壓縮天然氣加氣站設備選型與運行管理分析

李建華（新疆喀什新捷能源有限公司，新疆喀什844000）

1 發展背景

目前我國汽車行業發展迅猛，城市中機動車數量的增多，尾氣排放導致大氣環境受到污染，嚴重破壞了生態環境。人們環保意識逐漸增加，加之資源條件的限制，為天然氣汽車的普及創造了條件[1]。直至2013 年已經有超過85 個國家開始普及壓縮天然氣汽車，這也為壓縮天然氣加氣站的建設奠定基礎。天然氣作為天然氣汽車的重要能源，其本身具有易燃性、易爆性的特點，做好天然氣運輸以及運行管理，可以保證天然氣的安全性。

2 壓縮天然氣加氣站設備選型

2.1 天然氣壓縮機選型

CNG生產過程中壓縮工藝占據非常重要的位置,所以選擇合適型號的壓縮機也直接關系到后期CNG生產效果。所以，下面從進口、國產壓縮機兩個方面展開選型分析：其一，進口壓縮機選型。進口壓縮機費用支出比較大，其中包括設備、土建、征地等費用，共計資金約700萬元左右。第二，國產壓縮機選型。對比進口壓縮機，國產壓縮機的費用需求較少，設備、土建、征地等費用共計650萬元左右。由此分析，針對天然氣壓縮機型號的選擇與總建站投資的差異比較明顯。針對設備費用的投入,選擇進口設備的資金高于國產設備20%左右，但是若立足于總投資這一層面，兩者之間的差異并不十分明顯[2]。所以，無論是選擇進口設備還是國產設備,必須要從整體入手展開全面評價，選擇性價比最高的方案。

2.2 脫水設備選型

CNG加氣站脫水設備主要為干燥器，將其設置在壓縮機前后兩個位置，分別起到低壓脫水、高壓脫水的效果。其中低壓脫水能夠保護壓縮機，避免在運行過程中受到腐蝕,壓縮機組內部不需要冷凝水導出系統。因為操作壓力不高,所以容器制造也沒有嚴格的要求。通常選擇硅膠-分子篩兩級脫水裝置。但是這種脫水設備的體積、脫水量相對較大，增加CNG加氣站脫水的能源消耗。高壓脫水相關設備的體積與再生氣量較小,干燥處理之后的氣體露點較低。因為天然氣在壓縮機處理之后的冷凝水排出量在總脫水量中占比達到75%左右,所以壓縮機脫水需要的設備與脫水劑較少,避免大量能源耗損的問題。這種高壓脫水采用分子篩一級脫水的方式，運行中的壓力比較高，所以容器制造工藝的使用也面臨更為樣的要求，內部必須要安裝冷凝水導出系統,使得系統內部結構更加復雜。壓縮機中天然氣沒有經過干燥處理,會導致內部一些設備受到腐蝕,從而縮短壓縮機使用期限。

鑒于此可以確定天然氣脫水裝置的有利條件：第一，如果壓縮機處在運行狀態下,機體會對冷凝水生成量造成影響,天然氣進站壓力可以消除脫水系統形成的阻力，建議選擇低壓脫水設備。這一環節需要注意，如果選擇進口壓縮機設備，那么設備運行期間不能形成冷凝水；第二，壓縮機運行期間的機體不會對冷凝水生成量造成影響,而且導出舉措可靠性高,建議采用高壓脫水設備。

3 壓縮天然氣加氣站運行管理

3.1 加強安全管理

第一，人員的安全管理。工作人員是加氣站各項生產活動的實施主體，參與到生產運營的全過程中，所以工作人員的行為直接關系到加氣站運行的安全性，開展安全管理期間也必須要對于工作人員相關的所有因素進行審核。為了避免在安全管理期間出現失誤，所有工作人員需要嚴格按照標準規范約束個人行為，做好本職工作的同時，深入落實風險管理，參與到三級教育培訓中，掌握加氣站設備操作、維護與檢查的正確方法，每次進行專業操作之前必須按照規范穿戴防護用品，掌握職業衛生防護設施的使用方法，正確識別加氣站運行管理期間可能出現的突發性問題，例如物料泄漏和設備故障等，可以在發生事故的同時參照應急救援預案規范展開救援。

