压缩天然气加气站

压缩天然气加气站（通用10篇）

压缩天然气加气站 篇1

1 CNG加气站脱水工艺

目前CNG加气站天然气脱水主要采取吸附法, 利用多孔性固体干燥剂对气体混合物中极性水分子的选择, 将水分从气体中分离出来, 从而达到脱水目的, 获得低露点的干燥天然气。脱水装置采用双塔结构, 其中一个塔吸附, 天然气中的水分被吸附到干燥剂表面, 输出干燥的天然气;同时另一个塔进行解吸再生。吸附与解吸以循环的方式交替进行。

吸附脱水干燥法根据工艺流程的不同可分为前置脱水 (低压脱水) 和后置脱水 (高压脱水) 。前置脱水是将天然气先吸附脱水再进入压缩机压缩, 工艺流程为:调压计量→脱水→气体压缩→气体储存→售气;后置脱水是将经过压缩机压缩的天然气吸附脱水, 工艺流程为:调压计→量气体压缩→脱水→气体储存→售气。

2 两种脱水方式的分析

2.1

技术参数比较 (表1)

2.2 投资及运行成本比较

(1) 后置脱水装置的重量和体积约为同等处理量前置脱水装置的1/4, 吸附剂装填量约为1/20, 初期投资偏低约1/2, 且前置脱水占地面积较大, 对于用地面积较小的加气站不宜采用。

(2) 运行成本方面, 后置脱水吸附剂由于承受高压作用易粉化, 加上压缩机的润滑油气化后随天然气进入吸附塔, 油分粘附于吸附剂表面导致吸附能力降低, 约半年左右需进行更换, 而对于前置脱水则不存在这种情况, 正常情况下, 前置脱水的吸附剂可连续使用3年以上;另外后置脱水的阀门、零部件承受高压作用, 使用寿命一般为6～12月, 整机寿命约为5～8年, 前置脱水低压运行, 阀门、零部件的使用寿命一般为3～5年, 整机寿命约为10～15年, 后置脱水的运行成本大大高于前置脱水。

2.3 运行安全分析

(1) 天然气属于易燃易爆气体, 爆炸极限为5—15%, 加之加气站内外存在多种点火源, 如果设备、管路发生严重泄漏, 则可能发生燃烧或爆炸。前置脱水吸附、再生压力低, 管路绝大部分采用法兰连接, 泄漏点少;后置脱水吸附塔为高压运行, 通常压力在20～25Mpa, 再生塔为低压运行, 压力为0.5～0.8 Mpa, 两塔交替吸附/再生, 每个塔处于高压/低压交变运行, 管路采用螺纹连接, 泄漏点较多。

(2) 压缩天然气压力释放过程是一个强吸热过程, 对高压运行的后置脱水来说, 当压缩天然气从容器或管路中泄漏时, 泄孔周围会迅速形成一个低温区, 甚至结冰, 这会对设备操作人员造成伤害。

(3) 前置脱水的再生压力为0.3～0.4Mpa, 再生气取自干燥塔的排气, 压力也为0.3～0.4 Mpa, 无压力突降现象。后置脱水的再生压力为0.5～0.8 Mpa, 再生气取自干燥塔的排气或气体储存设备, 压力为15～25Mpa, 两者压差很大, 容易造成再生进气管路冰堵, 导致再生气加热器发生“空烧”情况, 对加热器造成不良影响。

(4) 后置脱水的吸附塔/再生塔压力变化范围大, 在0.5～25 Mpa之间交替运行, 温度在常温～180℃之间变化, 长期使用后, 塔的金属材料可能产生疲劳效应, 加上硫化氢等物质的腐蚀, 存在局部爆裂的可能。

根据观察运行情况, 前置脱水的安全性能优于后置脱水。

2.4 对压缩机的影响

(1) 采用前置脱水时, 进入压缩机的天然气已经脱水处理, 水分、杂质已经去除, 对压缩机的汽缸、活塞及其零件磨损小, 可延长压缩机的使用寿命;后置脱水位于压缩机之后, 天然气的杂质、水分会对压缩机阀件、汽缸和活塞造成磨损, 减少压缩机的使用寿命, 天然气中的酸性物质与水化合会对压缩机的冷却器、分离器及其它部件产生腐蚀。

(2) 前置脱水可实现再生过程再生气零排放, 不会造成进气管网压力波动, 压缩机进气压力稳定;后置脱水的再生气如果回收必须将其引到压缩机进气口, 当再生过程中出现再生障碍时, 势必影响压缩机进气压力的稳定, 对压缩机运行工况造成影响。如果将再生气放空, 以每天再生8小时, 每小时消耗天然气80Nm3计算, 每天将浪费640Nm3天然气。

3 脱水处理效果

根据GB50156-2002《汽车加油加气站设计与施工规范》条文说明, 压缩前的天然气流速应不大于20m/s, 压缩后的流速应不大于5m/s。对前置脱水, 天然气在吸附塔的停留时间较短, 水分未被充分吸附, 脱水效果不很理想, 通常情况下, 脱水处理后的天然气水露点大于-40℃, 如果进站天然气携带水分多, 脱水效果还要差;后置脱水不仅流入的天然气流速低且脱水装置设置了压力保持阀, 防止低压、大流量的天然气进入吸附塔, 使天然气在吸附塔停留的时间延长, 分子筛吸附能力得到充分发挥, 脱水处理后的天然气水露点小于-60℃, 由于后置脱水位于压缩机后, 处理后的天然气不会受到油、水和杂质的污染, 质量稳定。因此, 从处理效果看, 后置脱水优于前置脱水。

