城市天然气工程项目-CNG加气站可行性研究报告1.doc

城市天然气工程项目-CNG加气站研究报告
目录
前　　言 4
1 总 论 5
1.1项目背景 5
1.2项目概况 9
1.3主要技术经济指标 11
2 市场分析 12
2.1天然气汽车国内外发展概况 12
2.2红寺堡区加气站现状 12
2.3车用压缩天然气需求预测 13
2.4售气价格预测 13
2.5竞争力分析 14
2.6结论 15
3 建设规模 16
3.1车用压缩天然气用气量 16
3.2压缩天然气加气子站建设规模 17
4 项目选址 18
4.1选址原则 18
5 气源 19
5.1天然气资源 19
5.2天然气基本参数 19
5.3压缩天然气气质要求 20
5.4结论 20
6 技术方案、设备方案 21
6.1技术方案 21
6.2主要工艺设备 24
6.3工艺管道 29
7 总图运输及公用工程 31
7.1总图运输 31
7.2建筑结构设计 33
7.3电气工程 35
7.4自动控制与通讯 37
7.5暖通设计 39
7.6给水排水及消防设计 40
8环境保护专篇 42
8.1 主要设计依据 42
8.2环境影响分析 42
8.3污染防治措施 42
8.4环保专项资金 43
8.5环境影响评价 43
9 安全、工业卫生专篇 45
9.1设计应遵循的标准 45
9.2 主要危害因素分析 45
9.3 防范措施 46
10 消防篇 48
10.1主要设计依据 48
10.2火灾爆炸危险性分析 48
10.3危险区域划分 48
10.4防火与消防设计 49
10.5运行管理防火措施 50
10.6消防专项资金 51
10.7结论 51
11 节能 52
11.1编制依据 52
11.2工程概述 52
11.3能耗分析 52
11.4节能措施 53
11.5节能效益 53
12 劳动定员及工程实施进度 54
12.1组织机构 54
12.2劳动定员 54
12.3员工来源 54
12.4工程实施进度 54
13 招标 56
13.1勘察、设计 56
13.2建筑、安装工程 56
13.3监理 56
13.4设备及重要材料 56
14 投资估算及经济分析 58
14.1投资估算 58
14.2财务评价 58
14.3国民经济评价 61
14.4社会评价 61
14.5风险分析 61
14.6结论 61
17 结论与建议 62
17.1 结论 62
17.2存在问题及建议 62

前　　言

红寺堡区地处宁夏腹地，吴忠市中心，与中宁、同心、灵武、利通区、青铜峡毗邻接壤，是连接银川、吴忠、中卫、固原、兰州、西安等城市最便捷的通道。盐兴公路横穿开发区，接302国道和109国道，石中高速公路、中宁至盐池高速公路及中太铁路途经境内，加之高速公路滚泉出口连通盐兴公路一级公路项目的建成，"二纵三横"交通骨架已形成，红寺堡区交通四通八达，交通枢纽型区域的优势已开始显现，区位优势十分明显。
红寺堡城区所在地红寺堡镇是全区政治、经济、文化、交通中心，街道宽阔，楼房鳞次栉比，电力、通信、网络齐全，供、排水设施完备，国家级自然保护区一罗山，距县城20公里，旅游资源开发极具潜力。完备的城市功能吸引了万家商贾前来投资置业，城市服务功能增强，品位不断提升，而近年来汽车燃油价格的居高不下，也给红寺堡区经济发展带来了沉重的经济负担，发展天然气汽车，建设天然气加气站是解决这一问题的有效途径。
我公司受陕西省定边县圣河石油钻采公司委托编制《红寺堡区城市天然气利用工程-CNG加气站可行性研究报告》。在会同建设单位进行现场勘察、调研和搜集资料过程中，得到红寺堡有关部门和其它相关单位大力支持和帮助。在此特对给予我们支持和帮助的各主管部门和有关单位的各位同志深致谢意。

1 总 论
1.1项目背景
1.1.1项目名称
沈丘县城市天然气利用工程-CNG加气站
1.1.2承办单位概况
承办单位名称：河南沈丘汇鑫天然气公司
申报单位简介：沈丘县汇鑫天然气有限公司，是以城市燃气开发经营管理为主业的股份制公司，公司具有先进的天然气工程建设技术力量、优良的城市燃气运营队伍。
1.1.3 项目概况
1.1.3.1沈丘县城市天然气利用工程项目拟分三期投资建设；
一期工程：（1）沈丘配气站、CNG加气站，
（2）沙颖河以北城区管网，
（3）项城市至沈丘县输气干线，
一期投资额为3920万元；
二期工程：沙颖河以南城区管网；二期投资额为2430万元；
三期工程：环城线连接以及南、北工业园区的供气。三期投资额为2080万元。
从2009年11月至今已完成投资，843万元。
计划投资总额8430万元
1.1.3.2本工程属于总规划一期内容，预计2010年底投入使用；

