石油工程建設2005年4月壓縮天然氣加氣站設計要點刁憶憶憶憶公長長長長長長公長公長長長長k長小長長長k長長長乙長長小知刁長長長長長長楊秀瑩,劉曉紅(中國石化集團中原油田勘察設計硏究院,河南濮陽457001摘要:敘述了壓縮天然氣(CNG)加氣站工藝流程和主要設備的作用及在選型、安裝等方面應注意的事項。介紹了CNG加氣站設計過程中,站址的選擇,緊急切斷閥的設置,管材、高壓閥門的選用,儀表控制,防雷、通風設計以及CNG加氣站應采取的安全技術措施關鍵詞:壓縮天然氣;工藝流程;設計;安全技術中圖分類號:TE974文獻標識碼:B文章編號:1001-206(2005)02-0046-020引言天然氣的水露點在25MPa時滿足最低環(huán)境溫度的天然氣作為一種綠色能源在21世紀已越來越要求。國內外脫水裝置生產廠家一般是根據用戶引起人們的重視,作為代替汽油的汽車清潔燃提供的氣源組分、處理氣量、工作壓力、處理后料——壓縮天然氣(CNG),不僅能大幅度降低汽天然氣水露點等要求進行設計。脫水裝置通常為車的運行費用,而且具有環(huán)境污染小,安全可靠橇裝式,分為高壓和低壓兩種,低壓脫水裝置應的特點。為此,國內各大城市紛紛努力尋求氣源,設在天然氣壓縮前,高壓脫水裝置設在天然氣壓相繼建起了一批CNG加氣站。盡管目前國內CNG縮后。加氣站設計已較成熟,但在設計過程中一些問題2.2壓縮機仍值得注意。壓縮機是CNG加氣站的核心設備,其性能好1工藝流程壞,直接影響全站的運行。根據CNG加氣站生產CNG加氣站的功能是向車輛或氣瓶拖車供壓能力不大、氣體壓力變化大的特點,CNG加氣站縮天然氣。工藝流程為:進站的天然氣,經過除般采用往復式壓縮機。目前建成的CNG加氣站塵、脫硫、脫水凈化處理后,經壓縮機增壓至25采用的壓縮機有進口和國產兩種。美國、意大利MPa,通過順序控制盤控制并分別進入高、中、低等國的產品,在各大城市的CNG加氣站中使用較壓儲氣瓶,當高、中、低壓儲氣瓶內的壓力全部多。但也有一些CNG加氣站采用了國產壓縮機達到25MPa時,壓縮機自動停機。高、中、低壓(如重慶壓縮機廠生產的L型以及風冷式壓縮機,儲氣瓶中的天然氣由售氣機控制并自動給CNG汽成都金星化工機械廠生產的ZW-1.7/3-250-JX型車加氣。當儲氣瓶的壓力接近20MPa時,壓縮機等),用戶反應良好。由于在價格上,國產壓縮機自動啟動向儲氣瓶補氣。在補氣過程中,如遇車較進口壓縮機便宜,因此設計CNG加氣站時,如輛加氣,順序控制盤自動切換,優(yōu)先向車輛加氣。建設單位沒有特殊要求,國產壓縮機完全可滿足2主要工藝設施及其設計要點技術要求,無需從國外引進由于大多數CNG加氣站氣源的H2S含量均在在壓縮機系統的設計中,應避免產生由壓縮國家現行標準、規(guī)范規(guī)定的范圍內,不需要在站機進、岀口管道引起的壓縮杋房共振。控制管道內脫硫。故目前我們設計的CNG加氣站工藝設施流速中國煤化工天然氣流速不大于主要包括:脫水裝置、壓縮機、儲氣設施、售氣20m/sCNMHG不大于5m/s)是系統、控制系統等。減小管追振動的一壩伺效增池。21脫水裝置23儲氣設施脫水裝置主要是對天然氣進行深度脫水,使目前,國內外儲氣方式有兩種:一種是地上第31卷第楊秀瑩等:壓縮天然氣加氣站設計要點儲氣瓶儲氣,另一種是地下儲氣井儲氣。兩種儲由于壓縮后的天然氣管道具有壓力高、管徑氣方式各有利弊,應根據不同地區(qū)和具體工程小的特點,管道焊接比較困難,并且每道焊縫均綜合比較,選擇一種較好的儲氣方式。