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CNG加氣站
提供燃料的場(chǎng)所之一
基本信息
| 中文名 | CNG加氣站 |
| 屬性 | 提供燃料的場(chǎng)所 |
| CNG | 主要以甲烷，同時(shí)含有少量丙烷 |
| 具有較高 | 的辛烷值和熱值 |
基本概念
分類
簡(jiǎn)介
一般根據(jù)站區(qū)現(xiàn)場(chǎng)或附近是否有管線天然氣，可分為常規(guī)站、母站和子站。
常規(guī)站
常規(guī)站是建在有天然氣管線能過的地方，從天然氣管線直接取氣，進(jìn)站壓力0.4Mpa，天然氣經(jīng)過脫硫、脫水等工藝，進(jìn)入壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮，經(jīng)過壓縮后壓力為25Mpa。然后進(jìn)入售氣機(jī)給車輛加氣。通常常規(guī)加氣量在600-1000Nm3/h（標(biāo)準(zhǔn)立方每小時(shí)）之間。
母站
母站從天然氣線管線直接取氣，進(jìn)站壓力1-1.5Mpa，經(jīng)過脫硫、脫水等工藝，進(jìn)入壓縮機(jī)壓縮，然后經(jīng)有儲(chǔ)氣瓶（25Mpa）的槽車運(yùn)輸?shù)阶诱窘o汽車加氣，它也兼有常規(guī)站的功能。母站多建在城市門站附近，母站的加氣量在2500-4000Nm3/h之間。
子站
子站是建在加氣站周圍沒有天然氣管線的地方，一般建設(shè)在城市內(nèi)，以方便車輛加氣，或者建設(shè)在沒有燃?xì)夤艿婪笤O(shè)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)的工業(yè)區(qū)，供給天然氣作為能源。母站利用壓縮機(jī)將天然氣加壓儲(chǔ)存，再由專用運(yùn)輸車將25Mpa壓縮天然氣運(yùn)往子站，子站再給CNG汽車加氣。對(duì)于工業(yè)區(qū)的子站，工藝流程簡(jiǎn)介：低壓或者中壓天然氣通過壓縮機(jī)，增壓至20-25Mpa,將其壓縮到特制的鋼瓶或管束，放到帶牽引機(jī)構(gòu)的橇車上，運(yùn)至子站，連接卸氣柱經(jīng)卸氣系統(tǒng)進(jìn)入CNG調(diào)壓設(shè)備，通過減壓橇將高壓天然氣減至用戶所需的壓力0.2-0.4Mpa后進(jìn)入輸送管網(wǎng)，供給用戶使用天然氣。
工藝流程
液壓加氣子站
CNG子站拖車到達(dá)CNG加氣子站后，通過快裝接頭將高壓進(jìn)液軟管、高壓回液軟管、控制氣管束、CNG高壓出氣軟管與液壓子站橇體連接。系統(tǒng)連接完畢后啟動(dòng)液壓子站撬體或者在PLC控制系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到液壓系統(tǒng)壓力低時(shí)，高壓液壓泵開始工作，PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)打開一個(gè)鋼瓶的進(jìn)液閥門和出氣閥門，將高壓液體介質(zhì)注入一個(gè)鋼瓶，保證CNG子站拖車鋼瓶內(nèi)氣體壓力保持在20-22Mpa，CNG通過鋼瓶出氣口經(jīng)CNG高壓出氣軟管進(jìn)入子站撬體緩沖罐后，經(jīng)高壓管輸送至CNG加氣機(jī)給CNG燃料汽車加氣。
壓縮加氣子站
CNG子站拖車到達(dá)CNG加氣子站后，通過卸氣高壓軟管與卸氣柱相連。啟動(dòng)卸氣壓縮機(jī)，CNG經(jīng)卸氣壓縮機(jī)加壓后，通過順序控制盤進(jìn)入高、中、低壓儲(chǔ)氣井組，儲(chǔ)氣井組里的CNG可以通過加氣機(jī)給CNG燃料汽車加氣。
常規(guī)站