1.1.4编制依据、编制原则、编制范围
1.1.4.1编制依据
（1）沈丘县CNG加气站岩土工程勘察报告。
（2）《沈丘县CNG加气站设计合同》
甲方：沈丘县汇鑫天然气公司
乙方：上海科元燃化工程设计有限公司
（3）沈丘县汇鑫天然气公司提供的相关技术资料。
1.1.4.2编制的原则
（1）设计中严格执行国家的有关方针、政策、标准、规范;
（2）在保证技术先进、工艺合理的前提下，充分利用现有的资源、节约建设资金;
（3）在充分调查、详细研究的基础上确定合理的发展规模，同时认真贯彻为人民服务，为发展公共福利事业服务的方针，力求取得良好的经济效益、社会效益和环境效益。
（4）注重环境效益，力求及时设计、施工,及时投产和使用，取得最好的经济效益和社会效益。
1.1.4.3编制的范围
沈丘县CNG加气站站址选择；压缩天然气（以下简称CNG）脱水、压缩、加注系统的工艺设计；总图设计以及与之配套的自控、电气、给排水、消防、土建等专业设计。
1.1.4.4设计遵循的标准、规范
（1）《城镇燃气设计规范》GB50028-2006
（2）《建筑设计防火规范》GB50016-2006
（3）《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2002(2006年版)
（4）《车用压缩天然气》GB18047-2000
（5）《汽车用压缩天然气钢瓶定期检验与评定》GB19533-2004
（6）《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）
（7）《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98
（8）《环境空气质量标准》GB3095-2001
（9）《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996
（10）《压力容器安全技术监察规程》质技监锅发[1999]154号
（11）《压力管道安全管理与监察规定》劳部发[1996]140号
（12）《建筑抗震设计规范》GB50011-2001
（13）《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92
（14）《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005
（15）《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003
1.1.5项目提出的过程
自1989年我国建成第一座车用CNG加气站以来，经过20多年的发展，车用天然气产业进入蓬勃发展时期。根据国家发展改革委发改能源[2007]2155号《天然气利用政策》，河南省沈丘县汇鑫天然气有限公司利用西气东输一线天然气气源到达项城的机遇,从项城接气至沈丘县，在沈丘县天然气建设城市天然气管网、配气站和天然气CNG加气站，作为沈丘县天然气供气基地，同时满足周边未通管道天然气县市的天然气汽车用气需求，充分利用沈丘县地处南洛高速公路主干线交通枢纽的重要位置,发展当地经济和汽车加气业务。
1.1.6项目建设的必要性
在当今的世界，能源短缺和环境污染已成为世界性的课题。几十年来，针对石油资源匮乏各国投入巨资寻求新的能源，同时，针对环境污染问题，人们也在努力寻求各种清洁能源。几十年的实践证明，只有天然气汽车才兼具资源丰富、分布广泛、价格低廉且排废大大减少等多方面的综合优点。
（1）发展天然气汽车产业是解决能源短缺的有效途径
传统的汽车燃料为汽油、柴油和液化气，这些燃料均为石油深加工产品，其供应量及价格必然随着原油的产量及价格而波动。特别是随着经济的发展，我国原油及成品油需求量猛增。而国内的原油开采和成品油加工却难以满足需要，每年需大量进口，我国已成为世界原油、成品油进口大国。近年来，受世界油类市场价格持续走高和其他因素的影响，我国成品油价格飞速增长，达到历史最高水平。在这种形势下运输企业、用车单位、出租汽车经营者及私家车拥有者等纷纷感到其带来的沉重压力。
因此迫切希望新的燃料来替代和补充。发展天然气汽车、筹建天然气加气站可以有效改善沈丘县车辆燃料的供应结构。
（2）发展天然气汽车产业能够有效的改善城市环境污染