4 结论

(1) 在用地面积允许, 进气压力稳定, 进站天然气水分、油分和杂质含量少的情况下, 优先选用前置脱水;

(2) 选用后置脱水, 可保证处理后的天然气品质, 但必须加强安全监管:

(1) 日常运行中需加强查漏, 发现问题立即处理。在设备操作过程中应严格遵守操作规程, 以防发生意外;

(2) 定期检查吸附塔压差的变化, 如发现压差突变, 应及时更换分子筛;

(3) 吸附塔、加热器属于受《压力容器安全技术监察规程》监察的特种设备, 应定时检查运行工况, 严防超压、超温运行。另外, 吸附塔、加热器应定期全面检测, 确保脱水设备安全、正常运行。

压缩天然气加气站 篇2

本规程规定了CNG加气站天然气压缩机生产运行、操作的内容和要求。

本规程适用于华北油田分公司第二采油厂CNG加气站天然气压缩机操作岗位。

2 岗位职责

2.1 负责天然气压缩机的正常生产及启、停操作工作。

2.2 负责操作设备、仪器及安全附件的正确使用及日常维护保养工作。

2.3 负责值班期间的定期巡检、操作及故障处理工作。

2.4 负责操作运行记录的填写工作。

2.5 负责与本岗位相关的其它工作。

3 操作内容及要求

3.1 操作

3.1.1 启机前的准备

3.1.1.1 检查压缩机曲轴箱和注油器液位在规定范围内，并启动注油器。

3.1.1.2 打开冷却水总进水阀，在总出水口处调节好水量。

3.1.1.3 检查气路各处阀门的开关情况，使压缩机处于空载启动的状态。

3.1.1.4 检查各种仪表、安全阀和继电保护装置是否处于完好状态。

3.1.1.5 清理机组附近杂物、地面油渍，检查保护装置和消防器材等齐全并放在指定位置。

3.1.1.6 盘车2～5转，各运动机构应轻巧无阻。

中国石油华北油田公司第二采油厂-3-20发布 2009-3-20实施

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3.1.1.7 检查供电电压是否在360―420V之间。

3.1.2 天然气压缩机的启动操作

3.1.2.1 压缩机空载运转1～2min，注意观察机组油压是否正常，有无异响或振动。正常后即可缓慢加载。

3.1.2.2 供气量小于排气量时，应加强监视和检查。正常运转时要求各级温度、压力以及油压等均应符合机组说明书所规定的各项指标。

3.1.2.3 压缩机在正常工作期间，各级油水分离器应每隔30～60min排放一次。

3.1.2.4 检查调整汽缸及填料的注油量，使耗油量保持在最小值。

3.1.2.5 曲轴箱不应在最小值加油，压缩机如连续运转，加油应有规律、定期定量加油，使油窗油液位保持在2/3左右为准。

3.1.2.6 监听压缩机各部位的响声是否正常，如电机的运转声、吸气管的吸气声、各级进排气阀的启闭声、气体的流动声、运转机构的运转声、油泵声响等，如有异常应及时检查并排除之。

3.1.3 正常停机

3.1.3.1 减负荷至不排气，应逐渐降低各级压力，并注意不得过快。

3.1.3.2 打开各级油水分离器排污阀使压缩机卸载。

3.1.3.3 切断电源，使压缩机停止运转，关闭进气阀门。

3.1.3.4 关闭冷却水，如长期停用，应排除各级气缸和冷却器中的冷却水。

3.1.4 运行时参数调整

3.1.4.1 润滑油温度：30℃~65℃。

3.1.4.2 润滑油压力：0.1Mpa~0.35Mpa。

3.1.4.3 冷却水压力不低于0.15～0.4MPa。

3.1.4.4 最大负荷工况下各级吸排气压力(Mpa)与温度(℃)

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3.1.4.5 级次 吸气压力 排气压力 吸气温度 排气温度

