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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(lèi)
簡(jiǎn)介
一般根據站區現場(chǎng)或附近是否有管線(xiàn)天然氣，可分為常規站、母站和子站。
常規站
常規站是建在有天然氣管線(xiàn)能過(guò)的地方，從天然氣管線(xiàn)直接取氣，進(jìn)站壓力0.4Mpa，天然氣經(jīng)過(guò)脫硫、脫水等工藝，進(jìn)入壓縮機進(jìn)行壓縮，經(jīng)過(guò)壓縮后壓力為25Mpa。然后進(jìn)入售氣機給車(chē)輛加氣。通常常規加氣量在600-1000Nm3/h（標準立方每小時(shí)）之間。
母站
母站從天然氣線(xiàn)管線(xiàn)直接取氣，進(jìn)站壓力1-1.5Mpa，經(jīng)過(guò)脫硫、脫水等工藝，進(jìn)入壓縮機壓縮，然后經(jīng)有儲氣瓶（25Mpa）的槽車(chē)運輸到子站給汽車(chē)加氣，它也兼有常規站的功能。母站多建在城市門(mén)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?chē)鷽](méi)有天然氣管線(xiàn)的地方，一般建設在城市內，以方便車(chē)輛加氣，或者建設在沒(méi)有燃氣管道敷設的鄉鎮的工業(yè)區，供給天然氣作為能源。母站利用壓縮機將天然氣加壓儲存，再由專(zhuān)用運輸車(chē)將25Mpa壓縮天然氣運往子站，子站再給CNG汽車(chē)加氣。對于工業(yè)區的子站，工藝流程簡(jiǎn)介：低壓或者中壓天然氣通過(guò)壓縮機，增壓至20-25Mpa,將其壓縮到特制的鋼瓶或管束，放到帶牽引機構的橇車(chē)上，運至子站，連接卸氣柱經(jīng)卸氣系統進(jìn)入CNG調壓設備，通過(guò)減壓橇將高壓天然氣減至用戶(hù)所需的壓力0.2-0.4Mpa后進(jìn)入輸送管網(wǎng)，供給用戶(hù)使用天然氣。
工藝流程
液壓加氣子站
CNG子站拖車(chē)到達CNG加氣子站后，通過(guò)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。系統連接完畢后啟動(dòng)液壓子站撬體或者在PLC控制系統監測到液壓系統壓力低時(shí)，高壓液壓泵開(kāi)始工作，PLC自動(dòng)控制系統會(huì )打開(kāi)一個(gè)鋼瓶的進(jìn)液閥門(mén)和出氣閥門(mén)，將高壓液體介質(zhì)注入一個(gè)鋼瓶，保證CNG子站拖車(chē)鋼瓶?jì)葰怏w壓力保持在20-22Mpa，CNG通過(guò)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加氣機給CNG燃料汽車(chē)加氣。
壓縮加氣子站
CNG子站拖車(chē)到達CNG加氣子站后，通過(guò)卸氣高壓軟管與卸氣柱相連。啟動(dòng)卸氣壓縮機，CNG經(jīng)卸氣壓縮機加壓后，通過(guò)順序控制盤(pán)進(jìn)入高、中、低壓儲氣井組，儲氣井組里的CNG可以通過(guò)加氣機給CNG燃料汽車(chē)加氣。
常規站
加氣站天然氣引自中壓天然氣管網(wǎng)，經(jīng)過(guò)濾計量后進(jìn)入干燥器，經(jīng)干燥處理后，在經(jīng)緩沖罐后進(jìn)入壓縮機加壓，通過(guò)優(yōu)先/順序控制盤(pán)為儲氣井組充裝天然氣，或直接輸送至加氣機為CNG燃料汽車(chē)加氣，也可以利用儲氣井組內的天然氣通過(guò)加氣機為CNG燃料汽車(chē)加氣。
技術(shù)說(shuō)明
簡(jiǎn)介
CNG加氣站的關(guān)鍵技術(shù)可分為壓縮系統、天然氣預處理系統、儲存系統和售氣系統、控制系統等多個(gè)系統。
天然氣壓縮系統
天然氣壓縮系統主要由壓縮機主機、進(jìn)氣緩沖罐、冷卻系統、潤滑系統等部分組成。壓縮機主機最為重要，它是加氣站的心臟，其性能好壞直接影響加氣站運行的可靠性和經(jīng)濟性。CNG加氣站一般采用排氣壓力高、排量小的往復式壓縮機。從潤滑方式分，主要有油潤滑和無(wú)油潤滑兩種，對于有油潤滑，在其最終排氣口后應安裝脫油裝置。
加氣站用壓縮機的排氣壓力一般為25MPa，有的稍高一些，達到28MPa，也有少數廠(chǎng)家的壓縮機達到32MPa，但分析表明，以排氣壓力25MPa時(shí)最為經(jīng)濟、可靠和安全。進(jìn)氣壓力范圍為0.035～9MPa，壓縮機排氣量可根據不同規模進(jìn)行選擇，范圍可為16～2000m3/h，常用排氣量為200～300m3/h。
天然氣預處理系統(含凈化和調壓控制)