环境和能源是近一个世纪人类最关心的两个问题，高速发展的汽车保有量，给人类带来经济的繁荣和精神文明的同时也给城市带来了大气污染和汽车能源的紧张，近年来，世界上各国政府(发达国家、发展中国家)寻求解决由于汽车保有量高速发展造成的大气污染和汽车燃料结构的调整，一直努力地寻找解决途径，如氢气汽车、甲醇汽车、电动汽车、天然气汽车等。天然气汽车由于它排放性能好，运行成本低、技术成熟、安全可靠，所以被世界各国公认为最理想的替代燃料汽车。
我国自改革开放以后社会和经济取得了巨大的进步，但是大气污染却日益严重，大气中的污染物50%来源于汽车尾气。特别是大中城市，机动车尾气占污染源总量的比例已超过50%。机动车尾气含有一氧化碳CO、氮氧化物NOX、碳氢化合物HC、二氧化硫SO2、铅及其他有害物质。天然气是一种洁净的能源，主要成分是甲烷，燃烧后的主要生成物为二氧化碳和水，其产生的温室气体只有煤炭的1／2，是石油的2／3。天然气汽车则是以天然气作为燃料的汽车，近年来，天然气汽车在全球发展很快，在应用与运营方面比较成功。天然气汽车是一种理想的低污染车，与汽油汽车相比，它的尾气排放中CO下降约90%，HC下降约50%，NOx下降约30%，S02下降约70%，CO2下降约23%，微粒排放可降低约40%，铅化物可降低100%。
天然气对环境造成的污染远远小于液化石油气、石油和煤炭，是一种优良的汽车发动机绿色代用燃料。同时，天然气汽车的使用成本较低，比燃油汽车节约燃料费约50%。且压缩天然气汽车还具有安全性高、抗爆能力强、发动机的使用寿命长等特点，有关专家认为天然气汽车是目前最具有推广价值的汽车，尤其适合于城市公共交通和出租汽车使用。目前，它已在世界上得到广泛应用。
（3）建设压缩天然气加气站能够完善沈丘县天然气输配系统
沈丘县CNG加气站不仅能为交通行业提供清洁燃料，也能为管道天然气无法到达的偏远地区的居民用户、商业用户、工业用户提供气源，利用压缩天然气减压技术尽早实现供气，提高了城市的整体生活水平。它是城市天然气输配系统的有效补充。该项目的建成不仅扩大了天然气的市场，增加就业机会，同时也带动了汽车改装产业发展，极大地促进地方经济发展。
综上所述，发展天然气汽车产业在改善城市环境质量，改善城市交通的能源结构，提高居民生活水平等方面具有无可比拟的优越性。
1.2项目概况
1.2.1地理位置
1.2.1.1建设地点
沈丘县CNG加气子站位于沈丘县县城西北边，沈丘县至郸城省道旁。交通便利，地形基础平坦，地貌属黄淮冲积平原。
气象条件:沈丘县属于暖温带大陆性季风气候，年平均气温14.5℃，年平均降水量700毫米左右，全年无霜期200天左右。
1.2.2建设规模
在沈丘县沈郸路旁建设一座车用压缩天然气加气子站，总设计规模为2×104Nm3/d，本可研只对设备选型、投资估算及经济分析予以考虑。
1.2.3主要建设条件
（1）沈丘县现有营运车辆大部分以汽油或柴油为燃料，建设CNG汽车加气站，发展双燃料汽车不仅能够显著改善城市尾气污染状况，而且车用天然气有巨大的市场需求，利润将十分可观。
（2）我国西部有丰富的天然气资源，2009年底西部累计探明天然气储量已超过2.6万亿立方米。西气东输是西部大开发的启动工程，是将新疆塔里木盆地等西部的天然气通过高压长输管线送至上海，全长约4000公里，沿途设置多个加压站，输气压力为10MPa。途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南、安徽、江苏，同时建设南京至杭州的支干线，西气东输不仅解决了东部地区对清洁能源的需求，而且可以解决沿途路经省份各主要城市对天然气的需求。本工程原料天然气由西气东输管线供应，该管线的建成保证了站原料天然气的供应。
（3）加气站的用水、用电、用热就近由县城区自来水管道、变电所及锅炉房供应。
（4）CNG加气站工艺及辅助专业技术成熟、可靠，本项目不存在任何技术风险。加气站内主要设备已经过多年实践考验，国内、外生产厂能够提供满足本工程需要的成型设备。
（5）本工程所需资金全部由企业自筹。
1.2.4项目投入总资金及效益情况
该项目总投资约1200万。工程所得税前全部投资内部收益率26.31%，所得税后全部投资内部收益率20.84%，所得税前投资回收期3.12年，所得税后投资回收期3.47年。财务内部收益率高于基准收益率，投资回收期较短。项目的财务状况较好。
1.3主要技术经济指标
主要技术经济指标表
序号
项目
单位
数量
备注
1
建设规模

