LNG儲配站及CNG加氣站施工工藝研究

劉明明 孫殿民

新地能源工程技術有限公司 河北廊坊 065001

天然氣是一種環保性能好的汽車燃料，可以有效的減少大氣污染，因此為了更好的保護大氣環境，有必要做好LNG加氣站及CNG加氣站的設計與建設工作，強化研究相關施工工藝[1]。

1 LNG/L-CNG及其加氣站情況

1.1 LNG與L-CNG情況

LNG與L-CNG均指天然氣，其中LNG是一種液化天然氣（即天然氣通過高壓液化處理后的形態），要求必須存儲在低溫環境中；在壓縮處理天然氣時，使其處于20-40MPa的高壓狀態下就可以得到一組液化的壓縮天然氣L-CNG，實際在存儲時必須嚴格把控高壓環境，以此才能將其保存狀態維持下來。

針對這兩種不同的天然氣，存儲方式、存儲時所用到的設備都是相同的，具體存儲時要求先借助LNG罐車，運輸天然氣到指定的加氣站中，然后將其保存在LNG儲罐內。對于這兩種天然氣而言，通常會面臨不同的存儲環境，對汽車添加燃料時的中間過程存在明顯差異，LNG加氣站給汽車添加LNG時，針對那些預先保存在儲罐內的LNG，通常會借助潛液泵的力量緩緩的向汽車燃料箱中注入。值得一提的是，通常是在低壓環境下來完成整個輸送過程。

1.2 LNG/L-CNG加氣站介紹

現如今，天然氣加氣站多選擇合建，為確保合建工程的順利進行就需要認真分析這兩種加氣站。

1.2.1 LNG加氣站

基于LNG加氣站在運營時所處的環節不同，相應的所用到的設備也會存在明顯不同，基于不同場地可將設備分為兩種，即站內設備、站外設備。其中，站內設備已LNG儲罐、加氣機、潛液泵撬等為主；而站外設備主要設計運輸LNG的槽車、添加LNG的車輛。

儲罐從字面意思上理解就是存儲LNG，潛液泵撬涉及潛液泵、增壓氣化器、EAG氣化器等，在潛壓泵的作用下有助于LNG卸車、加注的順利完成。其中，EAG氣化器所具有的一項重要功能就在于：在高溫原理的幫助下來有效降低放散氣體本身的密度，這對于安全防護作用的強化至關重要。

1.2.2 L-CNG加氣站

這一加氣站在給汽車添加燃料時有必要將LNG向CNG進行轉化，相比較于LNG加氣站，期間會用到更多的設備。同時，嚴格按照一定順序，在向相應的儲氣系統中輸送CNG氣體，在這種情況下為了實現科學的調控就需要借助順序控制盤來實現，以此才能順利的完成輸送操作。在輸送、儲存CNG氣體以后，需要借助CNG加氣機來給車輛加注燃料[2]。

2 工藝設計中的相關注意事項與具體設計

2.1 選擇、安裝LNG儲罐

存儲天然氣的一個重要設備就在于LNG儲罐，為確保能夠正常的存儲天然氣就需要制定一個科學、合理的選擇與安裝方案作保障。關于LNG儲罐規格主要有兩種，即30m3、60m3，具體在選擇時必須嚴格根據相關規定，加氣站的規格不同、等級不同，其儲罐規格也會存在明顯差異；儲罐數量具有一定有限性，30m3的儲罐數量必須控制在2個以內，30m3的儲罐最多3個。值得一提的是，要求同一加氣站的儲罐規格必須保證一致，切記不能混合使用兩種容積不同的儲罐。實際在安裝儲罐時有必要站在安全角度來充分調查周圍環境，當儲罐安裝位置與加氣站以外的安全距離相符時，可以選擇臥式儲罐，安裝可以采用全地下或半地下的方式；若加氣站的規模不大，就可以采取比較靈活的儲罐安裝方式，諸如地上、全地下或半地下，除了臥式儲罐外在條件允許的情況下可以選擇立式儲罐，具體在選擇哪種安裝方式時有必要結合不同情況來定。另外，有必要按照不同地區要求對儲罐高度進行嚴格的規范。

2.2 管道設計

為正常的輸送天然氣，有必要科學、合理的設計輸氣管道。加氣管道在壓力設計過程中有必要對儲罐氣相壓力、潛液泵揚程進行充分考慮，致力于壓力標準的適當提高，防止因為壓力過大而損壞管道。由于必須在低溫環境中輸送LNG，相應的就必須確保管道內部不存在任何的水分，防止因為水分將管道凍結、阻塞，從而才能正常的輸送天然氣。另外，為了正常的輸送天然氣，通常會用到真空技術來設計管道，以此可以防止在輸送液化天然氣時因為吸收大量熱量而出現蒸發的情況，以此可以更好的節省天然氣，提高管道運行安全性。為此，具體在處理時就需要應用相應的真空技術與方式[3]。

2.3 消防安全設計

在汽車加氣站設計中的一項重要內容就在于消防設計，為充分確保人員安全就需要致力于消防設計水平的不斷提高，并營造一種相對安全的加氣站環境。第一，圍繞加氣站規模、儲罐規格，對滅火器進行科學、合理的設置，并重視相應安全標示、危險提醒告示牌的設置工作。第二，受液化天然氣自身特性的影響，在面對火災的情況下如果用水撲救，不僅無法有效的撲滅火災，而且還會導致險情的進一步加劇，因此一旦加氣站出現火災，最好使用干粉滅火劑、泡沫滅火劑，通過隔絕氧氣的方式來滅火，確保能夠有效的控制險情。在確定不存在任何明火的情況下，為了給火災現場進行降溫通常會用到消防水。

