CNG加氣站能耗分析與節能途徑研究

閆文強

摘要：聯系企業加氣站的具體情況，對CNG加氣站當中的壓縮系統、儲氣裝置以及脫水裝置等部分存在的能耗問題展開分析和優化工作，同時獲得一部分實際效用，對CNG這一領域開展的節能降耗工作能夠提供一部分參考作用。

關鍵詞：CNG加氣站；能耗分析；節能途徑；研究

隨著車用天然氣市場競爭的加劇，節能降耗已成為成本控制、精細化管理的重要環節，同時近年來國家將節能降耗和污染減排作為約束性指標，所以節能降耗工作對CNG行業健康、可持續發展具有著重要意義。

一、能耗構成

（一）生產能耗

加氣站當中存在的生產能耗，大部分是生產制作工藝環節的用能、協助生產系統部分的用能，其采用的能源大多數是電力能源、天然氣和水資源，這三種能源當中，電能是其中使用量最大的能源，以常見的加氣站為例，所有的生產能耗當中，壓縮機部分占據的能耗為全部能耗的91%，另外的9%分別是由加氣機占據其中的1%，脫水裝置占據最后的8%。

（二）氣損

加氣站所有環節會使用到大量的工藝設備，因此，必然會出現氣損情況。工藝生產期間，存在的氣損問題主要有下述幾類：

1.定期排污造成的氣損問題

壓縮機組當中的進氣緩沖罐以及天然氣回收罐進行排污操作期間，普遍選擇直接將天然氣排放至大氣中。

2.壓縮機組故障現象造成的氣損問題

這一氣損問題大部分是由于壓縮機部位出現故障現象，涵蓋故障問題的檢修放空操作以及填料泄漏等情況。一些壓縮機自身的工藝設計方面，同樣要開展排污放空操作。

3.加氣機工藝造成的氣損問題

此氣損問題涵蓋了管路內部的安全閥以及加氣槍當中的回氣管。結束對汽車開展的加氣工作以后，雖然售氣機當中的電磁閥、汽車當中的氣瓶閥門全部處于關閉狀態。

4.罐體部位安全閥出現泄漏事故造成的氣損問題

CNG常見站當中的進氣緩沖罐、干燥塔以及天然氣回收罐等這些壓力容器上配備的安全閥，具備具體安裝區域高、通徑尺寸大以及工作環節氣體壓力出現的波動情況嚴重這些不方便開展巡檢工作的特點，壓力出現波動現象導致安全閥發出對應動作以后，若是安全閥并未全部復位，會導致天然氣出現泄漏問題，可是，由于安全閥自身的通徑尺寸大、安裝區域高，因此，極難被工作人員發現，最終發生氣損問題[1]。

二、生產過程能耗分析

（一）壓縮系統。可以將壓縮機視作為加氣站當中的心臟，它同時也是能耗問題的一個重要過程環節。可是，其缺陷是級間冷卻效果不佳，不能實現下級進氣時提出的溫度標準，導致水露點不達標等大量問題。目前，所有機型當中的級間換熱器全部存在漏洞，換熱實際區間以及冷卻水環節的流量不合理，與我國CNG具體工作情況的要求不一致。因此，要深入研究和優化冷卻這一情況，減小能耗問題。現在，壓縮機存在的能耗問題有下述幾類：

1.不斷開啟壓縮機；2.壓縮機當中天然氣充裝工藝、級間位置的壓縮量和冷卻溫度等這些參數；3.晝夜需求存在很大不同，導致加氣站設備自身的負荷率出現很大轉變；4.若是電機自身功率偏小，不能對無功功率進行補償，會造成能源出現大量浪費現象，用電裝置出現重大損耗問題，導致加氣站出現經濟損失[2]。

（二）脫水系統

這部分能耗是由于設備自身存在的脫水負荷產生變化，二者為正比例關系。現在主要存在下述幾方面問題：

1.大量使用再生氣；2.再生氣進行加熱的時長與溫度不科學； 3.再生氣頻率大等，另外，水露點不達標等情況，導致節能降耗這一目的不能實現。

（三）充裝工藝系統

目前，CNG加氣站當中存在儲氣設備不大，加氣過程中耗費大等現象，要對加氣站實施節能分析，讓其工作過程更為經濟高效。

三、節能途徑研究

（一）整改部件

在對CNG加氣站當中使用的部件進行優化整改期間，涉及到三方面內容，其重要為：

1.對冷卻器進行優化改造；2.對國際上領先的氣閥結構進行使用；3.在CNG加氣站當中加入變頻器。

（二）設備選型節能

在不對天然氣出現的衰減等問題進行考慮的基礎上，以設計以及建設施工環節為依據，對于CNG加氣站當中使用的壓縮機進行選型時，給出的節能參考意見是有兩項，具體為：

1.使用的CNG壓縮機要可以應對進站天然氣管網壓力出現的轉變，涵蓋一天之中由于城市當中居民實際用氣導致的壓力轉變情況，同時還涵蓋了由于管道優化升壓以及天然氣出現衰減降壓的現象；2.對CNG壓縮機的具體規格以及型號進行確認，不只要達成建站期間的具體加氣性能，同時要對后期的增容需求進行考慮。擴容以后，CNG壓縮機實際數量加多，要保證其規格以及型號不變[2]。

（三）優化壓縮機

在對CNG壓縮機進行改良設置期間，可以通過下述兩個方式達成：

1.經過讓所有等級冷卻器的實際冷卻效果得到提升，讓壓縮缸當中的進氣溫度減小；2.讓所有等級分離器的實際分離效果得到提升，讓壓縮缸當中進氣環節的含液率減小。

（四）改進脫水工藝

對脫水工藝進行優化期間，能夠使用下述幾種方式：

1.在對脫水設備進行節能降耗優化設置時，讓進入到干燥器當中的天然氣溫度減小，能夠發揮出十分重要的作用；2.嚴格對壓縮機當中的排氣溫度進行控制，不可以超過 45 ℃；3.嚴格控制壓縮機當中的潤滑油數量，一定要與實際情況一致；4.對再生氣壓力進行控制；5.再生溫度當中的控制參數科學，讓再生溫度達到200℃～220℃相對科學[4]。

通過上述幾方面的優化改造，就能夠讓CNG加氣站達到節能減耗這一目的。

四、結束語

本文聯系CNG加氣站實際開展工作期間的具體清理，對其相關的節能問題實施了優化改良嘗試，并為企業獲得了一部分經濟成果，為CNG這一領域還有CNG加氣站自身在節能降耗方面工作的開展，提供了一定的參考作用。

參考文獻：

[1]王志民.探究CNG加氣站能耗分析與節能途徑[J].自然科學：文摘版：00063-00063.

[2]張健，李克強，徐潘，etal.CNG站脫水裝置節能監測方法探討[J].石油石化節能，2013（9）：1-2.

[3]田紅麗，劉少華，胡羅平，etal.CNG加氣站能耗分析與節能途徑研究[J].商品與質量，2016（46）.

[4]鮑忠慶，劉霞，付艷萍.聯合站系統節能降耗途徑分析與探討[J].中國化工貿易，2015（2）.

（作者單位：新疆新捷燃氣有限責任公司）