CNG加氣母站若干安全問題探討

王俊志

(中國石化天然氣榆濟管道分公司，山東 青島266000)

CNG 加氣母站是專門為加氣子站槽車加注壓縮天然氣的集接收、凈化、調壓、計量、脫水、壓縮、儲存、轉運天然氣于一身的大型城市天然氣運用基礎措施。加氣母站一般工藝流程為：壓縮天然氣進站后，先經過過濾、調壓、計量后進入緩沖罐，再進入前置脫水裝置進行深度脫水，脫水后的天然氣進入壓縮機，增壓后達到20MPa，再經過加氣柱進入槽車。

1 過濾計量調壓區安全探討

1.1 調壓計量管路的節流效應

目前加氣母站因壓縮機進口壓力要求，需設置調壓閥將入口壓力調壓到壓縮機入口所需壓力，如果壓降較大，將產生節流效應，在冬季環境溫度較低時，可能形成水合物，堵塞閥門或管路，影響生產。建議在調壓計量管路可能發生凍堵的部位設防爆型電伴熱，溫度低時開啟，同時加強進站氣質監控，做好過濾器的排污工作。

1.2 緊急切斷閥防火問題

加氣母站為保障事故狀況下及時切斷供氣氣源，在進站管道上設置緊急切斷閥，作為加氣母站的重要閥門之一，建議：

1）進站緊急切斷閥宜選用氣動緊急切斷閥或氣液聯動緊急切斷閥，無儀表風時，可選用電動緊急切斷閥；

2）緊急切斷閥應具有耐火功能，即選用切斷閥時要求閥門的密封應有耐火功能；

3）用于驅動和控制緊急切斷閥的電源電纜和信號電纜應選用耐火型電纜或按照耐火要求做電纜保護。

2 干燥脫水裝置區安全探討

2.1 脫水效果管理問題

加氣母站發生的安全問題多是因為水露點不合格，造成下游設備發生腐蝕、冰堵等問題，特別是露點不合格造成儲氣瓶腐蝕爆瓶、儲氣井腐蝕產生上串，沖出地面等嚴重泄漏、火災爆炸等事故。建議設置在線水露點儀進行監測，建立脫水后露點管理臺帳，對天然氣水露點進行統計分析，并定期對在線水露點檢測設施進行標定。

2.2 脫水裝置選型問題

目前，較多加氣母站選用全自動減壓排放再生脫水裝置，脫水、再生切換時，由于再生管路中羅茨風機的耐壓能力較低，需將再生塔的壓力減壓到0.01MPa 后進行再生操作，從而需要排放掉大約15 方左右的天然氣，造成環境污染和經濟損失。此外，由于采用全自動切換，如果氣動閥發生故障，可能造成高壓天然氣進入再生管路，造成再生管路超壓事故。

建議：

1）對于半自動脫水裝置，應在操作規程中特別強調脫水、再生時閥門的前后操作順序，并在現場制作操作規程指示圖，防止誤操作；

2）對于全自動脫水裝置，氣動閥在選型時建議選擇掉氣關閉型，即選用故障安全型，在氣動閥沒有氣源時處于關閉狀態，防止高壓氣體進入再生低壓管路；

3）定期校驗再生氣管路上的安全閥，做到安全閥完好可用，在發生閥門內漏或誤開啟時可以及時起跳，避免安全事故的發生；

4）對低壓脫水裝置選型時宜選用零排放再生脫水裝置，避免空氣污染和經濟損失。

2.3 低壓脫水裝置其他建議

1）床層壓降可以反映分子篩粉化的程度，建議定期對吸附塔壓降進行檢測，可將干燥塔上壓力表設置在塔的進出口管路上，以便監測干燥塔的壓降；

2）再生塔的再生管路上應設置溫度監測報警裝置，當溫度超過羅茨風機進口允許的最高溫度時即報警；

3）脫水裝置吸附、再生進出口管線不斷處于冷熱交替狀態，熱脹冷縮易導致法蘭出現泄漏，建議加強脫水裝置的法蘭泄漏管理，高溫閥門密封材料應耐低溫交替。

3 壓縮機組區安全探討

3.1 壓縮機停機高壓氣體回流問題

壓縮機停機時，如果壓縮機出口止回閥發生內漏，儲氣井的高壓氣體倒流進入壓縮機或并行的壓縮機高壓氣體倒流入壓縮機，并經過卸載排污閥進入回收罐和緩沖罐，可能造成超壓事故。建議定期對壓縮機出口及儲氣井止回閥進行檢查，停機時，關閉壓縮機出口球閥。

