压缩天然气加气站设备选型与运行管理要点

2021-03-01董奕彤中交煤气热力研究设计院有限公司辽宁沈阳110026

化工管理 2021年2期

董奕彤(中交煤气热力研究设计院有限公司，辽宁沈阳 110026)

0 引言

当前随着中国汽车工业产业的不断向前发展，人们日常生活当中对汽车的使用程度越来越高。由于机动车尾气排放所产生的环境污染问题越来越严重，使得城市内部的大气环境日渐恶化，汽车废气的大量排放对自然环境所产生的污染和危害受到人们广泛关注和重视，同时这一问题已经在兴安岭演化成为城市生态环境破坏问题的因素之一。

中国正在大力落实自然环境和资源保护工作，尤其针对不可再生性资源的消耗控制工作尤为重视。天然气作为一种清洁性能源，得到了广泛的推广和应用，现在的全世界范围内以经存在超过80多个发达国家以及发展中国家，正在研究关于压缩天然气汽车，截至2018年天然气加气站建设已经达到了31 100多座，同时全球范围内天然气汽车的保有量已经呈逐年上涨的趋势。

1 压缩天然气加气站的具体工作流程

压缩天然气资源的使用通常情况下，整个加气站工作流程需要从管道当中将天然气资源直接进行提取，或者从加气站内部通过拖车等设备，将其直接运输到加气子站当中，然后对天然气资源进行充分压缩处理，当压缩处理工作完成之后需要将天然气运输到车辆当中。常见的压缩天然气加气站，在工作过程中主要分为以下几个方面流程：首先，加气站需要从城市当中的压管网内部进行取气，经过过滤处理之后直接灌入压缩机当中，天然气压缩机设备会将天然气材料升压处理，压力达到25 MPa，然后进入后置脱水装置当中进行干燥处理，然后再经过优先顺序控制盘，通过三级压力控制由高到低向加气站内部的储气井进行充气处理，保证每一个储气井均达到相应的天然气储存压力之后，将压缩机工作开关关闭，通过加压处理之后的天然气，通过加气机向汽车中进行加气[1]。汽车加气工作的顺序由低级压力到高级压力，从储气井内部进行取气，在加气过程中如果高压设备无法满足汽车的加气压力要求，则可以直接通过压缩机设备到直通管，向汽车内部进行直接加气。从整个压缩天然气加气站的操作流程来看，压缩工具是压缩天然气生产工作中非常重要的核心技术，因此对于压缩天然气加气站压缩机设备的选型工作至关重要，同时脱水装置也是其中非常重要的设备构成环节，必须要充分做好设备的选型工作，加气站的工作流程如图1所示。

图1 加气站的工作流程

2 压缩天然气加气站设备选型工作分析

压缩天然气加气站压缩机型号的选择，主要是根据加气站的进出站压力大小，压缩机的工作性能、设备加气工作能力、储存天然气的容积大小以及工作场地其他条件影响因素等进行综合判断和分析。

撬装式压缩机设备在工作过程中，具有较高的工作稳定性和可靠性，占用的空间相对较小同时安装和维护工作比较简单，同时撬装式压缩机设备具有隔音防火以及降噪等多方面工作优势，因此在我国很多压缩天然气加气站当中应用非常普遍，所表现出的经济优势和安全性非常明显。同时撬装式压缩机设备可以选择进口压缩机或者国产压缩机，根据实际的运营发展状况来进行针对性选择。

2.1 进口和国产压缩机设备选型经济效益对比

对于进口压缩机设备而言，在使用过程中工程费用将近770多万元，其中主要包含了设备费用740万元，土建工程建设配套费用130万元，其他相关费用总计50万元，因此整体的投资总额为950万元。国产压缩机投入使用工程费用大约为450万元，其中涉及到设备费用大约400万元，土建工程建设费用220万元，其他费用大约为230万元，工程项目总投资量为900万元[2]。

通过上述进口压缩机和国产压缩机的项目投资情况对比分析，可以得出两种压缩机选型工作，在总建设投资工作方面存在一定的差异。通过设备费用的对比进口压缩机设备相比于国产的压缩机设备费用超出将近50%，而从整体投资方面进行对比仅高出了5.3%，压缩机设备的选型工作不但需要考虑到价格因素，同时在后续的各种零配件供应以及设备维护工作经济投入量方面也是其中需要考虑的重点影响因素。因此，在选择压缩机设备工作过程中，不管是国产压缩机还是进口压缩机设备都需要对其具体的投资状况展开深入分析和研究，通过精确和全面的定位分析之后，对设备进行针对性选择，以此来有效保证压缩机设备选择工作的科学性与合理性。

