安康市壓縮天然氣加氣站工藝設計說明書(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 5 3 項目建設概況 城市概況 安康，位于陜西省東南部，北依秦嶺，南靠巴山，漢水橫貫東西，河谷盆地居中，幅員在北緯 31176。42′~33176。49′ 、東經 108176。01′~110176。01′ 之間。下轄漢濱區、旬陽縣、白河縣、石泉縣、平利縣、 紫陽縣、嵐皋縣、寧陜縣、鎮坪縣、漢陰縣 1 區 9 縣。 安康市面積 23391 平方千米，耕地 萬公頃， 20xx 年安康市總人口 310 萬。該地區為中國北亞熱帶動植物典型代表區，有 羚牛、朱鹮、大熊貓、云豹、大鯢等珍稀動物。是陜西省及西北地區最主要的茶葉、蠶繭、油桐、生漆主產區。因境內土壤含 硒 元素豐富，又被譽為 “ 中國硒谷 ” 。 安康是中國十大宜居小城、中國十大節慶城市、全國發展改革試點城市、國家主體功能區建設試點示范市。安康是南水北調中線工程的核心水源區，承擔著 “ 一江清水供北京 ” 的使命和責任。 自然條件 (1) 氣溫 歷 年極端最低氣溫： ℃ 歷年極端最高氣溫： ℃ 室外計算氣溫： 8℃ (2) 年主導風向及頻率 全年主導風向為東 風 和東北 風 ， 夏季東 風最盛，歷年最大風速 18m/s 7～ 8月，常有強臺風影響 (3)最大凍土深度 7cm 設計基本參數 天 然氣基本參數 計算 寧海 市壓縮天然氣加氣母站的氣源是來自從城市門站。從門站出來的高壓管網中取氣，再通過 CNG 槽車運輸到 其他各個壓縮天然氣加氣子站，供應給全市的 CNG 汽車。天然氣進門站的 壓力為 。 高壓管網中的天然氣組成成分 如下（ 表 ）： 表 天然氣組成成分 燃氣成分 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 CO CO2 N2 百分比 % % % % % % % 山東建筑大學畢業設計說明書 6 CNG 汽車 發展狀況 城市汽車擁有量： （ 1）家庭車（小型車）： 80 輛 /1000 人，共 40000 輛 （ 2）出租車（小型車）： 輛 /1000 人，共 1200 輛 （ 3）公交車： 輛 /1000 人，共 900 輛 汽車使用天然氣燃料普及率（用氣車輛占總汽車擁有量的百分數） （ 1）家庭車（小型車）： 40 % （ 2）出租車（小型車）： 100 % （ 3）公交車： 45 % 城市燃氣基本性質 寧海 市燃氣成分（天然氣）： CH4:﹪ 。 C2H6:﹪； C3H8: ﹪ 。C4H10: ﹪ 。 CO: ﹪； CO2:﹪ 。 ； N2: ﹪。 燃氣成分及基本性質詳見 （ 表 ）： 表 燃氣成分及基本性質 燃氣成分 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 CO CO2 N2 百分比（ %） 分子量 M 摩爾容積 VM（ Nm3/kmol） 密度 ? （ kg/Nm3） 高發熱值 Hs(MJ/Nm3) ∕ ∕ ∕ 低發熱值 Ht(MJ/Nm3) ∕ ∕ ∕ 爆炸極限下限 Ls(體積 %) 5 ∕ ∕ ∕ 爆炸極限上限 Lt(體積 %) 15 13 ∕ ∕ ∕ 動力粘度 μ106（ Pas） 運動粘度 山東建筑大學畢業設計說明書 7 ? 106（ Pas） 基本 性質 主要有平均分子量、密度、相對密度、粘度、熱值、爆炸極限和水露點等。 （一）平均分子量 平均分子量可由下式算得： () 式中 M——混合氣體平均分子量； y i——各單一氣體容積成分（ %）； M i ——各單一氣體分子量。 由式子 () M= ﹙ ＋ 38 ＋ ＋ ＋ ﹚ =（二）平均密度和相對密度 混合氣體的平均密度由下式算得： () 式中 ρ——混合氣體平均密度； y i——各單一氣體容積成分（ %）； ρ i——各單一氣體密度（ kg/Nm3）。 由式 ()得 ?ρ = （ + + + + ) = 相對密度由下式算得： S =? () 式中 S——混合氣體相對密度； ——標準狀態下空氣的密度。 則由式 ()得 S =? =（ 三 ） 動力粘度和運動粘度 混合氣 體的動力粘度 iiy ??? ?1 0 01i i y ? ? ? ? 100 1 山東建筑大學畢業設計說明書 8 () 式中： 混合氣體在 0℃時的動力粘度（ Pa S）； gi各組分的質量成分； 相應各個組分在 0℃ 時的動力粘度； 610 100 ???????? = 610?? 混合氣體的運動粘度為： ???? () 式中： (m2/s) 相應的動力粘度； 混合氣體的密度。 0 0 ????? （四） 混合氣體的爆炸極限 當混合氣體中含有惰性氣體時，可將某一惰性氣體成分與某一可燃氣體組合起來是為混合氣體中的一種成分，其容積成分為二者之和。 