CNG加氣站工藝系統與設備選型優化實際應用

袁紫光

（河北易高華通清潔能源有限公司，石家莊 050000）

CNG加氣站工藝系統與設備選型優化實際應用

袁紫光

（河北易高華通清潔能源有限公司，石家莊 050000）

天然氣可以作為汽車燃料，那么就會降低尾氣污染物的排放。本文針對推廣天然氣汽車的一些方式在此進行有效闡述。

CNG加氣站；工藝系統；設備；質量控制

0 引言

建設壓縮天然氣（CNG）加氣站，工藝系統與設備選型優化對于運行的經濟效益和投資有很大作用，為此，有必要對此開展研究；然后在技術層面，對加氣站系統和其內部設備的優化，采取有效措施，保障經濟運行、加氣設備操作安全、可靠，使其產生更好效益；最終選擇最優化的設備和工藝系統布置形成模塊化，減少設計、采購環節和施工周期，降低材料浪費。

1 CNG加氣站的一般構成

目前，不管國內還是國外CNG加氣站普遍分為兩類開放式結構和撬裝式結構，在國外多數發達國家的CNG加氣站大部分采用撬裝式結構類型。但是我國建成的CNG加氣站在技術水平的制約和資金缺乏的情況下，均使用開放式結構，占地面積較大，自動化程度不高，一般為半自動化操作或手動運行，安全可靠性不高，但是投資不高，這樣就很方便保養和維修，在我國取得了大量的應用。

2 加氣站技術的挖掘

2.1 系統工程技術是進行加氣站模塊化的總體布局和設計的重要環節

加氣站的工程具有系統化，一定要采用其設備配置和原理優化的工藝設計，鑒于國內目前為止沒有真正的、有經驗的設計院關注，只有根據實際已建加氣站使用效果情況完成設備和工藝系統布置的模塊化，才能真正提升加氣站的技術水平。依據供氣的汽車數量的需求、輸氣管網的壓力決定壓縮機的參數；天然氣的不同氣質情況，再加上當地環境的最低溫度，來決定脫硫和脫水干燥的工藝方法還有裝置的規格型號及結構形式；并對各個環節的氣體流速和流量、工作溫度和壓力，以及管徑、接口狀態等相關參數開始優化、核算及合理匹配；在同時要考慮系統的方便施工、安全運行和簡單維修等各種事宜。

2.2 合理選擇壓縮機

壓縮機的選擇要求性能必須優越。橇裝式CNG加氣站的壓縮機品種類型各式各樣，形式分為無油潤滑和有油潤滑：

有油潤滑壓縮機優勢：密封環的工作壽命極長，對氣缸冷卻要求很低，無故障運行的時間較長。弊端：消耗潤滑油量極大，增加分離過濾器的更換和維護，微量油是天然氣中污染源，影響著尾氣含量。

無油潤滑壓縮機優勢：潤滑要求遞減，潤滑系統的結構及其簡單，濾器更換和維護的次數減少，日常使用和維護的要求也在減少。弊端：氣缸冷卻有很高的要求，頻繁更換氣閥壽命短和密封環，設備的投資成本利用很高，運行時間無障礙很短。

本人在任中國燃氣漳州角美分公司時，在漳州角美臺商投資區角江路CNG加氣站采用了加拿大的安姆達壓縮機，進口壓縮機除了價格較高外還受限于配件供應不便，所以不提倡。

目前國內四川金星壓縮機質量不遜進口，且服務便利。2014年3月我在山西晉城沁水縣擔任項目經理的名揚煤層氣開發有限公司郭南壓縮母站改擴建采用了金星壓縮機，原站2012年也是選用2臺金星壓縮機，一直運行良好，維修維護簡單，配件易取。

2.3 配套鋪機以降低加氣站的投資、維護成本來選用國產設備。

在滿足性能的條件下選擇國內設備是第一目標，為滿足加氣站技術的要求，國內價格是很低，國產輔機例如脫水干燥設備、儲氣設備、售氣機、脫硫設備等國內生產設備的產品質量和技術水平都有所提高。