3.2 壓縮機溫度測量問題

目前，壓縮機各級排氣溫度的檢測點設置在氣液分離器上，只有末級設高溫聯鎖停機，無法監測各級氣閥出口處的壓縮氣體溫度，也無法在中間級溫度高時實現聯鎖報警功能。建議壓縮機的各級排氣閥出口處設置溫度檢測、報警及聯鎖，測點應盡量靠近氣缸排氣閥，各級冷卻器后設高溫聯鎖停機。

3.3 壓縮機各級安全閥定壓問題

壓縮機各級氣液分離器上設置的安全閥的定壓應滿足《壓力容器安全技術監察規程》的規定，還應滿足《汽車加油加氣站設計與施工規范》的要求。此外，《風機、壓縮機、泵安裝工程施工及驗收規范》規定“當額定壓力大于10MPa 時，安全閥的整定壓力應為額定壓力的1.05-1.1 倍”。做到安全閥定壓符合要求并定期校驗可避免壓縮機超壓事故的發生。

3.4 壓縮機各級冷卻器分離器檢測問題

壓縮機各級冷卻器、 分離器長期受到CH4、H2S、CO2、H2O、O2、Ca+、Mg+、C3等物質共同作用，還受到中高壓氣體和雜質的長期沖刷和振動，極易產生疲勞，以冷卻器為例，如果冷卻器管程發生大量泄漏，高壓氣體進入殼程，將造成殼程破裂，引發天然氣外泄，如果發生微露，高壓天然氣進入冷卻水系統，影響冷卻效果，還有可能在冷卻塔處溢出發生爆炸。建議定期對壓縮機級間冷卻器和氣液分離器進行外部檢查、內外部檢測和耐壓試驗。

3.5 氣缸潤滑油加注和潤滑油系統運行壓力問題

由于壓縮機選型問題，如果氣缸注油量超標，油過濾器發生故障或者過濾器濾芯選擇不合適，填料磨損污染潤滑油等原因將造成出口氣體含油量較大，給下游加氣柱和槽車帶來影響。如果壓縮機冷卻水系統壓力高于潤滑油系統壓力，在油冷卻器發生泄漏時，將導致水進入潤滑油系統，污染潤滑油。建議：

1）加密濾油器的排污操作，定期更換高效濾油器的濾芯，防止壓縮機出口氣體潤滑油含量高引發的各種故障；

2）潤滑油消耗量大時，建議對冷卻水潤滑油含量進行測試，潤滑油系統壓力必須大于冷卻水壓力，防止冷卻水進入潤滑油系統，對壓縮機所需潤滑的各個部件造成損壞；

3）定期檢驗潤滑油。

3.6 壓縮機采用開式冷卻水系統問題

開式冷卻水系統，水量消耗大，且冷卻水結垢也較為嚴重，對于配用循環冷卻水系統的CNG 壓縮機組來說，閉式冷卻水系統較開式冷卻水系統更為適宜，閉式冷卻水系統是指采用風冷式散熱器，使水災冷熱交換過程中不和環境空氣接觸的冷卻水循環系統。使用含有防凍液的軟化水的閉式系統，在防止水垢、金屬腐蝕等方面，有著較強的綜合優勢。建議冷卻水系統使用含有防凍液的軟化水的閉式系統，定期使用化學清洗劑進行清洗。

4 加氣區安全探討

4.1 加氣柱拉斷閥問題

加氣母站加氣區域往往存在一定的坡度，由于拉斷閥壓降大，節流大，目前大多數加氣母站沒有配備拉斷閥，加氣槽車分兩種：一種，是帶自動駐車制動聯鎖裝置；一種，是需手動啟動駐車制動聯鎖裝置。駐車制動聯鎖裝置存在失效的可能性，會導致車輛溜車拉倒加氣柱引發管線漏氣燃燒爆炸；此外，司機的誤操作也有可能導致車輛啟動拉倒加氣柱。建議加氣柱安裝壓降較小的拉斷閥避免車輛拉倒加氣柱引發漏氣。

5 結語

CNG 加氣母站較輸氣站動設備多，進出站車輛及人員頻繁，壓力高，危險性相對較大。必須在日常工作中加強安全管理，確保管理人員和操作人員嚴格按照安全操作規程對加氣母站進行管理和操作，只有這樣，才能保證加氣母站的安全運行。

［1］張華.壓縮天然氣加氣站技術的探討[J].煤氣與熱力，2005，25（6）.