I 1.5 4.15 ≤45 <160

II 4.15 10.8 ≤45 <160

III 10.8 26.25 ≤45 ≤40

3.1.5 紧急停机

发现有下列情况之一时，须紧急停机并进行检查和处理：

3.1.5.1 任意一级排气压力超出允许值并继续升高。

3.1.5.2 突然停水、断油、电机断相或部分断电。如因断水而停车，应待机器自然冷却后再通水。

3.1.5.3 有严重的不正常响声，或发现机身、汽缸有裂纹等情况;电动机出现明显的故障。

3.1.5.4 压缩机任一部分温度升高异常。

3.1.5.5 危急机器或人身安全时。

3.2 巡回检查

3.2.1 第一方位：压缩机仪表盘 6点

3.2.1.1 吸气压力0.7～1.1Mpa

3.2.1.2 水压≥0.15～0.4Mpa

3.2.1.3 油压0.1～0.35Mpa

3.2.1.4 一级排气压力≤4.15Mpa

3.2.1.5 二级排气压力≤10.8Mpa

3.2.1.6 三级排气压力≤26.25MPa

3.2.2 第二方位：压缩机曲轴箱及注油器 5点

3.2.2.1 曲轴箱机油液位在1/2～2/3

3.2.2.2 机油压力在0.1～0.35Mpa

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3.2.2.3 机油温度≤70℃

3.2.2.4 注油器液位在1/2～2/3

3.2.2.5 注油器5个注油点：注油正常

3.2.3 第三方位：压缩机汽缸 6点

3.2.3.1 一级汽缸吸气温度≤35℃

3.2.3.2 二级汽缸吸气温度≤45℃

3.2.3.3 三级汽缸吸气温度≤45℃

3.2.3.4 一级汽缸排气温度≤120℃

3.2.3.5 二级汽缸排气温度≤133℃

3.2.3.6 三级汽缸排气温度≤130℃

3.2.4 第四方位：冷却分离系统 4点

3.2.4.1 曲轴箱、各级汽缸及冷却器(7处)上水温度≤35℃

3.2.4.2 各级分离定时排污

3.2.4.3 凉水塔蓄水池液位满，风机运转正常

3.2.4.4 循环水泵水压≥0.3Mpa，无异响

3.2.5 第五方位：控制室及其它 5点

3.2.5.1 三相电压：380±5%

3.2.5.2 电流表读数<270A

3.2.5.3 可燃气体报警仪：无报警显示

3.2.5.4 无电缆烧焦糊味

3.2.5.5 压缩机及电机声音正常

3.3 维护保养

3.3.1 每日保养(机组正常运行)：

3.3.1.1 从视窗检查压缩机润滑液位，润滑油不足时按要求补充。

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3.3.1.2 检查注油器循环指示器，按要求调整。

3.3.1.3 用手缓慢开启阀门，使进气洗涤罐的液体排入专用罐中。

3.3.1.4 检查每一个排气温度计，温度是否正常，若温度计显示温度在163℃以上，应早维修人员修理。

3.3.1.5 检查压缩机是否漏油漏气，若发现泄漏，要紧急停机修复，整改完成后才可开机。

3.3.1.6 检查仪表控制板。检查日常运行数据(数值参见手册)：

3.3.1.7 手控方式排去天然气储罐内的残液。

3.3.1.8 手控方式排去空气压缩机储气筒内的残液。

3.3.1.9 由于流体状况、气体质量的不同，建议在最初运行的三个月内每周检查一次末端排气滤芯，三个月后，可根据使用经验来确定清洗检查的周期(至少每运行400小时要检查一次)

3.3.2 800小时保养

3.3.2.1 在机械停机状态下进行下列检查：

a)清洗过滤器，补充压缩机润滑油。

b)观察驱动连轴器是否有破裂或变形。

c)检查压缩机及电动机的螺栓是否松脱。

3.3.2.2 在机械重新运转后做下列检查：

a)全部紧急停机的性能是否完好。

b)重新设定所有紧急停机限定开关。

3.3.3 4000小时保养

进行常规机油更换。除了要做800小时保养内容，还应对下列部位进行检查：

3.3.3.1拆下隔离端的上盖，肉眼观示十字头闸瓦和滑块，检查是否有异常

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3.3.1.2 检查注油器循环指示器，按要求调整。

3.3.1.3 用手缓慢开启阀门，使进气洗涤罐的液体排入专用罐中。

3.3.1.4 检查每一个排气温度计，温度是否正常，若温度计显示温度在163℃以上，应早维修人员修理。

3.3.1.5 检查压缩机是否漏油漏气，若发现泄漏，要紧急停机修复，整改完成后才可开机。

3.3.1.6 检查仪表控制板。检查日常运行数据(数值参见手册)：

3.3.1.7 手控方式排去天然气储罐内的残液。

3.3.1.8 手控方式排去空气压缩机储气筒内的残液。

3.3.1.9 由于流体状况、气体质量的不同，建议在最初运行的三个月内每周检查一次末端排气滤芯，三个月后，可根据使用经验来确定清洗检查的`周期(至少每运行400小时要检查一次)

