C N G加氣母站工藝系統(tǒng)分析及設(shè)備選型研究

張 澤

（中國石油工程建設(shè)有限公司，河北任丘 62550）

C N G加氣母站工藝系統(tǒng)分析及設(shè)備選型研究

張 澤

（中國石油工程建設(shè)有限公司，河北任丘 62550）

闡述了壓縮天然氣（CNG）汽車加氣母站工藝設(shè)計方案的確定原則，介紹了CNG 加氣母站必備的各系統(tǒng)的構(gòu)成及其功能，在技術(shù)與經(jīng)濟兩個方面對CNG加氣母站脫水系統(tǒng)、壓縮系統(tǒng)、儲氣系統(tǒng)、加氣系統(tǒng)進行工藝系統(tǒng)分析與設(shè)備選型研究。

CNG；加氣母站；脫水系統(tǒng)；壓縮系統(tǒng)；儲氣系統(tǒng)；加氣系統(tǒng)

1 緒論

1.1 課題研究意義

隨著天然氣工業(yè)的迅速發(fā)展和人們對城市環(huán)境保護的加強，各國越來越重視天然氣這種新能源，認為其代替汽油和柴油作為汽車燃料可有效降低尾氣污染物的排放。推廣天然氣汽車是解決城市大氣污染，特別是汽車尾氣污染問題的有效方式。天然氣作為汽車燃料具有環(huán)保性、安全性、經(jīng)濟性。建設(shè)壓縮天然氣加氣站，搞好安全生產(chǎn)，提高經(jīng)濟效益是非常重要的，因為這關(guān)系到壓縮天然氣加氣站的發(fā)展。壓縮天然氣加氣站設(shè)備的選擇需要充分考慮技術(shù)和經(jīng)濟兩方面，經(jīng)濟性方面主要結(jié)合加氣站建設(shè)涉及到的投資進行分析，進站計量裝置、過濾穩(wěn)壓裝置、脫水裝置、壓縮機、加氣設(shè)備等對投資方面有較大的影響，所以對以上系統(tǒng)的研究非常必要；而在技術(shù)方面，主要是對加氣站系統(tǒng)及系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的優(yōu)化，保證加氣設(shè)備安全、可靠的運行，產(chǎn)生較大的經(jīng)濟效益。

2 CNG加氣站工藝系統(tǒng)及設(shè)備優(yōu)化研究

2.1 工藝系統(tǒng)設(shè)計

以某燃氣公司加氣母站項目為例，該站氣源來自分輸壓氣站，來氣壓力5.8～7.5MPa，管線設(shè)計壓力10.0MPa，管徑DN200。

（1）進站計量系統(tǒng)

進站計量單元設(shè)置進站緊急氣液聯(lián)動切斷閥、過濾器、超聲波流量計、限流調(diào)節(jié)閥，用于計量和控制供給母站的流量。

（2）過濾穩(wěn)壓系統(tǒng)

穩(wěn)壓裝置調(diào)壓器和上下游切斷球閥，按兩路設(shè)置，一用一備。在穩(wěn)壓橇出口設(shè)置軸流式止回閥，防止壓縮機起停波動影響計量橇計量精度。

（3）脫水系統(tǒng)

脫水裝置主要結(jié)構(gòu)采用整體橇裝雙吸附塔、半自動/全自動方式。吸附塔內(nèi)填裝優(yōu)質(zhì)分子篩，利用多孔性分子篩對水分子的強烈的親和力，除去天然氣中的水分。

（4）壓縮系統(tǒng)

天然氣以5.8～6.5MPa的壓力進入進氣緩沖罐，然后進入壓縮機按上述原理壓縮至25MPa，最后由排氣緩沖罐將高壓氣體排入高壓管線。

（5）拖車加氣系統(tǒng)