1.1
日供气量
立方米/日
2×104

2
原料消耗

2.1
年用电量
万度/年
188.68

2.2
年用水量
吨/年
96.45

3
占地面积

3.1
总占地面积
平方米
2704

3.2
建、构筑物占地面积
平方米
932

3.3
道路及回车场占地面积
平方米
750

4
劳动定员
人
19

5
项目总投资
万元
1200

5.1
工程费用
万元
800

5.2
其它费用
万元
210

5.3
基本预备费
万元
340

5.4
流动资金
万元
190

6
财务评价指标

6.1
年平均总成本费用
万元
1463

6.2
年平均营业收入
万元
1898

6.3
年平均净利润
万元
282

6.4
所得税前财务净现值（Ic=12%）
万元
405

6.5
所得税后财务净现值（Ic=10%）
万元
277

6.6
盈亏平衡点（生产能力利用率）
%
52.00

2 市场分析
2.1天然气汽车国内外发展概况
早在20世纪30年代，意大利、俄罗斯、乌克兰等国已开始发展天然气汽车项目。到2003年上半年，据世界燃气汽车协会统计信息显示，世界上已有63个国家和地区在推广天然气汽车。天然气汽车总拥有量已达2814438辆，其中绝大部分燃气汽车使用的是压缩天然气（CNG），也有一些重型燃气汽车使用液化天然气（LNG）。CNG加气站6455座，小型天然气汽车充气装置4783套。据估算，目前全世界每年用于汽车燃料的天然气大约在40—50亿立方米之间。
我国发展燃气汽车的历史，如果从1989年在四川南充建第一座加气站开始算起，大约已经有20年的历史。鉴于2004版《汽车产业发展政策》的技术政策更加强调节能和环保，再加上近几年国内外石油价格的不断攀升，燃气汽车再次成为中国汽车业关注的热点。
近年来，国内骨干汽车企业已陆续开发出单一燃料或双燃料燃气汽车和大型中巴车用发动机，并均已具备批量生产能力。国产高性能天然气加气站成套设备不仅部分替代进口，且有批量出口；清洁汽车关键零部件的技术水平和产业化能力明显提高。截至2003年底，北京、上海、天津、重庆等16个城市被确定为清洁汽车行动的试点示范区。这16个重点推广城市的燃气汽车保有量达到19万辆，已建成加气站560多座。天然气汽车已经占到燃气汽车总量的40%以上。其中有近6万辆燃气汽车投入城市公交和出租车行业运营。虽然这些燃气汽车只占城市汽车保有量的10%，但由于集中在城市区域往复行驶，总运行里程却占40%到50%。专家预测，燃油税实施后，燃气汽车有望在税收上得到较大优惠。这正是燃气汽车的优势。
2.2沈丘县加气站现状
沈丘县目前尚未建成天然气加气站，本项目对沈丘县车用燃料单一，污染大的状况有一定改善。
2.3车用压缩天然气需求预测
2.3.1沈丘县车辆现状及规划
根据“沈丘县城市总体规划（讨论稿）”提供的资料显示，2009年沈丘县城区现有中巴100辆，出租车600辆。中巴约80%为柴油车；出租车全以液汽油为燃料。预计2013年沈丘县将拥有中巴155辆，出租车860辆；2015年将拥有中巴200辆，出租车1160辆。
2.3.2CNG汽车发展预测
天然气汽车可以在燃油汽车的基础上进行设计和制造成为专门使用天然气的单一燃料汽车。也可在原供油系统不变的情况下，加装一套车用燃气装置，实现燃气、燃油两种功能，使汽车燃料适应性大大增强，同时油气转换只需一个切换开关，任何时候都可以迅速转换，操作非常简单，这种汽车被称为双燃料汽车，它是一种过渡形态。从我国其它城市天然气汽车的发展规律来看，在今后一段时期内天然气汽车发展的方向主要针对出租车及中巴车。
对于使用期较短的出租车可通过改装，使之成为双燃料汽车；对于使用期接近报废的出租车可待服役期满后直接更换天然气汽车或双燃料汽车。
中巴车中约80%使用柴油。我国目前柴油车的改装技术成熟，能实现50%CNG与50%柴油混烧；而我国目前柴油车改装技术不过关，只能采用50%柴油与50%CNG混烧，如果完全燃用CNG必须更换发动机。建议新增中巴车为CNG汽车，因中巴车使用期较短，预计三年后中巴车改装量将有较大的增加。
2.4售气价格预测
根据我国及其它国家的经验，保持油、气一定的差价是促进天然气汽车发展的有效手段，国内一般价差为0.8-1.0元。意大利、荷兰、西班牙、瑞士、法国等国，规定1立方米天然气的价格，只能在1升汽油价格的30—50%之间变动。沈丘县加气子站售气价格可参考周围城市现有的售气价格。近期发改委下发文件，压缩天然气终端价格再次提高。
根据甲方资料门站天然气出口价格为1.23元/Nm3，考虑一定的涨价因素，本工程加气站进气价格确定为1.60元/Nm3。同时考虑用户的承受能力，保证工程财务内部收益率大于12%的行业基准收益率。参考周围城市现有加站售气价格，本工程站压缩天然气销售价确定为2.30元/Nm3。
2.5竞争力分析
压缩天然气汽车项目属于市政公用行业，能够显著地改善城市环境质量，对提升城市的综合实力具有积极的促进作用。
市场证明，只有车主得到实惠，燃气汽车才能得以推广。汽车车主希望看到燃气汽车使用性能特别是动力性与汽油汽车相接近或更好，在经济上更为节省，因而有改装的积极性。
车用燃料在我国使用最多的是汽油、柴油、液化石油气及天然气。出租车一般以93#汽油为燃料，一般现有车辆可通过改装使用CNG。而较大型的中巴车一般以柴油为燃料，而我国目前柴油车改装技术不过关，只能采用50%柴油与50%CNG混烧，如果完全燃用CNG必须更换发动机，投资加大，只能等现有中巴车报废后，新增车辆直接购买以CNG为燃料的中巴车。下面以出租车为例对三种燃料的使用进行对比。
不同燃料的出租车使用情况比较表