3.3.2 800小时保养

3.3.2.1 在机械停机状态下进行下列检查：

a)清洗过滤器，补充压缩机润滑油。

b)观察驱动连轴器是否有破裂或变形。

c)检查压缩机及电动机的螺栓是否松脱。

3.3.2.2 在机械重新运转后做下列检查：

a)全部紧急停机的性能是否完好。

b)重新设定所有紧急停机限定开关。

3.3.3 4000小时保养

进行常规机油更换。除了要做800小时保养内容，还应对下列部位进行检查：

3.3.3.1拆下隔离端的上盖，肉眼观示十字头闸瓦和滑块，检查是否有异常

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的磨损或擦伤。

3.3.3.2 拆下活塞边杆总成，检查汽缸体的磨损或擦伤。。

3.3.3.3 检查活塞环的磨损，是否有断裂痕迹。

3.3.3.4 检查活塞、连杆或连杆垫片的磨损。

3.3.3.5 更换磨损过度或已损坏的活塞环。

3.3.3.6 完成重新组装，并检查注油器流量是否能满足润滑连杆和汽缸的要求。

3.3.4 8000小时保养

3.3.4.1 取下活塞连杆总成，检查汽缸内孔、活塞环、连杆密封垫、十字头导板、十字头销及衬套的磨损情况。

3.3.4.2 更换严重磨损部件。

3.3.4.3 检查联轴器，并重新上紧螺栓，使其达到额定扭矩。

3.3.4.4 检查全部紧急停机装置。

3.3.4.5 检查皮带的松紧及 磨损情况。

3.3.4.6 拆下并检查低压级压缩机排气阀。

3.3.4.7 拆下并检查高压级压缩机排气阀。

3.3.4.8 检查4000小时保养内容中规定检查的十字头、导板和连杆密封垫。

3.3.5 1小时保养

3.3.5.1 拆下曲轴箱盖板，取下连杆轴承盖，肉眼检查曲轴及轴承的磨损。

3.3.5.2 检查曲轴箱内有无金属碎粒，检查轴承轴瓦的磨损及有无剥落现象。

3.3.5.3 拆下隔离盖板，检查十字头导板，十字头销、衬套和十字头滑块。

3.3.5.4 取下活塞连杆总成，检查压缩机进、排气阀，检查汽缸的磨损及划伤情况。

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3.3.5.5 检查连杆密封垫的磨损和积碳等。

3.3.5.6 更换已磨损和损伤的部件。

3.3.5.7 重新设定全装置，检查联轴器是否对中，全部检查整套机组。 注：800小时到12000小时的保养应由专业维修人员进行。

编写部门：资产装备中心

编 写 人：郭淑芳

审 核 人：胡万福

压缩天然气加气站 篇3

【关键词】液化天然气；汽车加气站；安全防护

液化天然气（LNG）作为汽车燃料，与汽油、柴油以及压缩天然气相比，具有环保型、经济性和安全性等优势，因此，LNG汽车也成为天然气汽车行业新的发展趋势。液化天然气汽车加气站的安全防护问题成为人们越来越关注的问题。

1.液化天然气汽车加气站的概况

液化天然气简称“LNG”，是Liquefied Natural Gas的缩写，它是天然气的一种应用形式，是将一般的气田开采出来的天然气经过脱水、脱烃、脱酸性气体处理后，采用先进的制冷技术，使甲烷在常压下冷冻至-162℃，变成液体[1]。经过处理后的天然气体积仅为原来气态体积的1/1600，然后再采用LNG的形式进行储存和运输，方便快捷，节省空间和成本。液化天然气的优点是：不受地理位置、地质结构、距离远近、容量大小的限制，占地少、造价低、维修方便。LNG已成为天然气国际贸易的重要组成部分。据统计，2006年LNG、天然气消费量分别占世界能源消费总量的7%和26% [2] 。将液化天然气运用到汽车当中，作为车用燃料的液化天然气，比汽油排放的尾气中的HC减少72%，氮氧化物NOX减少39%，CO减少90%，SOX、PB降为0.不仅减少了大气污染，保护了环境，又降低了运输成本 [3] 。

2.液化天然气汽车加气站的安全防护问题探究

液化天然气是一种低温液体，与皮肤直接接触后会导致冻伤，与碳钢接触后在一定的时间内将会使其破坏，单纯的LNG泄漏不会给环境造成太大的影响，但LNG泄漏最主要的危险是形成蒸汽云，LNG蒸汽会使水蒸气凝结形成可见的蒸汽云，蒸汽云可以被点燃，这也是因LNG泄漏造成火灾和爆炸的主要原因。天然气爆炸的极限是5%-15%，大部分蒸汽云内的天然气并不处于这一范围，只有一小部分可以被点燃。当出现LNG爆炸后，水不能用于LNG灭火，使用干粉是LNG火灾唯一的灭火方式，配置的泡沫灭火器会减缓燃烧速度，控制火灾的燃烧比完全灭火更为安全，因为LNG的蒸发以及蒸汽云的形成不会因为扑灭火灾而停止。

LNG加气站的工艺主要分为4个部分：卸车、调压、加气、卸压。卸车是把汽车槽车内的LNG移至LNG加气站储罐内；调压是在给汽车加气之前将储物罐中的LNG进行升压升温，使LNG成为饱和的液体加入车载瓶中；加气是将储物罐中LNG的饱和液体通过泵加压后再由气枪给汽车加气，最高加气压力可达到1.6MPa ；卸压是在给储物罐升压的过程中，当储物罐的压力大于设定值时，将相关的阀门打开，以释放储物罐中的气体，降低压力，保证储物罐的安全。图1即是LNG加气站的工艺流程图。

图1 LNG加气站工艺流程图

LNG加气站的主要设备有LNG储罐、管道、仪表、空温室或水浴式汽化器、泵、风机、阀门、补偿器、BOG储罐等[2]，其中储罐、管道、泵及汽化器对液化天然气汽车加气站的安全十分重要。LNG是多种组合成分的混合物，多种组合成分的液体在储罐内长时间的静置，会导致分层现象的出现，上下层液体性质的差异会导致受热不均，将在接触面发生沸腾现象，短时间内产生的大量气体会使储罐气压变大，严重时会导致储罐爆炸。

根据LNG加气站的工艺流程，做好各项流程的安全防护。

⑴做好LNG加气站的设计安全：在LNG加气站的平面设计图上，应远离人群密集的地方，尽量避免危险性较大的设施，做好消防安全设施的设计与安放。

⑵选材合理：严格按照相关规范规定对储罐、工艺设备、管道和阀门管件等设备设施进行选材釆购，保证管道和储罐的耐低温和耐深冷性能、抗腐蚀性能较好，以防在焊接口、法兰和附件连接处因为形变或是腐蚀问题出现的质量安全。