加氣站天然氣引自中壓天然氣管網(wǎng)，經(jīng)過濾計(jì)量后進(jìn)入干燥器，經(jīng)干燥處理后，在經(jīng)緩沖罐后進(jìn)入壓縮機(jī)加壓，通過優(yōu)先/順序控制盤為儲(chǔ)氣井組充裝天然氣，或直接輸送至加氣機(jī)為CNG燃料汽車加氣，也可以利用儲(chǔ)氣井組內(nèi)的天然氣通過加氣機(jī)為CNG燃料汽車加氣。
技術(shù)說明
簡(jiǎn)介
CNG加氣站的關(guān)鍵技術(shù)可分為壓縮系統(tǒng)、天然氣預(yù)處理系統(tǒng)、儲(chǔ)存系統(tǒng)和售氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等多個(gè)系統(tǒng)。
天然氣壓縮系統(tǒng)
天然氣壓縮系統(tǒng)主要由壓縮機(jī)主機(jī)、進(jìn)氣緩沖罐、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)等部分組成。壓縮機(jī)主機(jī)最為重要，它是加氣站的心臟，其性能好壞直接影響加氣站運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。CNG加氣站一般采用排氣壓力高、排量小的往復(fù)式壓縮機(jī)。從潤滑方式分，主要有油潤滑和無油潤滑兩種，對(duì)于有油潤滑，在其最終排氣口后應(yīng)安裝脫油裝置。
加氣站用壓縮機(jī)的排氣壓力一般為25MPa，有的稍高一些，達(dá)到28MPa，也有少數(shù)廠家的壓縮機(jī)達(dá)到32MPa，但分析表明，以排氣壓力25MPa時(shí)最為經(jīng)濟(jì)、可靠和安全。進(jìn)氣壓力范圍為0.035～9MPa，壓縮機(jī)排氣量可根據(jù)不同規(guī)模進(jìn)行選擇，范圍可為16～2000m3/h，常用排氣量為200～300m3/h。
天然氣預(yù)處理系統(tǒng)(含凈化和調(diào)壓控制)
進(jìn)入加氣站的天然氣在壓縮前或壓縮后必須經(jīng)過凈化和干燥處理，即要經(jīng)過脫硫、脫烴和脫水過程。脫硫是指脫除天然氣中的硫化氫等酸性氣體，以防止設(shè)備管線腐蝕和鋼質(zhì)氣瓶發(fā)生“氫脆現(xiàn)象”。脫烴是指脫除天然氣中的輕烴，使乙烷和重烷含量小于3%，以防止發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火燃燒不正常。脫水是指脫除天然氣中的水分，以防止CNG在減壓膨脹降溫過程中供氣系統(tǒng)出現(xiàn)冰堵。
天然氣脫水是預(yù)處理過程中最關(guān)鍵的一環(huán)，CNG加氣站通常選用雙塔式干燥器脫水，按脫水裝置在站中的位置可分為低壓、中壓和高壓脫水3種方式。高壓脫水法若能在配件、閥件質(zhì)量方面解決好相關(guān)技術(shù)工藝問題，因其結(jié)構(gòu)緊湊、脫水效果好，是比較好的脫水方案。
控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)的功能是控制加氣站設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和對(duì)有關(guān)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控并在設(shè)備發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)報(bào)警或停機(jī)。國外加氣設(shè)備的控制系統(tǒng)多采用PLC(可編程邏輯控制器)，這種方式可靠性高，能實(shí)現(xiàn)設(shè)備的全自動(dòng)化操作，也可遠(yuǎn)傳到值班室實(shí)現(xiàn)無人看守，減輕操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度。