2.4 減少BOG放散量

在放散BOG的同時所產生的熱量比較多，而這些熱量的存在通常會直接威脅到加氣站的安全，而為了致力于加氣站安全性的不斷提高就需要想方設法的減少BOG放散量。第一，實際在管道設計過程中有必要合理的設置管道布局、走向，減少不必要的轉彎設計，以此可以提供一個更為暢通的管道環境來更為順利的輸送天然氣。第二，認真做好管道保冷工作，以此可以有效減少BOG所帶入的熱量，這對于營造一個良好的低溫環境十分重要，可以防止在天然氣輸送中出現溫度過高的情況。第三，針對BOG氣體散發量較多的情況，為了更好的對其進行回收利用，就可以借助相關技術方式來實現，以此有助于BOG放散量的減少，還能夠將BOG本身所具有的利用價值充分體現出來[4]。

3 工藝管線施工前的準備工作

3.1 圖紙準備

繪制工藝施工系統簡圖指導現場管工下料，圖中需要將相關內容明確的標注出來，諸如支架編號、管徑、管線等。

3.2 機具準備

鋼卷尺（12m、4把）、角尺（45cm、2把）、鋼板尺（1m、2把）、電動切割機（670w、4把）、角磨機（670w、4把）、彎管機（DN15-DN50、1臺）、四氟墊（100*100*4mm、200塊）、焊口檢驗尺（4個）、水平尺（1m，0.5m，各1個）與無油空壓機（0.8m3，1臺）[5]。

4 工藝管線施工

4.1 焊前準備

焊接之前有必要科學的評定焊接工藝，在此基礎上完成焊接作業指導書或焊接工藝卡的編制；焊工必須滿足一定資質，才能安排正式上崗，即鍋爐壓力容器焊接合格證、Ws4-11與Ws4-12合格項；所選用的直流焊接電源要求必須具備帶電頻引弧器；在準備焊絲、氬氣時要求必須嚴格按照焊接作業指導書或工藝卡進行，具體存放焊絲時要求避免造成不必要的污染，諸如油污等，要求氬氣純度必須超過99.9%；使用與進口管材相配套的焊絲開展焊接作業；使用鎢極氬弧焊的方式進行焊接；若管材壁厚不足1.5mm則需要使用Ⅰ形對接口，反之需要修磨成V型坡口（30°），鈍邊留1.0-1.5mm；正式焊接之前需要將管口20-30mm范圍以內的污染物清理干凈，還需要封死管子的兩端，將氬氣從另一端沖入，控制每分鐘的氬氣流量為6-10L，做好背面保護工作。

4.2 施工焊接

焊接之前，有必要牢固的連接地線、工件，防止彼此之間產生不必要的火花而將工件表面灼傷；口內引弧，為防止電弧將管子表面灼傷，禁止在管子表面開展這項操作；焊接時需要在確保完全焊透的情況下盡量加快焊接速度，防止出現焊縫過熱的情況；運弧時禁止擺動，要求必須將背面焊透，兩邊能夠完好的熔合，設置余高在0-1mm之間；均勻的送絲，確保焊縫表面存在一定余高；要求必須一次性完成每道焊口[6]。

4.3 清理

打磨焊道時可以借助砂輪機，但是不能對管材表面造成破壞；使用不銹鋼刷清理。

4.4 質量要求與相關注意事項

組對之前，必須清理檢查焊接結構，要求兩側20mm范圍內不存在任何的雜質與有害物質，諸如油漆、毛刺、氧化皮、影響焊接的有害物質等；焊件在整個施焊過程中要求必須處于穩固狀態，不能強力組對接頭；要求焊縫表面不存在任何的裂紋、融合、氣孔、夾渣、飛濺等情況，必須高于管道表面；使用100%射線檢測現場環焊縫，針對那些不能進行射線檢測的接頭有必要使用100%滲透檢測，要求焊接接頭無損檢測質量評定與現行相關規定相符；施工保護措施：在焊接作業過程中一旦出現下列一種情況就必須采取切實可行的爆出措施。諸如相對濕度超過90%、下雨下雪、環境溫度低于零下5攝氏度、氣體保護焊環境豐富≥2m/s[7]。

5 儲罐、管線預冷

5.1 做好預冷之前的各項準備工作

對上下進液、卸車增壓系統各個閥門的正常開啟情況進行全面仔細的檢查；要求相關人員在遇冷時必須在場，諸如監理、業主、質量監督與特檢院相關人員；在現場合格的劃分警戒區域，將全部操作人員的崗位、相關職責確定下來；將上下進液、卸車增壓系統、BOG、EAG系統的全部閥門都關閉。

5.2 儲罐、管線預冷

將卸車軟管連接起來、增壓器進液開啟，將出氣閥門改為液氮罐車增壓卸車；在開啟截斷閥門和放散閥門、排空管道內的空氣時必須嚴格根據罐車進液的相關要求[8]。

6 LNG置換

在準備工作期間，必須將全部系統閥門打開，確保能夠充分放散系統內部的氮氣；將卸車金屬軟管連接起來，然后根據預冷程序對相應的閥門進行開啟、關閉操作；卸車之前，罐車、預留接地必須進行可靠的連接。同時，置換工作同預冷程序。

7 結語

總之，修建LNG/L-CNG加氣站的一個重要目的就在于更好的服務于往來車輛，在此期間需要對多個環節的工作進行充分考慮，以此才能順利的開展加氣工作。具體在設計加氣站時有必要選擇一種恰當的LNG儲罐，將管道設計、消防設計工作認真做好，致力于BOG放散量的減少，以此才能確保所營造的加氣站環境更加的安全、可靠。