⑶保证设备设施安全运行：为避免机器设备在不健康的状态下运行工作和各类安全隐患的发生，应对LNG加气站内的设备设施定期检查，确保运行状态良好、安全，并对设备设施及时的维修和更换，防止安全事故的发生。

⑷加强站内自动化建设：提高站内可燃气体含量的监测频率，在有产生燃气泄漏可能的地方设置燃气检测器和报警装置，定期核查站内燃气报警系统是否工作良好，以便在产生燃气泄漏时做出及时有效的处理，保证工艺装置在科学和安全状态下正常运行，同时提高站内工作人员对站内设备的维护意识，减少安全隐患的发生。

⑸严格控制点火源：①防明火安全措施：LNG加气站内应严格遵守规定，严禁明火，在储罐周围区域设置严禁点火的标志，并建立严禁任何点火源迸入的隔离区域，若有施工人员在易燃易爆厂区施工焊接动火时，应当做好隔离或者防护安排；②防静电安全措施：储罐和厂区工作人员应按规定做好防静电措施，避免因产生静电火花导致安全事故的发生；③防雷安全措施：加气站内各类金属设备设施都应配置接地装置，储罐安装避雷针，避免遭雷电袭击后产生电流引发爆炸；④电气安全措施：加气站内必须采用防爆型的用电设施以及控制设备，做好一切防患工作。

（6）重视管理工作：加强对加气站内的管理，在做好工作人员的安全教育和紧急安全事故的演练处理后，制定健全的生产规章制度，对生产过程严格检查与监督，降低风险的发生。

3结语

液化天然气的发展有效的改变了社会的生产生活，使人们的生产生活得到了极大的便利。在未来的发展过程中，要高度重视液化天然气汽车加气站的安全防护，在享受天然气能源带给人们便利的同时，更要看到因天然气安全措施不到位而产生的安全事故，并做好安全事故的防范措施，避免各类安全事故的发生，使天然气能源能够更好的促进社会发展，为社会发展做出贡献。

参考文献

[1]魏江华.我国天然气汽车加气站研究[J] .现代商贸工业，2012（20）.

[2]董震.浅谈液化天然气（LNG）加气站的消防安全设计[J] .科技传播，2010 （12）.

压缩天然气加气站的安全设计探讨 篇4

目前, 随着交通工具的越来越普及和进步, 国际石油市场的形势越来越严峻, 引发了一系列争端和动荡, 如战争和气候问题等等, 石油成为了影响世界和平与发展的一个源头。在这样的背景下, 天然气以其清洁、高效、成本低等一系列优点开始抢占石油市场, 目前, 压缩天然气在汽车上的应用已经开始被推广, 随着这一市场的拓展, 压缩天然气加气站也就应市场的需求而诞生了。然而, 由于天然气具有易燃、易爆、易扩散等危险特性, 压缩天然气加气站的安全就成为了其设计管理的重中之重了。

二、对压缩天然气加气站进行安全管理的必要性

天然气是一种无色无味、轻于空气且不溶于水的气体。它的最低点火能量为0.28 MJ, 具有易燃、易爆且扩散能力强的危险性质。甲烷是天然气中的主要成分, 当空气中的甲烷含量超过10%时, 就会对人体产生伤害, 虚弱眩晕、昏迷甚至死亡。若天然气中含有一定量的硫化氢它也是具有毒性的。

在加气站的运行过程中, 会产生的危险主要有两种: (1) CNG加气站发生喷射火焰风险时, 距辐射源13米以内, 会造成人员和设备的伤亡破坏; (2) 加气站运行中根据技术要求压缩机加压必须达到20MPa以上, 储存压力通常在20~25MPa之间。当CNG气质或钢瓶的质量、制造工艺及加压设备出现故障后, 便可能发生天然气泄漏事件。泄漏到空气中的天然气的浓度达到5.15%时, 尤其是处于9.5~9.8%之间时, 只需0.28 MJ以上的点火能量的作用, 便可产生气体混合爆炸 (即化学爆炸) 。由此可见, 为了人员和财产的安全, 对加气站进行安全设计和管理是非常必要的。

三、压缩天然气加气站工作原理及其类型

1、工作原理

压缩天然气加气站通常由净化干燥、调压计量、气体储存、气体压缩、售气和设备控制6个系统组成。压缩天然气加气站的工作原理是, 通过管道输至加气站的天然气先送入调压计量系统和净化干燥系统进行净化处理, 再经压缩系统使天然气压力达到25MPa后, 由高压储气瓶组和售气机将压缩天然气加入车辆储气瓶。

2、类型

压缩天然气加气站按使用功能分为天然气汽车加气站、油气混合加气站和子、母加气站三种类型。

(1) 天然气加气站仅提供单一的天然气燃料的加注服务。

(2) 油气混合加气站可加注油、气两种燃料。

(3) 子、母加气站子站无需供气管道, 依靠母站的气瓶拖车供气;母站与输气管道相连, 完成天然气的净化和压缩, 使天然气增压至25MPa, 给气瓶或气瓶拖车充气;子、母站都可以提供天然气燃料的加注服务。子、母加气站可节省建站资金和土地, 有利于母站集中净化, 子站的火灾危险性较低, 可建在交通枢纽附近, 便于使用。