兩種儲氣須射線探傷,因此設計中,高壓管道的連接應采方式的特點如下用卡套式連接方式。(1)地上儲氣瓶儲氣。其特點是易制造,投3安全技術措施資少,維修方便。目前CNG加氣站大多采用這種(1)CNG加氣站站址選擇應符合當地的城鎮(zhèn)儲氣方式。但是在設計時要做好安全防范工作,規(guī)劃、環(huán)境保護和防火安全的要求。應處理好方儲氣瓶間應通風好、防火防爆,特別是要做好夏便加氣和不影響交通的關系。季儲氣瓶的降溫工作。在具體工程設計中應優(yōu)先(2)應在遠離作業(yè)區(qū)的天然氣進站管道上設選用大容積的儲氣瓶,因為,大容積儲氣瓶具有計緊急手動截斷閥,當發(fā)生火災或其他事故時占地面積小(總儲氣量相等時),瓶閥少,管道接值班人員可立即切斷氣源,防止事故的進一步擴少,安全性能高,施工安裝簡單,檢修方便,大壓力容器年檢簡單等優(yōu)點。缺點是工程投資較高。(3)增壓前天然氣管道應選用20鋼或具有同(2)地下儲氣井儲氣。地下儲氣井是利用鉆等性能以上的無縫鋼管,增壓后的天然氣管道應井套管制作的深80~200m的地下儲氣裝置,在采用不銹鋼管(Crl8Ni9)。閥門及附件的設計壓四川、上海等地采用較多。其特點是占地面積少,力應比最大工作壓力高10%,并且不應低于安全地上管道連接簡單,但是施工制作較困難,投資閥的定壓。大,并且儲氣井的鋼材及其外防腐問題尚未解決4)在壓縮天然氣的儲存區(qū)、壓縮區(qū)、加氣旦漏氣,不易維修,且高壓氣易串入地層區(qū)應設置可燃氣體檢測器,及時檢測到泄漏的可24售氣系統燃氣體。報警器應設計在控制室等經常有人值班售氣機按加氣槍的數量分為單槍和雙搶兩種。的場所,一旦發(fā)生報警,值班人員可以立即采取在設計中,對于儲氣設施只有一組或兩組的加氣控制措施。站應選擇一線進氣或二線進氣的加氣機,從而節(jié)(5)CNG加氣站的儲氣瓶必須進行防雷接地約投資。以便降低雷擊點的電位、反擊電位和跨步電位2.5控制系統并且為了提高其接地的可靠性,接地點不應少于CNG加氣站的控制系統對于加氣站的正常運兩處行非常重要,一個自動化程度高,功能完善的控6)CNG加氣站內的儲氣瓶(儲氣井)間制系統可以極大提高加氣站的工作效率,保證加壓縮機房最好采用散開式或半敞開式廠房,以利氣站的安全運行。于可燃氣體擴散。爆炸危險區(qū)域內的房間應采取CNG加氣站的控制系統主要有電源控制、壓良好的通風措施,以防止發(fā)生中毒和爆炸事故縮機運行控制、儲氣系統的優(yōu)先控制、售氣控制4結束語隨著人民生活水平的不斷提高,對環(huán)境保護壓縮機運行控制及售氣杋的售氣控制一般分意識的增強,也隨著西氣東輸工程的投入運行別由壓縮機和售氣機廠家配套供應,國內壓縮機CNG加氣站的建設將進入我國的大中城市。我們控制系統一般包含儲氣系統的優(yōu)先充氣控制,也在CNG加氣站工程的設計中,應掌握以上所述的有的是通過順序程控盤來實現。設計要點,并積極學習和吸收國內外的先進技術2.6閥門及管道連接不斷提高CNG加氣站的設計水平。閥門是設備與管道、管道與管道連接的主要中國煤化工配件。CNG加氣站常用的閥門為球閥和截止閥。作者簡CNMHG川廣安人,高級工程對于壓縮后管道上的高壓球閥最好采用密封性能師991畢業(yè)于石油大學高好,安全可靠,由國外進口的專用高壓球閥,工等函授采油專業(yè),一直從事油氣儲運設計工作。作壓力應為25MPa。收稿日期:2004-08-19