儲(chǔ)存和售氣系統(tǒng)
CNG加氣站技術(shù)系統(tǒng)示意圖
加氣機(jī)
1、加氣系統(tǒng)：快充式和慢充式
慢充是指汽車在一段時(shí)間很長的停放時(shí)間（例如過夜或兩個(gè)車次之間）內(nèi)加氣，壓縮機(jī)在這期間給所有的汽車同時(shí)加氣，不采用儲(chǔ)氣裝置和順序充氣控制裝置。投資小，不需要設(shè)置儲(chǔ)氣裝置，而起壓縮機(jī)的排放量也可以小得多。
2、加氣機(jī)的類型：快充加氣機(jī)和加氣柱
快充加氣機(jī)包括計(jì)量儀表、順序取氣控制單元、顯示單元、溫度補(bǔ)償單元和整套連接軟件（軟管、脫開裝置和加氣槍）。
加氣柱的兩種功能：
（1）不需要進(jìn)行計(jì)算和順序取氣，它可以作為標(biāo)準(zhǔn)快充式加氣機(jī)的廉價(jià)代用品。
（2）它還可以適用于每輛汽車都需要有自己的加氣點(diǎn)的慢充系統(tǒng)。
儲(chǔ)氣裝置
（1）DOT儲(chǔ)氣瓶組
設(shè)計(jì)壓力25MPa，一般不作為地面存儲(chǔ)，DOT沒有制定地面應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的權(quán)限；不允許有排污口，初期投資低，運(yùn)行維修成本高，每3年必須把單元拆開，對(duì)每只瓶子進(jìn)行水壓實(shí)驗(yàn)。場(chǎng)地面積在50平米以上。屬于松散結(jié)構(gòu)，沒有結(jié)構(gòu)整體性，容器多，接頭多，存在泄漏危險(xiǎn)且管線尺寸小，流動(dòng)阻力大。
（2）ASME容器單元
設(shè)計(jì)壓力27.6MPa，容器壁厚比同等DOT瓶壁厚高出39%，通常作為地面儲(chǔ)存。ASME允許容器上有排污口；初期投資高，運(yùn)行和維修成本低，除一般的外部和內(nèi)部直觀檢查外，不需再檢測(cè)；場(chǎng)地要求5~7m2，堅(jiān)固，整體結(jié)構(gòu)能更好的承受沖擊載荷及地震波動(dòng)；其容器數(shù)量少，接頭少，管線尺寸大，流動(dòng)阻力較小。
（3）地下儲(chǔ)氣井
設(shè)計(jì)壓力為25MPa，儲(chǔ)氣井的深度一般為100米。它由十幾根石油鉆井工業(yè)中常用的7英寸套管通過管端的扁梯形螺紋連接而成。其占地面積很小，有利于站場(chǎng)平面布置；雖然初期投資較大，但據(jù)四川石油管理局提供的資料表明該儲(chǔ)氣井至少可以使用25年以上，并可以節(jié)省檢驗(yàn)維修費(fèi)，安全可靠性好。其缺點(diǎn)是耐壓試驗(yàn)無法檢驗(yàn)強(qiáng)度和密封性，制造缺陷也不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，排污不徹底，容易對(duì)套管造成應(yīng)力腐蝕。
注意事項(xiàng)
1、天然氣是易燃易爆物品，嚴(yán)禁煙火及使用無線電器（手機(jī)等）。
2、CNG站是危險(xiǎn)場(chǎng)所，閑人免進(jìn)；非工作人員嚴(yán)禁操作；嚴(yán)禁串崗。
3、嚴(yán)禁超壓，氣瓶充裝壓力不大于20MPa；設(shè)備不能超溫、超壓，加氣站最高工作壓力不大于25MPa。
5、加氣車輛要具備加氣的條件，即電器關(guān)閉，車上無人，裝置合格。
7、電工作業(yè)必須兩人，一人操作一人監(jiān)督。
參考資料
[1]
天然氣加氣站流程 · 公司[引用日期2021-07-09]
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