第二，機械設備的安全管理。設備作為加氣站生產不可缺少的重要載體，設計、制造、維修、報廢等環節的處理必須要保證規范性，開展風險管理期間也需要滿足管理制度要求。組織所有設備操作人員參與培訓，掌握設備專業操作方法，對于一些特種設備還要有專業上崗證書才能夠進入到工作崗位中[4]。機械設備在使用一段時間過后應該及時送檢，確保設備的各項功能的正常運行。如果設備在運行期間出現故障，操作人員應該及時關停設備，檢查導致故障的原因并且及時予以解決，以免故障范圍擴大影響到壓縮天然氣加氣站的正常運行。

第三，物料的安全管理。加氣站中的物料包括天然氣、加臭劑等，針對這一類材料的儲存與加注，必須按照安全操作規范展開，期間還需要規避明火、高溫等因素的影響。同時，物料輸送環節需要重點分析周圍環境的壓力、溫度與流速，如果出現超溫超壓、流速較大等問題，會導致火災爆炸。組織關注人員培訓期間，要重點指導天然氣設備的操作方法、工作服的穿戴要領。加氣站全部設備都會運用到天然氣，所以各項作業操作環節必須嚴防天然氣泄漏，建議安裝可燃氣體探測報警儀，并且加強巡檢，從根本上預防泄漏問題。

3.2 完善維修方案與操作規范

加氣站中的機械設備具有危險性，全部投產之后需要有完善的規章制度作為運行保障，期間還需要擬定安全管與崗位責任制度。對于加氣站不同種類的設備制定對應的操作規程，所有工作進入工作崗位之前，全面接受專業培訓，了解各個設備的操作流程以及安全操作規范，避免因為操作失誤而導致事故。按照機械設備運行與檢查記錄，編制維修方案，定期組織設備的維修和維護，確保加氣站始終保持良好的運營狀態。加氣站技術部門每月組織一次巡查，監督所有站點操作的規范性，要求必須嚴格按照安全操作規程展開各項作業，機械設備是否定期檢驗、運行臺賬內容是否規范等。

3.3 定期組織加氣站突發事故演練

加氣站的相關工作具有危險性，一旦出現突發事故必須要及時處理，才能夠保證安全。為此，需要制定安全應急預案，并且在加氣站內定期組織突發事件的演練，熟練掌握突發事件的解決要領。

3.4 規范加氣站運行流程

一般天然氣加氣是在管道內部提取，或者從加氣母站運輸至加氣子站中，經過壓縮處理之后，再將天然氣運輸到車輛中。下面針對壓縮天然氣加氣站運行流程進行介紹：加氣站在壓管網內部完成取氣，并且進行過濾與計量處理后，經過緩沖罐輸入到壓縮機中，接收到天然氣的壓縮機進行加壓，直至天然氣壓力達到25MPa后輸入到后置脫水裝置中干燥處理，按照從高到低的順序在加氣站中的儲氣井組充氣，儲氣井組達到預設儲存壓力數值后壓縮機運行停止[3]。加壓處理的天然氣利用加氣機對汽車進行計量加氣，加氣的順序從低級壓力開始向高級壓力逐步過渡，期間從儲氣井組內部取氣，若高壓井組與加氣壓力規定不符，建議采用壓縮機直通管完成加氣作業。由此可見，壓縮工藝、壓縮機與脫水設備選擇的重要性。

4 結語

綜上所述，壓縮天然氣加氣站中相關設備的選擇，必須要滿足安全運行要求，避免設備操作與壓縮天然氣處理期間的安全問題，同時深入落實運行管理制度，積極采用行之有效的管理方法，提高各項作業行為的規范性，以此推動壓縮天然氣的廣泛普及。