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壓縮天然氣加氣站概述
摘要：介紹了川渝地區(qū)以國產(chǎn)設(shè)備為主的壓縮天然氣加氣站的車用壓縮天然氣技術(shù)要求、生產(chǎn)消耗定額及加氣站建設(shè)與運(yùn)行管理應(yīng)注意問題。
川渝地區(qū)是我國目前最大的天然氣生產(chǎn)基地，“七五”時(shí)期就開展了推廣應(yīng)用壓縮天然氣(簡稱：CNG)汽車的試點(diǎn)；1989年初在四川省南充市建成了川渝首密CNG加氣示范站。在四川省政府的大力倡導(dǎo)下、經(jīng)過幾年的總結(jié)、提高、迄至1997年底、川渝地區(qū)共建成CNG加氣站3l座。其中南充市、自貢市和射洪縣三座CNG加氣站為引進(jìn)國外設(shè)備裝備。其余均為國產(chǎn)設(shè)備站。近年來。隨著形勢(shì)的發(fā)展。CNG加氣站的建設(shè)呈現(xiàn)出更加迅猛發(fā)展的勢(shì)頭，至1999年底四川省建成以國產(chǎn)設(shè)備為主的CNG加氣站35座；成都市煤氣總公司于1995年建成投產(chǎn)全國產(chǎn)化CNG加氣爾范站一座。運(yùn)行至今正常、良好。本文僅就我省有關(guān)實(shí)際情況，對(duì)以國產(chǎn)設(shè)備為主的CNG加氣示范站作一概要介紹。
1車用壓縮天然氣技術(shù)要求
為了滿足汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的需要和安全生產(chǎn)的要求，車用壓縮天然氣必須達(dá)到以下技術(shù)要求：
(1)低熱值等于或大于33．4MJ／Nm3；
(2)H2S含量小于或等于10mg／Nm3；
(3)含塵量小于或等于5mg／Nm3；
(4)CO。含量小于或等于3％；
(5)脫水后氣體在常壓下露點(diǎn)溫度低于或等于—54℃。
2壓縮天然氣加氣站工藝流程
低壓原料氣進(jìn)入CNG加氣站后，經(jīng)調(diào)壓計(jì)量、脫硫、脫水、加壓、儲(chǔ)存、充裝等環(huán)節(jié)，最后輸出高壓壓力大于(20MPa)車用壓縮天然氣。
2．1原料天然氣
城市輸配管網(wǎng)供氣的CNG加氣站、其低壓原料氣壓力等于或大于0．3MPa、與壓縮機(jī)要求的進(jìn)氣壓力相 匹配。川西地區(qū)有豐富的天然氣資源，供應(yīng)CNG加氣 站的原料天然氣有兩種：一種來自川渝供氣環(huán)網(wǎng)(北環(huán)輸氣干線與南環(huán)輸氣干線)，有一定量的硫化氫含量； 另一種為西油局系統(tǒng)供氣，其天燃?xì)饨M份中無硫化氫。
2．2進(jìn)氣調(diào)壓計(jì)量系統(tǒng)
低壓原料天然氣進(jìn)入CNG加氣站后，首先進(jìn)入調(diào) 比計(jì)量系統(tǒng)、這個(gè)系統(tǒng)包括過濾、分離、調(diào)壓、計(jì)量、 緩沖等裝置。若原料氣組份中含有超標(biāo)硫化氫成份時(shí)， 應(yīng)設(shè)置脫硫裝置、進(jìn)行脫硫處理。
2．3深度脫水
原料天然氣進(jìn)入脫水裝置的吸附塔、塔內(nèi)的4A型 分子篩能有效吸附天然氣中的水份，使天然氣中的水 含量達(dá)到車用壓縮天然氣水含量的要求。深度脫水裝 置及其設(shè)置有兩種：
(1)低壓脫水裝置，設(shè)置在壓縮機(jī)前，原料天然氣 經(jīng)調(diào)壓計(jì)量系統(tǒng)后，即進(jìn)入深度脫水裝置，經(jīng)過脫除 水份的天然氣進(jìn)入壓縮機(jī)，對(duì)壓縮機(jī)亦有一定的保 護(hù)作用；
(2)高壓脫水裝置，設(shè)置在壓縮機(jī)后，原料天然氣 經(jīng)調(diào)壓計(jì)量系統(tǒng)后即進(jìn)入壓縮機(jī)，壓縮后的天然氣壓 力升高至25MPa，然后進(jìn)入深度脫水裝置脫除水份。