3、结构

加气站可分为撬装式和开放式两种结构。

(1) 撬装式结构。将加气站的净化、压缩、冷却、控制和储气等主要设备集中在一个撬装的底座上, 形成一个可闭环控制的整体设备系统。从安全性上讲, 撬装式结构优于开放式结构。

(2) 开放式结构。按照工艺流程, 在厂房内将加气站的各种阀门和高、低压管道等设备组装起来, 形成一个开环工艺系统。

四、加气站安全管理

1、安全监控和保护措施 (1) 橇装结构

主要设备都集中在一个封闭的金属箱体 (类似集装箱) 中, 该箱体具有降噪、便于运输和防雨等优点。当站内的设备区发生危险时, 它还能起到隔爆的作用。

(2) 防爆设计

橇装体内和加气机中所有控制箱、电动机、阀门、管道、仪表等一律采用防爆元件并采取防爆措施。

压缩机停机后滞留在系统中的气体、各气动阀门的回位气体、安全阀释放的气体、压缩机润滑系统所泄漏的气体、加气机软管中的剩余气体等, 都集中通过压缩机橇顶部的集中放散系统, 排放到大气中去。

在压缩机入口前、优先控制盘与加气机之间, 安装了2组紧急自动关闭阀, 在系统中多处安装了单向阀。一旦系统出现异常情况 (如局部泄漏使该处压力下降, 管道或系统堵塞造成压力升高, 以及突然断电等) , 阀门会自动关闭, 确保天然气封闭在系统中, 不会泄漏, 也不会倒流。

(5) 手动紧急制动阀 (ESD按钮)

在加气站控制室里主控制屏上, 橇装体外壁上, 以及加气机旁分别安装了手动紧急制动阀, 一旦出现异常情况, 自动控制系统未动作或者失灵时, 仍然可以保证人工能及时切断电源和气路。

(6) 强劲的风冷系统

可在橇装体内产生强风, 保证机组运行时, 即使系统有天然气泄漏, 也会立即被排出到大气中, 不会产生爆炸的危险。

(7) 橇内安装天然气泄漏报警器

一旦有天然气泄漏, 可立即报警停机 (一般设定为天然气在空中的体积分数等于爆炸下限的20%时报警) 。

(8) 安全阀

整个系统共设置了多个安全阀, 分别保证压缩机各级出口压力、缓冲罐压力、储气瓶组压力、高压管道压力以及加气机压力等不会超压, 否则安全阀会自动泄压, 确保系统安全。

(9) 计算机远程监控

计算机远程监控系统可使管理人员在加气站的集中控制室里及时发现加气站的工作异常情况, 并采取紧急措施。

参考文献

[1].王刚, 岳建兵.天然气加气站安全设施设计中风险与危害浅析[J].建设科技2009, (11)

CNG加气站压缩机的操作与使用 篇5

天然气是易燃易爆介质，阅读和理解产品使用说明书是设备安全操作的基础。开机时注意气动阀的是否处于正常状态。

（一）、安全保障

1、再有天然气流经的设备安装十米范围内不得吸烟或有明火。

2、“CNG”加气站机房不得储存易燃物质，不得在靠近压缩机及电动机驱动的地方放置带油的擦布棉纱等物。

3、机器的运转部分是危险区域，在机器运行过程中不得靠近。

4、在启动压缩机之前，应绝对保证没有人正在进行压缩机及其系统的检查和维修工作。

5、压缩机运行过程中，不要接触排气管路和其他高温部位。

6、压缩机运行过程中不得进行其它任何作业。

7、为了安全操作加气站设备，压缩机操作人员应经过培训。

（二）、首次开车前的准备：

1、检查地脚螺钉在二次灌浆后的强度是否达到要求。

2、全面复查压缩机各运行与静止机件的紧固及防松情况，调整支撑并加润滑油。

3、复查各部分间隙，检查压缩机的转向是否正常，并盘车数转，查看运行是否灵活，确认无障碍或异常现象。

4、检查各部分的供油情况。

5、打开水路管线阀门，应使水流畅通无阻并无渗漏现象。

二、开、停车

1、开、停车（手动）

开车：开车前先供油，后盘车，再供水，关闭进气阀门，打开未级排气阀，以便空载起动，然后启动主电机，最后打开进气阀门投入正常工作。

2、停车：关闭一级进口阀门，打开各级卸载阀门，关闭主电机，停止供油、供水，最后关闭末级卸载阀门。

3、开、停车（自动）

开车前应巡视一遍整个系统，盘车，待系统符合使用要求后，再连接好气源与系统的连接管道，然后打开主电源，使系统进入工作状态。

压缩天然气加气站 篇6

1 简述天然气资源的相关特点

1.1 计量特点的分析

从当前压缩天然气的计量分析来看, 天然气和其他气体一样, 在一定的标准状态下, 整体质量与体积还有密度都存在相应的正比例关系, 可以采用理想的状态方程式进行处理。但是, 压缩天然气还受到其他因素的影响, 譬如, 温度、压力、压缩因子以及其他气体组份等等, 因此, 在压缩天然气的计量方法上, 计量的时候要换算成标准的状态, 并根据温度、压力等影响因素进行适合的补偿修正。在计量过程中, 提高自动化程度较高的在线检测系统完成整体的技术控制, 譬如, 在售气机现场的高压状态下进行天然气密度的分析测量比较困难, 一般都只能近似采用长输管线末站采样计算的密度值。