進(jìn)入加氣站的天然氣在壓縮前或壓縮后必須經(jīng)過(guò)凈化和干燥處理，即要經(jīng)過(guò)脫硫、脫烴和脫水過(guò)程。脫硫是指脫除天然氣中的硫化氫等酸性氣體，以防止設備管線(xiàn)腐蝕和鋼質(zhì)氣瓶發(fā)生“氫脆現象”。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(guò)程中供氣系統出現冰堵。
天然氣脫水是預處理過(guò)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(wèn)題，因其結構緊湊、脫水效果好，是比較好的脫水方案。
天然氣經(jīng)過(guò)凈化干燥處理后必須達到車(chē)用天然氣標準方可充入加氣站的儲氣瓶、直接售氣或給CNG汽車(chē)氣瓶加氣。我國已經(jīng)制定了“車(chē)用壓縮天然氣’’國家標準(GB 18047—2000)。該標準對車(chē)用CNG的含硫量和含水量做出了非常嚴格的限制規定，要求硫化氫含量小于15mg/m3，水露點(diǎn)低于最高操作壓力下最低環(huán)境溫度5℃。
控制系統
控制系統的功能是控制加氣站設備的正常運轉和對有關(guān)設備的運行參數進(jìn)行監控并在設備發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)報警或停機。國外加氣設備的控制系統多采用PLC(可編程邏輯控制器)，這種方式可靠性高，能實(shí)現設備的全自動(dòng)化操作，也可遠傳到值班室實(shí)現無(wú)人看守，減輕操作工的勞動(dòng)強度。
儲存和售氣系統
CNG加氣站技術(shù)系統示意圖
加氣機
1、加氣系統：快充式和慢充式
慢充是指汽車(chē)在一段時(shí)間很長(cháng)的停放時(shí)間（例如過(guò)夜或兩個(gè)車(chē)次之間）內加氣，壓縮機在這期間給所有的汽車(chē)同時(shí)加氣，不采用儲氣裝置和順序充氣控制裝置。投資小，不需要設置儲氣裝置，而起壓縮機的排放量也可以小得多。
2、加氣機的類(lèi)型：快充加氣機和加氣柱
快充加氣機包括計量?jì)x表、順序取氣控制單元、顯示單元、溫度補償單元和整套連接軟件（軟管、脫開(kāi)裝置和加氣槍?zhuān)?/span>
加氣柱的兩種功能：
（1）不需要進(jìn)行計算和順序取氣，它可以作為標準快充式加氣機的廉價(jià)代用品。
（2）它還可以適用于每輛汽車(chē)都需要有自己的加氣點(diǎn)的慢充系統。
儲氣裝置
（1）DOT儲氣瓶組
設計壓力25MPa，一般不作為地面存儲，DOT沒(méi)有制定地面應用標準的權限；不允許有排污口，初期投資低，運行維修成本高，每3年必須把單元拆開(kāi)，對每只瓶子進(jìn)行水壓實(shí)驗。場(chǎng)地面積在50平米以上。屬于松散結構，沒(méi)有結構整體性，容器多，接頭多，存在泄漏危險且管線(xiàn)尺寸小，流動(dòng)阻力大。
（2）ASME容器單元
設計壓力27.6MPa，容器壁厚比同等DOT瓶壁厚高出39%，通常作為地面儲存。ASME允許容器上有排污口；初期投資高，運行和維修成本低，除一般的外部和內部直觀(guān)檢查外，不需再檢測；場(chǎng)地要求5~7m2，堅固，整體結構能更好的承受沖擊載荷及地震波動(dòng)；其容器數量少，接頭少，管線(xiàn)尺寸大，流動(dòng)阻力較小。
（3）地下儲氣井
設計壓力為25MPa，儲氣井的深度一般為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(guò)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，但據四川石油管理局提供的資料表明該儲氣井至少可以使用25年以上，并可以節省檢驗維修費，安全可靠性好。其缺點(diǎn)是耐壓試驗無(wú)法檢驗強度和密封性，制造缺陷也不能及時(shí)發(fā)現，排污不徹底，容易對套管造成應力腐蝕。
注意事項
1、天然氣是易燃易爆物品，嚴禁煙火及使用無(wú)線(xiàn)電器（手機等）。
2、CNG站是危險場(chǎng)所，閑人免進(jìn)；非工作人員嚴禁操作；嚴禁串崗。
3、嚴禁超壓，氣瓶充裝壓力不大于20MPa；設備不能超溫、超壓，加氣站最高工作壓力不大于25MPa。
5、加氣車(chē)輛要具備加氣的條件，即電器關(guān)閉，車(chē)上無(wú)人，裝置合格。
7、電工作業(yè)必須兩人，一人操作一人監督。
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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