C N G加气母站工艺系统分析及设备选型研究

张 泽

（中国石油工程建设有限公司，河北任丘 62550）

C N G加气母站工艺系统分析及设备选型研究

张 泽

（中国石油工程建设有限公司，河北任丘 62550）

阐述了压缩天然气（CNG）汽车加气母站工艺设计方案的确定原则，介绍了CNG 加气母站必备的各系统的构成及其功能，在技术与经济两个方面对CNG加气母站脱水系统、压缩系统、储气系统、加气系统进行工艺系统分析与设备选型研究。

CNG；加气母站；脱水系统；压缩系统；储气系统；加气系统

1 绪论

1.1 课题研究意义

随着天然气工业的迅速发展和人们对城市环境保护的加强，各国越来越重视天然气这种新能源，认为其代替汽油和柴油作为汽车燃料可有效降低尾气污染物的排放。推广天然气汽车是解决城市大气污染，特别是汽车尾气污染问题的有效方式。天然气作为汽车燃料具有环保性、安全性、经济性。建设压缩天然气加气站，搞好安全生产，提高经济效益是非常重要的，因为这关系到压缩天然气加气站的发展。压缩天然气加气站设备的选择需要充分考虑技术和经济两方面，经济性方面主要结合加气站建设涉及到的投资进行分析，进站计量装置、过滤稳压装置、脱水装置、压缩机、加气设备等对投资方面有较大的影响，所以对以上系统的研究非常必要；而在技术方面，主要是对加气站系统及系统内设备的优化，保证加气设备安全、可靠的运行，产生较大的经济效益。

2 CNG加气站工艺系统及设备优化研究

2.1 工艺系统设计

以某燃气公司加气母站项目为例，该站气源来自分输压气站，来气压力5.8～7.5MPa，管线设计压力10.0MPa，管径DN200。

（1）进站计量系统

进站计量单元设置进站紧急气液联动切断阀、过滤器、超声波流量计、限流调节阀，用于计量和控制供给母站的流量。

（2）过滤稳压系统

稳压装置调压器和上下游切断球阀，按两路设置，一用一备。在稳压橇出口设置轴流式止回阀，防止压缩机起停波动影响计量橇计量精度。

（3）脱水系统

脱水装置主要结构采用整体橇装双吸附塔、半自动/全自动方式。吸附塔内填装优质分子筛，利用多孔性分子筛对水分子的强烈的亲和力，除去天然气中的水分。

（4）压缩系统

天然气以5.8～6.5MPa的压力进入进气缓冲罐，然后进入压缩机按上述原理压缩至25MPa，最后由排气缓冲罐将高压气体排入高压管线。

（5）拖车加气系统

压缩天然气经输送管道进入加气柱，依次流经入口球阀、质量流量计、压力表、加气球阀、排空球阀、高压软管、加气枪头（快速球阀），最后流入被充气汽车储气罐的气瓶。质量流量计测出流经加气柱的气体的密度、质量等参数的物理信号由信号转换器转换成电脉冲信号传送到电脑控制器，电脑经自动计算得出相应的体积（质量）、金额并由显示屏显示，从而完成一次加气计量过程。

2.2 主要工艺设备选型

以某燃气公司加气母站项目为例，其进站计量装置、过滤稳压装置、脱水装置、加臭装置、压缩机、加气设备等设备选型如下。

1）进站计量装置

进站计量橇基本技术参数见下表。

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2）过滤稳压系统

调压器的选择应满足压缩机橇最低进气压力时的吸气量。

3）脱水装置

该工程选用双塔吸附风冷脱水器2台，单台处理量10 000m3/h。

4）压缩机

压缩机的配备要求：建议压缩机和缓冲设备整体橇装。橇内配置：压缩机主机、冷却系统、防爆电机、润滑系统、降噪箱体、泄流气体检测装置、气体回收系统、进气缓冲装置（缓冲时间不小于10s）、排气缓冲装置（缓冲时间不小于10s）、级间冷却系统、分离系统、过滤系统、除油系统、仪表控制系统、橇体照明及橇体接地装置。

橇体控制系统功能：各级排气压力超高报警并停机；油压偏低、超高报警并停机；进气压力超高及偏低报警并停机；水压偏低报警并停机；各级排气温度超高报警并停机；冷却系统应设温度报警，并停机保护；润滑油温度自动保护；润滑油压力自动保护；主电机过载报警并停机；系统压力超高自动停机；气体浓度超高报警并停机；风机过载报警并停机；ESD紧急停机按钮；自动排污；机组的连轴或传动装置应采取安全防护措施。

5）加气设备

加气母站加气设备有加气柱、加气机，加气柱用于给拖车气瓶充气，加气机用于给拖车车头充气。

加气柱主要配置有：质量流量计、加气软管、超压保护装置、高压控制阀和其他阀件，拉断保护装置，压力传感器，非定量加气和预置定量加气功能，入口球阀，数据断电保护与延长显示，加气过程压力、气量、加气金额及单价显示系统，手动紧急切断阀，排气系统。

3 总结

CNG加气站设备不仅要求各主要设备流量及压力满足设计要求，还应根据项目实际情况，合理选择设备的运行时间，根据工艺流程特点，对设备结构进行优化筛选，并且工艺专业要综合考虑建筑、结构、消防、总图等辅助专业设计要求，保证加气站能够安全、平稳、经济的运行。

Study on Process System and Equipment Selection of Cng Aerated

Zhang Ze

This paper describes the principle of determining the design scheme of CNG gas-fueled master station，introduces the constitution and function of each system of CNG aeronautical master station，and gasifies CNG in both technical and economic aspects System analysis and equipment selection of the dewatering system，the compression system，the gas storage system and the filling system of the master station.

CNG；aerated master station；dewatering system；compression system；gas storage system； filling system

TE868

A

1003–6490（2017）10–0102–02

2017–07–04

张泽（1990—），男，内蒙古赤峰人，助理工程师，主要从事设计工作。