CNG加气站工艺系统与设备选型优化实际应用

2014-12-24袁紫光

山东工业技术 2014年12期

关键词：储气压缩机天然气

袁紫光

（河北易高华通清洁能源有限公司，石家庄 050000）

CNG加气站工艺系统与设备选型优化实际应用

袁紫光

（河北易高华通清洁能源有限公司，石家庄 050000）

天然气可以作为汽车燃料，那么就会降低尾气污染物的排放。本文针对推广天然气汽车的一些方式在此进行有效阐述。

CNG加气站；工艺系统；设备；质量控制

0 引言

建设压缩天然气（CNG）加气站，工艺系统与设备选型优化对于运行的经济效益和投资有很大作用，为此，有必要对此开展研究；然后在技术层面，对加气站系统和其内部设备的优化，采取有效措施，保障经济运行、加气设备操作安全、可靠，使其产生更好效益；最终选择最优化的设备和工艺系统布置形成模块化，减少设计、采购环节和施工周期，降低材料浪费。

1 CNG加气站的一般构成

目前，不管国内还是国外CNG加气站普遍分为两类开放式结构和撬装式结构，在国外多数发达国家的CNG加气站大部分采用撬装式结构类型。但是我国建成的CNG加气站在技术水平的制约和资金缺乏的情况下，均使用开放式结构，占地面积较大，自动化程度不高，一般为半自动化操作或手动运行，安全可靠性不高，但是投资不高，这样就很方便保养和维修，在我国取得了大量的应用。

2 加气站技术的挖掘

2.1 系统工程技术是进行加气站模块化的总体布局和设计的重要环节

加气站的工程具有系统化，一定要采用其设备配置和原理优化的工艺设计，鉴于国内目前为止没有真正的、有经验的设计院关注，只有根据实际已建加气站使用效果情况完成设备和工艺系统布置的模块化，才能真正提升加气站的技术水平。依据供气的汽车数量的需求、输气管网的压力决定压缩机的参数；天然气的不同气质情况，再加上当地环境的最低温度，来决定脱硫和脱水干燥的工艺方法还有装置的规格型号及结构形式；并对各个环节的气体流速和流量、工作温度和压力，以及管径、接口状态等相关参数开始优化、核算及合理匹配；在同时要考虑系统的方便施工、安全运行和简单维修等各种事宜。

2.2 合理选择压缩机

压缩机的选择要求性能必须优越。橇装式CNG加气站的压缩机品种类型各式各样，形式分为无油润滑和有油润滑：

有油润滑压缩机优势：密封环的工作寿命极长，对气缸冷却要求很低，无故障运行的时间较长。弊端：消耗润滑油量极大，增加分离过滤器的更换和维护，微量油是天然气中污染源，影响着尾气含量。

无油润滑压缩机优势：润滑要求递减，润滑系统的结构及其简单，滤器更换和维护的次数减少，日常使用和维护的要求也在减少。弊端：气缸冷却有很高的要求，频繁更换气阀寿命短和密封环，设备的投资成本利用很高，运行时间无障碍很短。

本人在任中国燃气漳州角美分公司时，在漳州角美台商投资区角江路CNG加气站采用了加拿大的安姆达压缩机，进口压缩机除了价格较高外还受限于配件供应不便，所以不提倡。

目前国内四川金星压缩机质量不逊进口，且服务便利。2014年3月我在山西晋城沁水县担任项目经理的名扬煤层气开发有限公司郭南压缩母站改扩建采用了金星压缩机，原站2012年也是选用2台金星压缩机，一直运行良好，维修维护简单，配件易取。

2.3 配套铺机以降低加气站的投资、维护成本来选用国产设备。

在满足性能的条件下选择国内设备是第一目标，为满足加气站技术的要求，国内价格是很低，国产辅机例如脱水干燥设备、储气设备、售气机、脱硫设备等国内生产设备的产品质量和技术水平都有所提高。

2.3.1 设备系统进行净化

我国大部分地区进入城市管道的天然气含硫量普遍在标准范围控制内，不用脱硫。脱水作用，常用压缩前干燥器低压脱水是CNG加气站的净化系统。较多采取国产双塔能自动再生的低压前置脱水干燥器。

2.3.2 储气系统

CNG加气站的储气系统有三种类型：储气罐、储气井、储气瓶。储气系统在关注汽车加气量的同时，还要关注压缩机的排气量相似程度。如果储气容量较小导致压缩机出现频繁起动现象，损耗了其使用寿命；储气容量过大，还会及其浪费。为此经过科学测算合理确定储气系统的容积量。近年常选择储气瓶组居多，如鹤壁太行路、偃师中气绿能北环口L-CNG三级站均选择8个水立方。

2.3.3 售后系统

CNG加气站压缩气体的利用率要增加，就在气瓶组、压缩机和售气机相互间使用多线加气方式，来提高利用率。实践中三线售气系统是最佳匹配。鹤壁、偃师分别选择国产郑州格瑞克和濮阳合众的三线双枪CNG加气机，使用良好。

统计资料显示：1线利用率25%；2线45%；3线60%；4线65%；5线68%。

2.3.4 系统设计和设备选型应兼顾北方寒冷地区的特点。

冷却系统的选择方法：加气站压缩机级间和气缸冷却，冷却方式的确定也严重影响其效益。确定风冷方式，结构较简单维护较方便，在北方寒冷地区便少了冷却水循环系统是因为有冬天结冰现象。夏季实际使用中冷却效果不理想严重影响压缩机运行。水冷方式特别是北方水质不好地区，以笔者在山西晋城沁水县担任项目经理的名扬煤层气开发有限公司郭南压缩母站改扩建工程的实例，1年管就结垢严重，早期水的处理复杂、投入高。随着科学技术进步，水处理越来越简单、费用也越来越低，使得水冷成为首选，一是采用传统冷却塔，但首先软化水；二是采用冷却液，封闭循环。二者可视具体条件选择其一。在北方，寒冷地区建立机房的加气站，里面需配暖气设备，露天安装的橇装式压缩机站要安装取暖保温装置，压缩机能够开启和运转都会顺利。

3 加气站施工中控制质量的有效措施

计划管理：在施工质量计划制定阶段，施工质量控制必须开展有管理制度，对技术方法、工作程序、量记录方式、管理措施不、合格处理等各方面，整理出具体规定并拟成事宜文件。计划实施的过程中，采取各种检查，包例如专检和自检及互检。通过检查，确保按计划严格执行。对质量检查的目标值和实际值进行分析追查原因，并采取必要的措施进行补救更正，使施工质量得意掌握和受控。经过PDCA的动态循环管理，达到控制加气站施工质量的效果。