3 LNG低温潜液泵参数 14

4.3 增压气化器选型 15

4.4 EAG 气化器选型 16

4.5 LNG加气机 16

4.5.1 LNG加气机与加气枪的数量确定 16

4.5.2 LNG加气机选型 16

4.6 LNG管道设计 17

4.6.1 从LNG车到潜液泵的管路计算 18

4.6.2从潜液泵到LNG储罐的管路计算 19

4.6.3 壁厚计算 21

4.6.4 壁厚计算 21

4.7 L-CNG设备选型 22

4.7.1 柱塞泵 22

4.7.2 高压汽化器 23

4.7.3 顺序控制盘 24

4.7.4 高压储气井 24

4.7.5 L-CNG加气机 25

第5章 站址的选择 26

第6章 平面布置图 29

第7章 消防设计 31

7.1 设计原则 31

7.1.1总平面布局 31

7.1.2消防设施 31

第8章 结论 33

致谢 34

参考文献 35

附录 36

第1章 绪论

1.1 目的及意义

1.1.1研究背景及意义

当今，中国经济持续快速发展，国民生活品质逐渐提高，能源及环境问题特别严峻。天然气作为一类新型、洁净、高效能源已被普遍利用，发展城市燃气能保护环境，节省能源，加速工业生产。具有良好的经济效益及社会效益。而且天然气汽车行业取得了优秀的发展。直至 2015年底，我国天然气汽车总量超过了500万辆，其中液化天然气（LNG）汽车已经达到23万辆，压缩天然气（CNG）汽车已经达到496万辆。使汽车加气站发展起来可以成为促进经济可持续发展及改善环境的最好选择。L-CNG加气站适合对CNG汽车加气，也适合对LNG汽车加气，是一种资小、能源浪费少、占地面积小、加气速度快的多功能加气站。L-CNG加气站成本低于CNG站，有很好的经济效益。在具有LNG气源充沛且在当地CNG汽车较多的地区应该建设L-CNG汽车加气站。这样有利于城市加气网点的合理布局，节省能源，有利于天然气汽车行业的蓬勃发展。

1.1.2 国内外研究现状

刘昊，陶国良为与汽车相连的加油站加气系统建立了与汽缸连接的数学模型，并基于该模型进行了数值模拟。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；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[1]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。

2.1研究的基本内容

2.2.1 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，一条管道是LNG管道，至LNG加气机，之后加注LNG汽车车。另外一条管道到柱塞泵，再到高压气化器，再到顺序控制盘，再到CNG储气井，再到CNG加气机，最后加注到CNG汽车。

（2）计算相关状态参数，计算流量、流速、压力、温度等参数。

（3）进行工艺流程设计与设备选型。主要设备有 LNG储罐、低温潜液泵、增压汽化器 、高压汽化器、储气井、 CNG加气机、LNG加气机、管道、管件、阀门等。

（4）绘制设计图纸。根据数据用CAD制作L-CNG加气站平面布置图、工艺流程图等。

2.2.2拟采用的技术方案及措施

（1）通过阅读与加气站设计相关图书和文献，熟悉L-CNG加气站的工艺流程。

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