93#汽油
LPG
CNG
耗油（气）量
9.65L/100Km
10L/100Km
9.1Nm3/100Km
燃料单价
5.0元/升
3.8元/Nm3
2.7元/Nm3
燃料价（元/104km）
4825
3800
3367
燃料价差（元/104km）
0
1025
1458
出租车改装费（元）
-
5000
6000
出租车年平均运行里程（104km）
10.0
10.0
10.0
改装费回收期（月）
-
5.9
4.9
出租车年节省燃料费（元）
-
10250
14580
上表中燃料价格以最新的市场价格为依据，同时考虑LPG、CNG燃料的涨价因素。通过以上比较可以看出，三种燃料中CNG汽车燃料费最省，对车主的吸引力最大，具有广大的市场空间。
车用液化气原料价格受原油价格影响很大，近年来持续走高，导致经营车用液化气企业成本上升，利润下降，各地车用液化气市场逐渐萎缩，以长春市为例，2009年全年车用液化气销售量比2008年下降30%。相反，压缩天然气的原料价格相对稳定，与汽油、液化气相比具有较强抗涨价能力。同时压缩天然气汽车还具有安全性高、抗爆能力强、发动机的使用寿命长等特点。比较压缩天然气汽车与液化气汽车，前者动力性明显优于后者。
2.6结论
综上所述，沈丘县实施车用压缩天然气项目，具有广阔的市场前景；原料价格、售气价格具有极强的竞争能力；该项目具有很强的抗风险能力。

3 建设规模
3.1车用压缩天然气用气量
3.1.1用气量指标
根据沈丘县的实际情况，以出租车和中巴车燃用93#汽油为例，平均每台出租车日行使里程300公里,百公里耗油量为9.65L，每辆车日用油量28.95L；平均每台中巴车日行使里程200公里,百公里耗油量为30.74L,每辆车日用油量61.48L。
93#汽油与CNG性能对比如下:
汽油与CNG性能对比表
燃料名称
热值
密度
单位体积热值
93#汽油
43.953MJ/Kg
0.75Kg/L
32.96MJ/L
CNG
34.78MJ/Nm3
0.774kg/Nm3
34.78MJ/Nm3
如果用CNG代替93#汽油，1Nm3天然气相当于1.06升汽油。每台出租车百公里用气量，确定为9.1Nm3，即日用气量为27.3Nm3，年用气量9965Nm3。每台中巴车百公里耗气量为29.0Nm3,每辆车日用气量58.0Nm3，年用气量21170Nm3。
3.1.2用气量
通过调查，沈丘县2010年拥有中巴100辆，出租车600辆。根据城市总体规划，预计2013年沈丘县将拥有中巴155辆，出租车860辆；2015年将拥有中巴200辆，出租车1160辆。通过市场分析，预计2010年将有30%的出租车及30%的中巴为CNG汽车；2013年将有42.5%的出租车及42.5%的中巴为CNG汽车；2015年将有65%的出租车及65%的中巴为CNG汽车。
经计算，压缩天然气年用量如下表：