壓縮天然氣經(jīng)輸送管道進入加氣柱，依次流經(jīng)入口球閥、質(zhì)量流量計、壓力表、加氣球閥、排空球閥、高壓軟管、加氣槍頭（快速球閥），最后流入被充氣汽車儲氣罐的氣瓶。質(zhì)量流量計測出流經(jīng)加氣柱的氣體的密度、質(zhì)量等參數(shù)的物理信號由信號轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電脈沖信號傳送到電腦控制器，電腦經(jīng)自動計算得出相應(yīng)的體積（質(zhì)量）、金額并由顯示屏顯示，從而完成一次加氣計量過程。

2.2 主要工藝設(shè)備選型

以某燃氣公司加氣母站項目為例，其進站計量裝置、過濾穩(wěn)壓裝置、脫水裝置、加臭裝置、壓縮機、加氣設(shè)備等設(shè)備選型如下。

1）進站計量裝置

進站計量橇基本技術(shù)參數(shù)見下表。

?

2）過濾穩(wěn)壓系統(tǒng)

調(diào)壓器的選擇應(yīng)滿足壓縮機橇最低進氣壓力時的吸氣量。

3）脫水裝置

該工程選用雙塔吸附風(fēng)冷脫水器2臺，單臺處理量10 000m3/h。

4）壓縮機

壓縮機的配備要求：建議壓縮機和緩沖設(shè)備整體橇裝。橇內(nèi)配置：壓縮機主機、冷卻系統(tǒng)、防爆電機、潤滑系統(tǒng)、降噪箱體、泄流氣體檢測裝置、氣體回收系統(tǒng)、進氣緩沖裝置（緩沖時間不小于10s）、排氣緩沖裝置（緩沖時間不小于10s）、級間冷卻系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、除油系統(tǒng)、儀表控制系統(tǒng)、橇體照明及橇體接地裝置。

橇體控制系統(tǒng)功能：各級排氣壓力超高報警并停機；油壓偏低、超高報警并停機；進氣壓力超高及偏低報警并停機；水壓偏低報警并停機；各級排氣溫度超高報警并停機；冷卻系統(tǒng)應(yīng)設(shè)溫度報警，并停機保護；潤滑油溫度自動保護；潤滑油壓力自動保護；主電機過載報警并停機；系統(tǒng)壓力超高自動停機；氣體濃度超高報警并停機；風(fēng)機過載報警并停機；ESD緊急停機按鈕；自動排污；機組的連軸或傳動裝置應(yīng)采取安全防護措施。

5）加氣設(shè)備

加氣母站加氣設(shè)備有加氣柱、加氣機，加氣柱用于給拖車氣瓶充氣，加氣機用于給拖車車頭充氣。

加氣柱主要配置有：質(zhì)量流量計、加氣軟管、超壓保護裝置、高壓控制閥和其他閥件，拉斷保護裝置，壓力傳感器，非定量加氣和預(yù)置定量加氣功能，入口球閥，數(shù)據(jù)斷電保護與延長顯示，加氣過程壓力、氣量、加氣金額及單價顯示系統(tǒng)，手動緊急切斷閥，排氣系統(tǒng)。

3 總結(jié)

CNG加氣站設(shè)備不僅要求各主要設(shè)備流量及壓力滿足設(shè)計要求，還應(yīng)根據(jù)項目實際情況，合理選擇設(shè)備的運行時間，根據(jù)工藝流程特點，對設(shè)備結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化篩選，并且工藝專業(yè)要綜合考慮建筑、結(jié)構(gòu)、消防、總圖等輔助專業(yè)設(shè)計要求，保證加氣站能夠安全、平穩(wěn)、經(jīng)濟的運行。

Study on Process System and Equipment Selection of Cng Aerated

Zhang Ze

This paper describes the principle of determining the design scheme of CNG gas-fueled master station，introduces the constitution and function of each system of CNG aeronautical master station，and gasifies CNG in both technical and economic aspects System analysis and equipment selection of the dewatering system，the compression system，the gas storage system and the filling system of the master station.

CNG；aerated master station；dewatering system；compression system；gas storage system； filling system

TE868

A

1003–6490（2017）10–0102–02

2017–07–04

張澤（1990—），男，內(nèi)蒙古赤峰人，助理工程師，主要從事設(shè)計工作。