2.2 脱水装置选型工作

天然气当中的水含量高低，直接影响到站内设备和天然气汽车的使用性能以及安全性，如果天然气的含水量过大，很容易造成压缩机故障以及机器损坏等问题，同时如果水含量过大会和天然气当中的一些酸性气体进行结合，对金属设施产生一定的腐蚀，在降压膨胀条件下水结冰问题很容易造成管道和阀门的堵塞。压缩天然气加气站在工作过程中，设备脱水的方法主要是根据工艺流程当中的干燥器设置在压缩机设备的前后，具体可以将其分为两种形式，一种属于在压缩机设备前进行低压脱水；另外一种是在压缩机之后进行高压脱水。

通过低压脱水工作的主要优势表现在，可以对压缩机设备起到有效的防护工作效果，保证压缩机不容易产生腐蚀问题，同时在压缩机的机组当中也不需要设置出冷凝水导出系统。由于压缩机自身在工作过程中的压力相对较低，因此对设备容器的制造工艺要求标准也相对较低。通常情况下，所使用的脱水装置材料为硅胶和分子筛，但是在工作过程中的主要缺点表现在脱水设备自身具有一定的体积，抽水量相对较大同时自身所需要的再生性能源消耗量也相对较大。

通过高压脱水工作主要的优势表现在干燥器设备的体积相对较小，再生气体的含量较低，干燥之后气体的漏点较低等。因为天然气通过压缩之后所形成的冷凝水排出量占到总脱水量的70%～80%之间，但是在实际的工作过程中因为工作压力大小超过25 MPa，因此对于容器的制造工艺标准要求相对较高，可以通过设置出更加稳定可靠的冷凝水导出工作系统来进行控制，但是这一工作方法会在很大程度上加大系统工作的复杂性。不但如此，进入压缩机的天然气并没有经过充分的干燥处理进，而会对压缩机的气缸或者其它位置产生一定的腐蚀现象，会在很大程度上对压缩机的使用工作寿命周期产生一定的影响[3]。

3 压缩天然气加气站设备运行管理工作要点

3.1 全面加强设备安全管理工作

首先，要想全面保证天然气加气站设备的安全稳定，工作和运行需要对相关工作人员展开全面的安全管理和培训活动。加气站内部的工作人员不但是各项正常活动的主要参与者，同时也是加气站生产运营工作中的直接控制主体。工作人员的工作规范化和责任心，直接影响到加气站的运营安全性和稳定性。因此，必须要全面加强工作人员的相关管理工作，为了有效防止在安全管理过程中产生人为性失误问题，相关工作人员必须要严格依照标准的加气站管控工作要求有效落实自身的本职工作，对一些存在安全风险性的操控问题进行进一步控制。同时，在日常工作当中需要积极的参与到安全教育培训活动当中，进一步加强加气站的设备操作维护以及检查工作。在工作期间需要根据安全防护工作要求，佩戴专业的防护用具，充分掌握加气站各项工作环节的操作技能，有效避免出现人为性疏忽问题，对加气站物料泄漏以及各种设备常见故障问题可以做到及时有效的解决。

其次，需要针对机械设备展开安全管理工作，加气站内部设备工作主要包含了系统设计、设备制造、系统维修以及设备报废等几个重要的工作环节。在具体工作过程中需要充分满足设备管理工作的相关要求，需要有效组织设备操作工作人员参与到安全技能培训工作当中，并且有效掌握各环节设备的正确操作方法，对于一些具有危险性或者特殊设备的操控工作人员需要做到持证上岗，同时加气站设备在使用一段时间之后，必须要及时进行维护和检修，有效防止设备零部件出现老化破损等问题。如果在设备的运行工作期间产生故障问题需要及时关停设备，准确找到故障问题产生的具体原因并且进行有效解决，防止出现加气站设备安全故障。

3.2 进一步规范加气站的运营管理工作流程

通常情况下，天然气加气工作主要是在管道内部对天然气资源进行提取，或者直接从加气站运输到加气子站内部，通过压缩处理之后将天然气直接输送到运输车辆当中[4]。在加气站的日常工作过程中必须要对整个加气站的运行工作流程进行全面规范，加气站在压管网内部完成取气工作，并且通过过滤和计量处理工作之后，通过缓冲罐直接输送到压缩机设备当中，接收到天然气的压缩机设备需要进行进一步加压处理，保证天然气的压力达到25 MPa之后输入到后置脱水装置内部进行干燥处理。根据由高到低的工作顺序，在加气站的储气井内部进行充气，加压处理之后的天然气，通过使用加气机对汽车进行加气，加气的工作顺序是从低级压力逐渐向高级压力过度。在此工作过程中需要有效保证整个加气工作流程的规范化，如果高压井组和加气压力参数不符合规定要求，则建议使用压缩机直通管来完成后续的加气作业，有效保证天然气加气站的工作安全性和稳定性。