1.2 积极效益的性价比好

从当前天然气的资源利用情况来看, 作为一种新型的资源, 尤其是压缩天然气为了更好的满足中小城镇或者工业用户的整体需要, 开发出来的压缩天然气输配工艺, 更加全面的体现出经济实用的效果, 从管道燃气的供应看, 目前主要有三种方式, 即天然气管网输送 (长输管线) 、液化石油气管道输送、液化石油气混气输送, 从不同的输送模式来看, 每一种都能起到良好的作用, 具备有管线长、投资大、用量增长, 经济实惠等一些特点, 是一种经济型的资源输送方式。

2 分析天然气加气站主要设备的配备

2.1 加气站模块化的总体布局和系统设计

压缩天然气加气站的模块化布局是一项系统工程, 需要采用想用的优化工艺措施以及设备配置, 要在有限的资金使用上, 将更加先进的技术提供给客户, 为了更好的提升整体设计的科学性, 在设计上要综合考虑各方面的因素, 并依据输气管网的整体压力, 依据天然气的气质情况和含水状况, 并考虑不同地域的环境温度, 确定脱水干燥的工艺方法, 并对装置的结构形式以及各种规格, 确定好相应的技术参数, 对每一个环节的工作压力、气体流量速度以及管径大小、接口状态等做到细致的管理, 优化每一道工艺程序。

2.2 设备的合理选用

在压缩天然气的设备选择上, 要综合考虑压缩天然气的相关技术参数, 在加气站的设备运用上, 采用国际一流的压缩机, 围绕压缩天然气的核心需要, 选择技术过硬、设备先进的压缩机, 在当前的使用上, 可以采用橇装式CNG加气站的压缩机种类, 针对不同压缩机具备的相应优势, 仔细确定设备的平稳度, 保障运行的整体能力, 如曲轴箱、机架、气缸等部件都采用了外罩树脂砂精密铸造, 活塞杆和气缸内表面经离子氮化处理, 曲轴和连杆都采用合金钢经强力锻造。其次, 在干燥器的选用上, 压缩天然气加气站的脱水处理工艺是一个不容忽视的重点, 因此, 要采用分子筛脱水装置, 尤其是选用脱水机少、再生能耗低的干燥器, 增强系统的运行能力。

3 探讨强化压缩天然气加气站的安全技术的运用模式

3.1 制度化的有效管理模式

在压缩天然气加气站的安全技术管理上, 制度建设也是一个关键点。因此, 要从多方面细化压缩天然气加气站的制度管理, 做到安全运行的制度化、规范化。首先要加强对人员的配置。对于压缩天然气的工作岗位设置, 要合理配备人员, 明确职责, 让每一个人员都熟悉自己的工作内容。二是要建立严格的运行台账。对每类设备的运行要有细致的记录, 并建立专门的操作规程, 对人员进行技术培训, 详细记载每一种涉笔的主要参数, 为检修运行提供强有力的数据支持。三是要编制应急处理预案。对于压缩天然气加气站的高压高危工作, 要有全面化的分析模式, 严格组织, 建立应急处理措施, 为整体的安全管理提供良好的服务。

3.2 安全监控和保护措施的运用

在具体的安全措施运用上, 要结合压缩天然气加气站的整体特点, 对每一个环节进行深入分析。一是在橇装结构上, 主要设备都集中在一个封闭的金属箱体 (类似集装箱) 中, 该箱体具有防雨、降噪和便于运输等优点。在站内设备区发生危险时, 还能起到隔爆作用。二是放散系统的运用, 压缩机停机后滞留在系统中的气体、各气动阀门的回位气体、安全阀释放的气体、压缩机润滑系统所泄漏的气体、加气机软管中的剩余气体等, 都集中通过压缩机橇顶部的集中放散系统, 排放到大气中去。

3.3 设备及施工资质严格化管理

加气站中的许多重要设备, 如脱水干燥装置、储气瓶组和缓冲罐等都属于压力容器。燃气高压管道及设备的安装施工质量, 直接影响加气站的运行安全。具有相应资质的施工队伍才能承建加气站。选用有三类压力容器制造和安装资格单位进行施工, 确保加气站的施工质量和安全生产。管道的焊接接头或卡套式接头必须符合技术质量要求, 在出厂前和连接后都要求做100%射线探伤和压力试验。

4 结束语

在具体运用的安全管理上, 压缩天然气加气站的安全管理是一个技术性的运用过程, 在全面强化设备安全运用的基础上, 综合考虑各方面的综合因素, 为压缩天然气加气站的全面发展做好更大的技术支撑。

参考文献

[1]罗予红, 齐研科, 韩旭.天然气汽车及天然气加气站[J].煤气与热力, 2010, 20 (6) :439-440.[1]罗予红, 齐研科, 韩旭.天然气汽车及天然气加气站[J].煤气与热力, 2010, 20 (6) :439-440.

[2]孙永康.CNG汽车加气站脱水装置的设置[J].煤气与热力, 2002, 22 (3) :257-258.[2]孙永康.CNG汽车加气站脱水装置的设置[J].煤气与热力, 2002, 22 (3) :257-258.