2．4壓縮機(jī)裝置
低壓天然氣經(jīng)壓縮機(jī)加壓后，天然氣壓力升高到 25MPa。我省使用比較普遍的壓縮機(jī)是：V—1．55／3— 250一III、L一2．5／3—250、L一7／3—250等三種 型號(hào)。目前、四川省建設(shè)的CNG加氣站生產(chǎn)規(guī)模多為 10000Nm’／d和15000Nm’／d，一般配備3臺(tái)壓縮機(jī)， 通常有3種組合方式：3臺(tái)V型壓縮機(jī)、3臺(tái)L型壓縮 機(jī)、或1臺(tái)L型壓縮機(jī)與2臺(tái)V型壓縮機(jī)組合。
2．5儲(chǔ)氣系統(tǒng)
為了滿足汽車不均衡加氣的需要，CNG加氣站必須設(shè)置高壓儲(chǔ)氣系統(tǒng)、以儲(chǔ)存壓縮機(jī)加壓的高壓氣。儲(chǔ)氣系統(tǒng)采用的儲(chǔ)氣方式有以下幾種：
(1)小氣瓶儲(chǔ)氣，單個(gè)小氣瓶水容積僅50升，需要?dú)馄繑?shù)量多、接點(diǎn)多、泄漏點(diǎn)多、維護(hù)與周檢工作量大。
(2)管井儲(chǔ)氣，使用API進(jìn)口石油套管加裝高壓封頭，立式深埋地下100米、形成水容積1．9m3的儲(chǔ)氣管井。這種儲(chǔ)氣管井的有關(guān)技術(shù)，如全程固井、聯(lián)接密封、維護(hù)。與檢驗(yàn)等尚需進(jìn)一步深入與提高。
(3)大型容器儲(chǔ)氣、常用的有以下幾種：多層包扎的天然氣儲(chǔ)氣罐、公稱直徑為DN800、水容積規(guī)格為2、3、4m3。分臥式與立式兩種；柱型(球型)單層結(jié)構(gòu)高壓儲(chǔ)氣罐、水容積規(guī)格為2、3、4m3或以上；引進(jìn)美國CPI公司制造的高壓儲(chǔ)氣瓶，單個(gè)儲(chǔ)氣瓶水容積1．3m3，系無縫鍛造，按需要由多個(gè)氣瓶組合使用。
2．6售氣
售氣機(jī)是用來給CNG加氣汽車添加高壓天然氣。它由科里奧利質(zhì)量流量計(jì)、微電腦控制售氣裝置和壓縮天然氣氣路系統(tǒng)組成。其屏幕顯示售氣單價(jià)、累計(jì)金額和售氣總量。
3生產(chǎn)消耗定額
我省建成的CNG加氣站規(guī)模多為10000Nm3／d或15000Nm3／d、其生產(chǎn)消耗是影響運(yùn)行成本和經(jīng)濟(jì)效益的重要部分，必須嚴(yán)格控制。以10000Nm3／d規(guī)模的CNG加氣站為例，生產(chǎn)消耗如下：
天然氣進(jìn)站量 10500—10800Nm3／d
天然氣進(jìn)銷差 500—800Nm3／d
脫硫劑耗量 84．2kg／d
吸附劑耗量 5kg／d
循環(huán)水量 20t／d
電耗量 900Kwh／d
潤滑油耗量 3kg／d
4加氣站建設(shè)與運(yùn)行管理應(yīng)注意的問題
4．1加氣站的建站標(biāo)準(zhǔn)
四川省于1996年頒布了DB51／5013—1996“車用壓縮天然氣充裝站建設(shè)技術(shù)規(guī)范”。1998年石油天然氣總公司發(fā)布了SY0092—98“汽車用壓縮天然氣加氣站設(shè)計(jì)規(guī)范”，四川地區(qū)目前建設(shè)CNG加氣站主要依據(jù)這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，但有的主要依據(jù)四川省地方標(biāo)準(zhǔn)。這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在某些內(nèi)容上是有一些差異的，特別是防火間距有明顯的不同，導(dǎo)致城市建站建設(shè)用地面積的差異。2000年7月1日將實(shí)行CJJ2000-84"汽車用燃?xì)饧託饧夹g(shù)規(guī)范”強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。