沈丘县天然气汽车用气量

2010年
2013年
2015年
天然气中巴（辆）
30
66
120
中巴用气量（万Nm3/d）
0.18
0.40
0.72
天然气出租车（辆）
180
360
696
出租车用气量（万Nm3/d）
0.49
0.98
1.89
日用气量（万Nm3/d）
0.67
1.38
2.61
年用气量（万Nm3/a）
244.55
503.7
954.3
3.2压缩天然气加气子站建设规模
压缩天然气加气子站预计2010年底建成，日供气规模确定为2万Nm3/d，满足沈丘县2015年前车用压缩天然气需求。

4 项目选址
4.1选址原则
（1）符合城市总体规划要求。
（2）避开山洪、滑坡等不良工程地质地段及其它不宜设站的地方。
（3）具备良好的供电、供水、排水等外部条件，同时交通运输条件便利。
（4）站址与周围建构筑物的防火间距必须符合现行的国家标准《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2002（2006年版）、《建筑设计防火规范》GB50016-2006及《城镇燃气设计规范》GB50028-2006的规定。
（5）尽量少占农田，征地费用经济合理。

5 气源
5.1天然气资源
5.1.1沈丘县天然气资源及开发现状
根据国家发展改革委发改能源[2007]2155号《天然气利用政策》，河南省沈丘县汇鑫天然气有限公司利用西气东输一线天然气气源到达项城的机遇,从项城接气至沈丘县，在沈丘县天然气建设城市天然气管网、配气站和天然气CNG加气站，作为沈丘县天然气供气基地，同时满足周边未通管道天然气县市的天然气汽车用气需求，充分利用沈丘县地处南洛高速公路主干线交通枢纽的重要位置,发展当地经济和汽车加气业务。
5.2天然气基本参数
根据沈丘县汇鑫天然气公司提供的资料，沈丘县供气管线天然气成分
及性质如下。
天然气成分表
组 分
CH4
C2H6
C3H8
i C4H10
n C4H10
i C5H12
nC5H12
CO2
N2
体积百分比
93.83
3.06
0.60
0.10
0.12
0.06
0.10
0.60
1.46
天然气性质：
高热值： 38.47MJ/Nm3（9188.5Kcal/ Nm3）
低热值： 34.787MJ/Nm3（8307.06 Kcal/ Nm3）
密度： 0.774Kg/ Nm3
硫化氢含量：≤20.00mg/Nm3
爆炸极限： 5.0%-15.1%
水露点： ≤-10℃（5MPa）
5.3压缩天然气气质要求
汽车用天然气质量应符合《车用压缩天然气》GB18047及《汽车用压缩天然气钢瓶》GB17258的有关规定。具体如下:
压缩天然气气质技术指标表
项 目
技术指标
低位发热量 MJ/M3
〉31.4
组份（V/V）%

