压缩天然气加气站设计要点

石油工程建2005年4月压缩天然气加气站设计要点杨秀莹,刘晓红(中国石化集团中原油田勘察没计研究院,河南濮阳457001)摘要:叙述了压缩天然气(CNG)加气站工艺流程和主要设备的作用及在选型、安装等方面应注意的事项。介绍了CNG加气站设计过程中,站址的选择,紧急切断阀的设置,管材、高压阀门的选用,仪表控制,防雷、通风设计以及CNG加气站应采取的安全技术措施。关键词:压缩天然气;工艺流程;设计;安全技术中图分类号:TE974文献标识码:B文章编号:1001-2206(2005)02-0046-020引言天然气的水露点在25MPa时满足最低环境温度的天然气作为一种绿色能源在21世纪已越来越要求。国内外脱水装置生产厂家一般是根据用户引起人们的重视,作为代替汽油的汽车清洁燃提供的气源组分、处理气量、工作压力、处理后料——压缩天然气(CNG),不仅能大幅度降低汽天然气水露点等要求进行设计。脱水装置通常为车的运行费用,而且具有环境污染小,安全可靠橇装式,分为高压和低压两种,低压脱水装置应的特点。为此,国内各大城市纷纷努力寻求气源,设在天然气压缩前,高压脱水装置设在天然气压相继建起了一批CNG加气站。尽管目前国内CNG缩后。加气站设计已较成熟,但在设计过程中一些问题22压缩机仍值得注意。压缩机是CNG加气站的核心设备,其性能好1工艺流程坏,直接影响全站的运行。根据CNG加气站生产CNG加气站的功能是向车辆或气瓶拖车供压能力不大、气体压力变化大的特点,CNG加气站缩天然气。工艺流程为:进站的天然气,经过除般采用往复式压缩机。目前建成的CNG加气站尘、脱硫、脱水净化处理后,经压缩机增压至25采用的压缩机有进口和国产两种。美国、意大利MPa,通过顺序控制盘控制并分别进入高、中、低等国的产品,在各大城市的CNG加气站中使用较压储气瓶,当高、中、低压储气瓶内的压力全部多。但也有一些CNG加气站采用了国产压缩机达到25MPa时,压缩机自动停机。高、中、低压(如重庆压缩机厂生产的L型以及风冷式压缩机,储气瓶中的天然气由售气机控制并自动给CNG汽成都金星化工机械厂生产的ZW-1.7/3-250-JX型车加气。当储气瓶的压力接近20MPa时,压缩机等),用户反应良好。由于在价格上,国产压缩机自动启动向储气瓶补气。在补气过程中,如遇车较进囗压缩机便宜,因此设计CNG加气站时,如辆加气,顺序控制盘自动切换,优先向车辆加气。建设单位没有特殊要求,国产压缩机完全可满足2主要工艺设施及其设计要点技术要求,无需从国外引进由于大多数CNG加气站气源的HS含量均在在压缩机系统的设计中,应避免产生由压缩国家现行标准、规范规定的范围内,不需要在站机进、岀口管道引起的压缩机房共振。控制管道内脱硫。故目前我们设计的CNG加气站工艺设施流速(如压缩机前进气总管道天然气流速不大于主要包括:脱水装置、压缩机、储气设施、售气20m/s,出气总管道天然气流速不大于5m/s)是系统、控制系统等。减小管道振动的一项有效措施。21脱水装置23储气设施脱水装置主要是对天然气进行深度脱水,使目前,国内外储气方式有两种:一种是地上第31卷第2期杨秀莹等:压缩天然气加气站设计要点储气瓶储气,另一种是地下储气井储气。两种储由于压缩后的天然气管道具有压力高、管径气方式各有利弊,应根据不同地区和具体工程,小的特点,管道焊接比较困难,并且每道焊缝均综合比较,选择一种较好的储气方式。两种储气须射线探伤,因此设计中,高压管道的连接应采方式的特点如下用卡套式连接方式(1)地上储气瓶储气。其特点是易制造,投3安全技术措施资少,维修方便。目前CNG加气站大多采用这种(1)CNG加气站站址选择应符合当地的城镇储气方式。但是在设计时要做好安全防范工作,规划、环境保护和防火安全的要求。应处理好方储气瓶间应通风好、防火防爆,特别是要做好夏便加气和不影响交通的关系。季储气瓶的降温工作。在具体工程设计中应优先(2)应在远离作业区的天然气进站管道上设选用大容积的储气瓶,因为,大容积储气瓶具有计紧急手动截断阀,当发生火灾或其他事故时占地面积小(总储气量相等时),瓶阀少,管道接值班人员可立即切断气源,防止事故的进一步扩口少,安全性能高,施工安装简单,检修方便,大压力容器年检简单等优点。缺点是工程投资较高3)增压前天然气管道应选用20钢或具有同(2)地下储气井储气。地下储气井是利用钻等性能以上的无缝钢管,增压后的天然气管道应井套管制作的深80~200m的地下储气装置,在用不锈钢管(lCrl8Ni9)。阀门及附件的设计压四川、上海等地采用较多。其特点是占地面积少,力应比最大工作压力高10%,并且不应低于安全地上管道连接简单,但是施工制作较困难,投资阀的定压大,并且储气井的钢材及其外防腐问题尚未解决,(4)在压缩天然气的储存区、压缩区、加气旦漏气,不易维修,且高压气易串入地层区应设置可燃气体检测器,及时检测到泄漏的可24售气系统燃气体。报警器应设计在控制室等经常有人值班售气机按加气枪的数量分为单枪和双抢两种。的场所,一旦发生报警,值班人员可以立即采取在设计中,对于储气设施只有一组或两组的加气控制措施。站应选择一线进气或二线进气的加气机,从而节(5)CNG加气站的储气瓶必须进行防雷接地,约投资。以便降低雷击点的电位、反击电位和跨步电位2.5控制系统并且为了提高其接地的可靠性,接地点不应少于CNG加气站的控制系统对于加气站的正常运两处。行非常重要,一个自动化程度高,功能完善的控(6)CNG加气站内的储气瓶(储气井)间制系统可以极大提高加气站的工作效率,保证加压缩机房最好采用敞开式或半散开式厂房,以利气站的安全运行于可燃气体扩散。爆炸危险区域内的房间应采取CNG加气站的控制系统主要有电源控制、压良好的通风措施,以防止发生中毒和爆炸事故。缩机运行控制、储气系统的优先控制、售气控制4结束语随着人民生活水平的不断提高,对环境保护压缩机运行控制及售气机的售气控制一般分意识的增强,也随着西气东输工程的投入运行别由压缩机和售气机厂家配套供应,国内压缩机CNG加气站的建设将进入我国的大中城市。我们控制系统一般包含储气系统的优先充气控制,也在CNG加气站工程的设计中,应掌握以上所述的有的是通过顺序程控盘来实现。设计要点,并积极学习和吸收国内外的先进技术,2.6阀门及管道连接不断提高CNG加气站的设计水平。阀门是设备与管道、管道与管道连接的主要配件。CNG加气站常用的阀门为球阀和截止阀。作者简介:杨秀莹(1963-),女,四川广安人,高级工程对于压缩后管道上的高压球阀最好采用密封性能师,1983年毕业于重庆石油学校,1991毕业于石油大学高好,安全可靠,由国外进口的专用高压球阀,工等函授采油专业,一直从事油气储运设计工作。作压力应为25MPa收稿日期:200408-19