CNG瓶組供氣站的設計

摘 要:從氣源方案、設計、運行方面分析了城市周邊地區采用壓縮天然氣(以下簡稱CNG)瓶組供氣站臨時供氣的可行性。CNG瓶組供氣站適宜作為暫時無燃氣管道的區域臨時供氣的過渡氣源，隨著將來城市發展燃氣管網敷設至該區域，此站可改造為管輸供氣站，實現城市周邊地區燃氣供應的滾動式發展。

關鍵詞:CNG瓶組 臨時供氣 氣源方案 設計 運行

中圖分類號:F17C文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2012)06(c)-0068-01

1 氣源方案

1.1 工程概況

沈陽桃仙國際機場T2航站樓位于沈陽市東陵區桃仙鄉，距沈陽市中心20公里。由于2011年航站樓內食堂需用燃氣。擬在機場區內建設非管輸臨時供氣站，區內低壓燃氣管道成枝狀布置，沿路網延伸至區內各用戶。待將來管道天然氣到達本區域時，將臨時供氣站改為中一低壓調壓站，從市政中壓管道燃氣管道進站，出站后低壓管道無需改動，即可完成非管輸供氣到管輸供氣的轉換。

1.2 氣源方案

氣源方案要從氣源價格、距離、供氣規劃、用氣規模等方面根據實際條件來選擇[4]。根據沈陽市燃氣供應的具體情況，沈陽燃氣有限公司CNG加氣站已建成投產。CNG儲氣瓶組或CNG槽車可由該站進行充裝，該站與桃仙國際機場距離約40公里，可以采用專用車輛進行運輸。而LNG氣源需要從新疆、內蒙等地采購并長途運輸至現場，遇到惡劣天氣不能保證氣源穩定供應。從經濟方面衡量，每立方米氣購氣價格CNG要比LNG低2元左右，冬季由于運力和供求關系緊張，價差更大。因此選擇CNG供氣方案。

2 設計方案

2.1 設計規模及儲氣方案

根據建設方提供的最大日用氣量為300Nm3，用氣設備日平均工作時間按3h計，則最大小時用氣量為100Nm3/h，本設計最大小時流量按200Nm3/h計。輸送CNG的容器主要有高壓氣瓶車和CNG瓶組。采用高壓氣瓶車，換瓶周期約15天，購置和租用費用都很高;如采用CNG瓶組，按最大儲氣總容積計算換瓶周期約3天，且CNG瓶組購置費用低，又能滿足供氣需要，更符合臨時站的供氣要求。因此選用CNG瓶組儲氣。

1.2 工藝流程

CNG瓶組在加氣站進行充裝，用專用運輸車運至用戶供氣站，CNG瓶組卸車后用高壓軟管將CNG瓶組與減壓裝置連接。經入口球閥、過濾器、緊急切斷閥進入一級換熱器，加熱后的CNG進入一級調壓器減壓，二級換熱器、二級調壓器，三級調壓器后將壓力調至低壓管網運行壓力，經計量、加臭后進入低壓管網。

1.3 主要設備選型

該CNG瓶組站占地面積約120m2，四周設2.2m高的實體圍墻，站內橇塊均露天設置。站外18m外設總控制室。站內設備包括CNG鋼瓶組、高壓軟管、減壓計量橇、加臭裝置幾個部分。每個橇上均配置壓力現場顯示儀表、溫度計、溫度傳感器以及壓力變送器，所有現場儀表的接線都將信號傳輸到總控制室，對運行狀況進行監控。

1.3.1 CNG瓶組

本工程選用容積為320Nm3的CNG瓶組3組，儲氣總容積為960Nm3。

1.3.2 高壓軟管

CNG瓶組與減壓計量橇的的連接使用一種插入式快裝連接器和CNG專用高壓膠管，結構簡單，操作方便，通過卡套的拉壓完成接頭的快速連接。

1.3.3 減壓計量橇

減壓系統是CNG城鎮燃氣供應系統中關鍵設備，本工程采用整體減壓計量橇，供氣能力為200Nm3/h，采用兩級換熱、三級減壓;一級調壓后壓力為1.2MPa，二級調壓后壓力為0.2MPa，三級調壓后壓力為2.5kPa。整套系統為主路、副路(一開一備)形式，當供氣能力降低時，主、副路同時開啟，以保證供氣能力的要求。換熱器采用電加熱水浴式換熱器。計量選用渦輪流量計，最大流量300m3/h，精度等級為1.5級。

1.3.4 加臭裝置

燃氣加臭裝置選用國產加臭機，加臭劑注入量隨流量信號調節。

1.4 安全設計

1.4.1 緊急切斷閥

本套系統一級調壓前采用獨立的緊急切斷閥，除滿足壓力超壓切斷的功能外，熱水以及天然氣的溫度過低也會切斷氣源，保護系統的安全性。

1.4.2 安全放散閥

減壓裝置每級調壓器后設置超壓安全放散閥，當緊急切斷閥出現故障，壓力超過放散閥的設定值時，放散閥將自動開啟，保護管路的正常運行。

3 運行說明

經過幾個月的實際運行，能夠滿足用戶的用氣要求，安全可靠。能夠保證及時換瓶。同時對運行中發現的問題和注意事項進行說明。

3.1 減壓器引壓管凍堵

實際運行中多次出現一級調壓器引壓管凍堵導致調壓器不能工作的情況，特別是冬季時發生較多。此時需要將供氣轉移到備用路，對主路進行維修處理。分析是管路中存在的水而引起的，由于減壓后的節流效應溫度下降至0℃以下發生凍堵。采取措施有整套工藝系統初次使用時應進行干燥;進口設過濾器;減壓裝置應設備用。同時為了使備用路隨時投入，電加熱換熱器應進行熱備，因此設計電路功率時應考慮主副兩路電加熱換熱器同時工作的情況。

3.2 CNG瓶組的裝卸

目前CNG瓶組運至用戶供氣站后用防爆叉車進行裝卸車，很不方便。如能夠采用可移動牽引的的CNG瓶組拖車，由車頭將充裝后CNG瓶組牽引用戶供氣站后，將現場空的CNG瓶組再牽引回加氣站進行充裝。避免了頻繁的裝卸，又節省了防爆叉車的投資。問題是可移動牽引的CNG瓶組拖車上路需要交通管理部門的審批，難度較大。

4 結論

作為城市天然氣管網建設前的臨時過渡氣源，CNG瓶組供氣站具有一定的優勢。同時在設計CNG瓶組供氣站時，應根據建設單位提供的用氣量、供氣站距加氣站的距離、交通狀況等因素，合理選擇氣源方案，以保證氣源穩定、安全、可靠。

參考文獻

[1] 曹暉，楊志明，楊驊，等.CNG減壓站在城鎮燃氣供應的典型應用[J].煤氣與熱力，2009，29(5):53～56

[2] 鄭海燕，付吉國，楊俊杰.壓縮天然氣技術在城鎮供氣的應用[J].煤氣與熱力，2003，23(2):92～94.