甲烷 〉
90.0
二氧化碳 <
3.0
氧气 <
0.5
杂质含量（mg/m3）

总硫含量，10-6
270
硫化氢 ≯
20.0
水份 ≯
10.0
尘埃 ＜
5.0
水露点，0C
在汽车驾驶的特定地理区域内，在最高操作压力下，水露点不应高于-130C；当最低气温低于-80C，水露点应比最低气温低50C
由原料天然气气质分析可知，原料气硫含量满足压缩天然气气质要求，水露点不满足压缩天然气气质要求，因此在站内必须设置脱水处理工艺。
5.4结论
由于西气东输一线天然气气源到达项城，汇鑫天然气有限公司及时把握机遇,从项城接管线至沈丘县，该工程的建成投产为本项目提供了可靠的气源保证。
6 技术方案、设备方案
6.1技术方案
6.1.1工艺方案选择
压缩天然气子站工艺系统一般由调压计量系统、净化干燥系统、压缩系统和售气系统组成。
6.1.1.1调压计量系统
对进站气体进行过滤、计量及稳压，以保证进站气体纯净，并进行有效计量，同时，进入压缩机的气体在通过缓冲罐进行缓冲后，压力趋于稳定，减少气流脉动，保证压缩机的正常运行。
6.1.1.2干燥系统
天然气在高压状态下容易析出水分和形成水化物。水分和一定的硫化氢结合，会对钢类容器造成腐蚀及硫化氢致脆裂纹现象，对容器的危害很大。水分和二氧化碳结合，会生成碳酸，对钢类容器也会产生腐蚀作用。水化物在聚集状态下是白色或带铁锈色的结晶体，一般水化物类似冰或致密的雪。它的生成会缩小管道流通截面，堵塞管路、阀件和设备。为保证生产设备的安全，尤其是用于运输的高压钢瓶的安全，《车用压缩天然气》GB18047-2000要求，加压后的天然气水露点应低于最高操作压力下最低环境温度50C;H2S含量不超过20mg/Nm3。从沈丘县天然气气质分析可以看出，进入子站的天然气不符合“车用压缩天然气”水露点要求，所以必须设置干燥系统。
脱水设备通常采用双塔结构，一塔脱水，另一塔再生，两塔可以互换，保证了工序的连续性。脱水设备设置在压缩机前称为前置低压脱水；脱水设备设置在压缩机后称为后置高压脱水。两者具体比较如下：
（1）前置低压脱水工艺：
工艺流程：
脱水：原料天然气通过脱水塔，气体中的水分被分子筛吸附，使天然气水露点低于-550C；当分子筛被水饱和后，天然气水露点高于-550C时，需切换进另一脱水塔，而被饱和的分子筛塔将进行再生，循环使用。
再生：前置低压脱水工艺利用自身的压缩机密闭循环天然气，循环压力与气源压力相同（低压再生），天然气进入再生塔加热到2000C后，将水份带出；热湿天然气经冷却分离后，通过压缩往返循环。
特点：
a.优点：脱水、再生均与进气压力相同，低压相对安全；在压缩前对天然气进行干燥，减轻压缩机负荷，防止液击现象发生，减少气体中酸性杂质对压缩机的损害；可采用独立的闭式循环系统进行再生，不受压缩机开机限制。
b.缺点：对天然气中的含水率变化适应性弱，脱水效果相对不稳定；设备体积大，吸附剂用量大。
（2）后置高压脱水工艺：
工艺简述：
脱水：压缩后的天然气通过脱水塔，气体中的水分被分子筛吸附，使天然气水露点低于-550C；当分子筛被水饱和后，天然气水露点高于-550C时，需将切换进另一脱水塔，而被饱和的分子筛塔将进行再生；往返循环。
再生：1）后置高压脱水工艺利用CNG压缩机压缩后的天然气，进入加热后的再生塔，将水分带出；热湿天然气经冷却分离后，回到CNG压缩机的入口，往返循环。2）也可利用原料天然气再生，热湿天然气经冷却分离后进入比原料气压力低的天然气管道中。
特点：
a.优点：设备体积小，吸附剂用量少；对天然气中的含水率变化适应性强，脱水效果相对稳定；在压缩后对压缩天然气的干燥，可保证所售气质的纯净，不但确保在发动机中燃烧良好，同时也避免可能出现的对售气系统的损害。
b.缺点：脱水压力高，高压相对危险；若利用原料天然气再生，则不需耗能，但必须有比原料气压力低的天然气管网；若利用压缩天然气再生，则再生过程必须与压缩机同步进行，一旦压缩机工作时间较短，再生过程中断，无法保证成品气质量。
根据目前实际应用，本工程采用后置高压脱水工艺。
6.1.1.3压缩系统
天然气压缩机将1.6Mpa的天然气压缩到25Mpa。压缩机系统采用整体结构，公共底盘上容纳了压缩机、电机、控制系统、安全防护系统、管路系统、气体回收及放空系统，整个系统固定在混凝土基础上。
6.1.1.4售气系统
加气站设置4台双枪售气机为车辆加气。
6.1.2工艺流程
原料天然气通过管道输送进站，经过过滤器过滤，再经涡轮流量计量；然后进入缓冲罐，再进入压缩机经多级压缩加压至25.00兆帕；以高压气体状态进入脱水装置，天然气经脱水气后水露点低于-550C；高压气体出脱水装置后通过加气柱给管束车加气；当管束车加气压力达到20.00兆帕时，加气柱自动关闭加气枪，其质量流量计自动记录加气量和加气压力。工艺流程如下：
脱水装置