2.3.1 設備系統進行凈化

我國大部分地區進入城市管道的天然氣含硫量普遍在標準范圍控制內，不用脫硫。脫水作用，常用壓縮前干燥器低壓脫水是CNG加氣站的凈化系統。較多采取國產雙塔能自動再生的低壓前置脫水干燥器。

2.3.2 儲氣系統

CNG加氣站的儲氣系統有三種類型：儲氣罐、儲氣井、儲氣瓶。儲氣系統在關注汽車加氣量的同時，還要關注壓縮機的排氣量相似程度。如果儲氣容量較小導致壓縮機出現頻繁起動現象，損耗了其使用壽命；儲氣容量過大，還會及其浪費。為此經過科學測算合理確定儲氣系統的容積量。近年常選擇儲氣瓶組居多，如鶴壁太行路、偃師中氣綠能北環口L-CNG三級站均選擇8個水立方。

2.3.3 售后系統

CNG加氣站壓縮氣體的利用率要增加，就在氣瓶組、壓縮機和售氣機相互間使用多線加氣方式，來提高利用率。實踐中三線售氣系統是最佳匹配。鶴壁、偃師分別選擇國產鄭州格瑞克和濮陽合眾的三線雙槍CNG加氣機，使用良好。

統計資料顯示：1線利用率25%；2線45%；3線60%；4線65%；5線68%。

2.3.4 系統設計和設備選型應兼顧北方寒冷地區的特點。

冷卻系統的選擇方法：加氣站壓縮機級間和氣缸冷卻，冷卻方式的確定也嚴重影響其效益。確定風冷方式，結構較簡單維護較方便，在北方寒冷地區便少了冷卻水循環系統是因為有冬天結冰現象。夏季實際使用中冷卻效果不理想嚴重影響壓縮機運行。水冷方式特別是北方水質不好地區，以筆者在山西晉城沁水縣擔任項目經理的名揚煤層氣開發有限公司郭南壓縮母站改擴建工程的實例，1年管就結垢嚴重，早期水的處理復雜、投入高。隨著科學技術進步，水處理越來越簡單、費用也越來越低，使得水冷成為首選，一是采用傳統冷卻塔，但首先軟化水；二是采用冷卻液，封閉循環。二者可視具體條件選擇其一。在北方，寒冷地區建立機房的加氣站，里面需配暖氣設備，露天安裝的橇裝式壓縮機站要安裝取暖保溫裝置，壓縮機能夠開啟和運轉都會順利。

3 加氣站施工中控制質量的有效措施

計劃管理：在施工質量計劃制定階段，施工質量控制必須開展有管理制度，對技術方法、工作程序、量記錄方式、管理措施不、合格處理等各方面，整理出具體規定并擬成事宜文件。計劃實施的過程中，采取各種檢查，包例如專檢和自檢及互檢。通過檢查，確保按計劃嚴格執行。對質量檢查的目標值和實際值進行分析追查原因，并采取必要的措施進行補救更正，使施工質量得意掌握和受控。經過PDCA的動態循環管理，達到控制加氣站施工質量的效果。

4 結束語

CNG作為汽車燃料具有環保、安全、經濟等諸多優點，我們要開發天然氣，它是城市環保和可持續發展的需求。在大型輸氣管網的建設如此龐大的今天，城市氣化的推進，為CNG汽車加氣站的有很好的未來我們一直在努力。

［1]楊高峰.CNG加氣站設計中幾個問題的探討［J].平頂山工學院學報2007年04期.

［2]陳杰，李求進，吳宗之.100起CNG加氣站事故的統計分析及對策研究［J].中國安全生產科學技術2009年01期.

［3]張華.壓縮天然氣加氣站技術的探討［J].煤氣與熱力2005年06期.