天然氣的爆炸極限由下式算得 L=39。i39。100y iiiyLL??? () 式中 iy —未與惰性氣體組合的可燃氣體成分在混合氣體中的容積成分 (%) Li—未與惰性氣體組合可燃氣體成分的爆炸極限（體積 %） 39。iy —某可燃成分與某一惰性氣體混合氣體在混合組分中的容積成分 (%) 39。iL —某可燃成分 與某一惰性氣體混合氣體在混合組分中的爆炸極限（體積 %） 此外還可用下式估算含惰性氣體的燃氣的爆炸極限： 山東建筑大學畢業設計說明書 9 ? ?)1/(100 100)1/(1 BBL BBLL CC ?? ???? () 式中 cL — 不含惰性氣體氣體的爆炸極限， % B— 惰性氣體容積分數 第 1 步，調整可燃組分含量，計算不含惰性氣體 的燃氣爆炸極限。可燃組分的總含量為100%— %=%，調整后各可燃組分含量為： %%%%8483624????????HCHCHCCHrrrr 不含惰性氣體的燃氣爆炸極限： %13151 0 0%51 0 0??????????HLLL 第 2 步，計算含有惰性氣體時的燃氣爆炸極限，用式（ ）： %) (100) (, ??????LiL %) (100) (, ??????HiL （五）混合氣體的熱值 高發熱值可由下式算得： HS= 100? isiHy () 由式 ()得 山東建筑大學畢業設計說明書 10 HS=﹙ ＋ ＋ ＋ ﹚ =低發熱值可由下式計算得： Ht= iiy100tH? () 由式 ()得低發熱值 Ht =﹙ ＋ ＋ ＋ ﹚ = MJ/Nm3 （六）天然氣含水量計算 天然氣中含水量按下式計算： )( ?? tABW () 141 )600( ????? ii iPaA () () 式中 W ——天然氣中含水量， mg/m3； t ——系統 溫度， ℃ ； BA, ——與壓力有關的系數； P ——系統壓力， KPa； iiba, ——系數 ； 詳 見 （ 表 ）： 表 計算系數 系數 溫度范圍（ ℃ ） 系數 溫度范圍（ ℃ ） t ＜ ℃ ℃ ≤t ≤℃ t ＜ ℃ ℃ ≤t ≤℃ 1a 1b 2a 2b 3a 3b 141 )600( ????? ii iPbB山東建筑大學畢業設計說明書 11 4a 4b 燃氣參數匯總 如下（ 表 ）： 表 燃氣參數匯總 名 稱 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 CO CO2 N2 合計 V% 924 100 熱 值 低熱值 MJ/Nm3 高熱值 MJ/Nm3 平均密度 kg/Nm3 相對密度 kg/Nm3 華白數 MJ/Nm3 SHW L? 動力粘度 106 SPa? 運動粘度 106 SPa? 水露點 55℃ 爆炸極限V% 上限 % 下限 % CNG 汽車用氣量計算 安康 市人口密度為 230 人 /公頃，城市建成區面積為 2174 公頃。 則城市人口為 50 萬人。寧海 市目前 CNG 汽車為家庭車、出租車和公交車。 用氣量計算匯總詳見 （ 表 ）： 表 汽車用氣量計算 名 稱 百公里耗氣量 日平均行程 汽車擁有量 CNG 汽車普及率 年 用氣量 Nm3 Km 輛 % Nm3 家庭車 10 55 40000 40% 105 出租車 10 280 1200 100% 105 公交車 28 150 900 45% 105 年用氣量還應計入未預見量，它包括管網的燃氣漏損量的發展過程中未預見的供氣量。山東建筑大學畢業設計說明書 12 一般未預見量按總用氣量的 5%計算。因此， 汽車 年 總用氣量 =（ ++） 105= 105 N m3 則汽車日用氣量為： 105N m3/d 4 氣源確定 CNG 汽車市場發展前景 國內外 CNG 汽車發展狀況 國內壓縮天然氣汽車 ( CNGV) 產業經過十來年特別是近幾年的快速發展 , 已基本形集整車裝配、車輛改裝、加氣站建設、設備制造、技術標準制訂及新產品研發于 一體的產業化發展格局 , 具備較完善的天然氣汽車推廣應用政策法規及運行管理、燃氣源保障、燃氣價調控等體系 , 且形成了不同地區各具特色的發展模式。 為了緩解能源和環境壓力，世界各國汽車工業紛紛調整汽車燃料結構，研發清潔能源汽車。其中，以壓縮天然氣（ CNG）汽車為代表的天然氣汽車以其低成本、低排放、抑制溫室效應和降低對石油依賴度等優點，已經成為當前世界汽車工業的一個重要發展方向。 天然氣汽車的發展離不開政府的扶持和政策的支持，天然氣汽車發展較快的國家都制定了許多鼓勵發展天然氣汽車的優惠措施。例如，加拿大、新西蘭、 阿根廷、意大利、荷蘭、法國等國家正在積極執行汽車燃料向天然氣轉化的國家計劃，并在價格、稅收、收費標準、信貸等方面制訂了行業標準和法規。 中國的天然氣汽車產業在國家大