调压、计量装置

压缩机
天然气管网

额额

CNG汽车

加气机

工艺流程图详见F-102-101。
6.1.3工艺参数
（1）加气站日供气量：2×104Nm3/d
（2）天然气压力：
进站原料气工作压力 1.6Mpa；
进站原料气设计压力 >1.6Mpa；
压缩机后最高工作压力 25.0MPa；
压缩机后设计压力 27.5MPa；
（3）天然气温度：
进站原料气温度 常温；
压缩机出口温度 不高于环境温度15度。
6.2主要工艺设备
6.2.1天然气压缩机
6.2.1.1压缩机结构形式比较
CNG压缩机是子站中的关键设备，为保障加气站的安全运行，选择技术先进、性能可靠、经济合理的设备是十分必要的。
用于天然气的压缩机压比较大，基本上都是活塞往复式压缩机。其结构形式有卧式对称平衡式（D型），有立式，有角度式（V型、双V型、W型、倒T型等）。
子站大排量压缩机国内应用最多的是D型机及W型机。下面对两种型式的压缩机进行比较。
（1） D型机
气缸呈水平布置，并分布在曲轴两侧，在两主轴承之间，相对列气缸的曲柄错角为180度。大型活塞式压缩机(500KW以上)大部分采用对称平衡结构。它的特点如下：
a.惯性力可以完全平衡，惯性力矩也很小，甚至为零。
b.由于相对列的活塞力方向相反，能互相抵消，因而改善了主轴颈的受力情况，减小主轴颈与主轴承之间的磨损。
c.可采用较多的列数，例如：2列，4列，8列，12列等，使得每列串连的气缸数较少，安装方便。
d.对称平衡型压缩机，电机设置在两个机身之间，其优点是列间距大，便于操作检修。机身和曲轴的结构和制造简单。
e.气缸需要少油润滑。
f.大中型（500KW以上）压缩机采用对称平衡型，其优点很明显，特别是对于大型高压多级压缩机，是较合理的结构形式。
它的缺点如下：
a.运动部件和填料的数量较多，机身和曲轴的结构比较复杂。
b.占地面积大，厂房要求大。
c.气缸属于有油润滑，对下游用户会造成影响，不利于环保。
d.为了保证平衡，列数必须是偶数。对于不同的入口压力，级数的确定不够灵活。
e.密封和部分运动部件产生偏磨严重。寿命短。
（2）W型机
气缸中心线间有一定的夹角，但不等于零或180度。
a.同一曲拐上相邻列的气缸中心线夹角为60度时，其动力平衡性最佳。
b.角度式W型各列的一阶惯性力的合力，可用装在曲轴上的平衡块达到大部分或完全平衡，因此机器可取较高的转数。
c.气缸互相错开一定角度，有利于气阀的安装与布置，因而使气阀的流通面积有可能增加，中间冷却器和级间冷却器可以直接装在机器上，结构紧凑。
d.角度式W型压缩机可以将若干列的连杆连接在同一曲拐上，曲轴的拐数可减少，机器的轴向长度可缩短，因此主轴颈能采用滚动轴承。
e.该型压缩机气缸采用无油润滑，有利于环保。
f.角度式W型压缩机结构紧凑，同样的空间情况下，会留有较大的检修空间。

它的缺点如下：
a.径向上受力难以平衡，易产生震动。
b.侧向上缸体的密封和运动部件较易产生偏磨。
c.不适应大型压缩机组。
6.2.1.2压缩机冷却方式比较
压缩机冷却系统可分为水冷、混冷、风冷三大类。
风冷方式：冷却效果一般，设备噪音较大，常用于北方寒冷地区，在南方炎热地区冷却效果较差。
混冷方式：冷却方式较好，常用于城区对噪声要求较高的区域。
水冷方式：冷却效果最好，但需要增加一套冷却水系统，使用成本较高。
6.2.1.3国内外压缩机比较
国产压缩机与进口压缩机指标对比详见下表。
压缩机比较一览表
项目
意大利赛福
美国ANGI
国产压缩机
结构形式
W型
D型
D型
冷却形式
混冷
风冷
风冷
单台排气量（Nm3/h）
1750
2000
1256
配置台数（台）
2
2
2
工程建设投资（万元）
1399
1545
~800
对天然气气质要求
要求高
要求高
要求低，适应力强
维护费用
易损部件成本较高；若其它部件损坏费用更高，维护成本高
易损部件成本很高；若其它部件损坏费用更高，维护成本高
易损部件更换率较高，但维护成本低
售后服务
售后服务及时，一般问题国内工程师即可解决。
遇疑难故障，国外专家诊断，再由国外发部件，维护周期