以上所述標(biāo)準(zhǔn)均疏通幾標(biāo)準(zhǔn)、均屬同級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行中各標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)的差異將影響站的建設(shè)，為此、個(gè)人認(rèn)為各同級(jí)標(biāo)準(zhǔn)間應(yīng)按時(shí)間原則互相滲透，即以后發(fā)布的為準(zhǔn)繩、從而克服矛盾。體現(xiàn)技術(shù)進(jìn)步。當(dāng)然、為更好地促進(jìn)CNG加氣站建設(shè)、應(yīng)盡快發(fā)布國家標(biāo)準(zhǔn)。
4．2協(xié)調(diào)管理，落實(shí)政策，促進(jìn)加氣站建設(shè)
城巾建設(shè)CNG加氣站。必須在統(tǒng)—規(guī)劃的前提下文施、 入能實(shí)現(xiàn)安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、良性發(fā)展。統(tǒng)“規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)涉及到計(jì)劃、規(guī)劃和建設(shè)等諸方面行政管理的協(xié)調(diào)運(yùn)作；問時(shí)加氣站建設(shè)耗資較大、成都市建設(shè)一座15000 Nm’／d CNG加氣站、僅工程建設(shè)費(fèi)就需450萬--500萬元人民幣，為此亦需各方面管理部門協(xié)調(diào)落實(shí)國家與地方有關(guān)扶持政策，促進(jìn)CNG加氣站建設(shè)史快發(fā)展。
4．3城市管網(wǎng)的供氣壓力
城市管網(wǎng)的運(yùn)行壓力受日、時(shí)高峰的影響而波動(dòng)CNG加氣站要求進(jìn)氣壓力適應(yīng)于壓縮機(jī)，而且壓力要穩(wěn)定。因此、CNG加氣站的調(diào)壓計(jì)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和接管位置的確定足值得重視的問題，只有妥善處置了這矛盾、才能保證壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)能力得到充分發(fā)揮，取得最佳效益。
4．4合理設(shè)置儲(chǔ)氣容積
儲(chǔ)氣容積與CNG加氣站規(guī)模和不均衡充氣程度緊密相關(guān)。四川省地方標(biāo)準(zhǔn)“車用壓縮天然氣充裝站建設(shè)技術(shù)規(guī)范”規(guī)定的儲(chǔ)氣容積如下：
壓縮機(jī)總排氣量 儲(chǔ)氣總?cè)萘?
＜1800Nm3／h ＜7500Nm3
＜1200Nm3／h <5000Nm3
＜600Nm3／h ＜2500Nm3
對(duì)公交或環(huán)衛(wèi)車輛為主要服務(wù)對(duì)象的CNG加氣站、應(yīng)盡量通過調(diào)度手段緩解加氣過分集中、從而減少所需儲(chǔ)氣容器。
4．5加強(qiáng)管理，提高經(jīng)濟(jì)效益
國外有公司提出。天然氣進(jìn)銷價(jià)差0．08美元／Nm3足CNG加氣站經(jīng)營的臨界值，四川地區(qū)CNG加氣站目前僅接近或低于這個(gè)值，為此提高經(jīng)濟(jì)效益是當(dāng)前的緊迫問題。要提高經(jīng)濟(jì)效益，有兩個(gè)重要技術(shù)環(huán)節(jié)值得引起我們的重視：
(1)選用節(jié)能型壓縮機(jī)、運(yùn)行中充分發(fā)揮其能力；
(2)運(yùn)行時(shí)做好天然氣的回收利用，同時(shí)切實(shí)做好進(jìn)銷氣的計(jì)量工作，力爭將天然氣進(jìn)銷差控制在5—8％范圍內(nèi)。
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