[3]徐延海, 李永生, 黄海波.充气速率对全复合材料车用天然气气瓶强度的影响[J].玻璃钢/复合材料, 2010年02期.[3]徐延海, 李永生, 黄海波.充气速率对全复合材料车用天然气气瓶强度的影响[J].玻璃钢/复合材料, 2010年02期.

压缩天然气加气站 篇7

近年来，随着国内成品油价格的步步走高，天然气的价格优势使其迅速成为理想的车用替代能源，压缩天然气加气站的数量也随之不断增加。这个行业迅速发展的同时造成了站点分散，监管难度加大，加之许多地方管理工作相对薄弱滞后、控制手段落后、实时性差，设备监控、安全生产等方面存在诸多漏洞和问题，安全事故时有发生。更重要的是控制设备之间采用有线电缆连接，而且铺设距离较远，成本很高，变动困难。那么，设计一个安全可靠、实时性高且成本较低的监控系统是非常有意义的[1,2]。

1 原有的压缩天然气加气站有线监控系统

原有的压缩天然气加气站监控系统根据所处的地理位置，分为两个部分：现场端和远程控制端，这两端是通过有线电缆进行通信，如图1所示。现场端主要包括现场端采集/控制板、仪表和机械控制器等;远程控制端主要包括PLC控制柜等。

现场端主要完成以下功能：采集数据(主要是压强、温度、阀门状态、气瓶状态等)，发送数据给远程控制端，现场控制和接收远程控制端控制命令。

远程控制端主要完成以下功能：接收现场端数据，显示现场端信息，发送控制命令给现场端。

整个系统的工作流程是：现场端采集/控制板不断地将采集到的现场端的数据通过电缆发送给PLC控制柜，PLC控制柜收到数据后，显示现场端的情况。操作人员根据现场端的情况利用PLC控制柜发出相应的控制命令给现场端采集/控制板，收到命令后，将执行相应的机械操作或控制。

2 压缩天然气加气站无线远程监控系统

从图1可以看到，用有线的方式控制加气站的设备虽能够保证数据的安全可靠，但却带来一系列不便，诸如：

1)成本高：铺设大量的电缆进行有线远程控制;

2)灵活性差：加气站一旦部署好，很难再做出改变，许多设备都已经固定在相应的位置;

3)维护不方便：大量的电缆在地下铺设，给维修、维护带来不便。

为解决以上问题，我们将有线传输方式改为无线传输方式，设计了加气站无线远程监控系统，系统示意图如图2所示。本系统仍由现场端与远程控制端组成，现场端与远程控制端所完成的功能和之前的系统类似。

整个系统的工作流程是：现场端采集节点负责采集现场端的数据并把数据通过无线模块传给远程控制端数据中继节点，远程控制端数据中继节点收到数据后，把数据通过串口传给PC监控节点，PC监控节点将上传的数据进行处理并显示。操作人员根据现场端的情况利用PC监控节点发出相应的控制命令给中继节点，中继节点转发给现场端采集节点，采集节点收到命令后，将执行相应的机械操作或控制。

2.1 压缩天然气加气站无线远程监控系统设计

依据控制要求，压缩天然气加气站无线远程监控系统设计如图3所示。系统采用模块化设计，把不同的功能设计成相对独立的功能模块，模块之间预留相互通讯的接口。工程实施中根据用户的具体需求选择功能模块组合，既可以降低用户的投资成本，又可以保证用户以后的扩展需要。

本系统从数据流向上看，有两个方向。上传方向：数据从现场端流向计算机，其中包括20路模拟量和30路开关量;下传方向：数据从计算机流向现场端，其中包括45路开关量及相应的控制命令。

2.2 压缩天然气加气站无线远程监控系统硬件设计

2.2.1 现场端数据采集和处理模块电路设计

现场端数据采集和处理模块集信号采集和数据处理为一体，是电路的核心，故选择MSP430F5438[3]单片机作为处理器，该处理器是TI公司推出的16位超低功耗处理器，内部集成了256KB FLASH存储器，16KBRAM，精简指令集(RISC)，四个通用通信接口和12位模数转换，因此它功能强大，并且价格较低也满足系统设计的要求。

由于该模块需处理输入20路模拟量，30路开关量;输出45路开关量，而MSP430F5438处理器只有80路I/O口，故需要对I/O口进行扩展。

模拟量输入端口采用高速大规模电子模拟开关集成电路AD7506进行扩展，电路如图4所示。通过AADD0、AADD1、AADD2、AADD3端口的选择，将输入信号扩展为16路AIN1～AIN16，另外4路由MSP430F5438直接采集。

输入3 0路开关量采用4块多路转换器SN74151A和1块多路分配器SN74LS137D进行扩展，电路如图5所示。其中将30路开关量分为4组，通过控制多路分配器SN74LS137D输入端的信号DADD3和DADD4，得到相应的输出信号G1、G2、G3和G4，并把G1、G2、G3和G4信号用来控制4块多路转换器SN74151A的使能端，以决定当前工作芯片的组别。1块SN74151A型多路转换器有8路输出，故可扩展32路，使用时选择30路即可。

下传45路开关量直接采用MSP430F5438的I/O口，数据的处理也由MSP430F5438完成。

2.2.2 无线通信模块电路设计

无线射频模块采用N O D I C公司[4]生产的nRF905芯片。该芯片有以下优势：

1)工作在通用频段。nRF905射频芯片工作在433MHz、868MHz和915MHz三个频段，它们都是在国际上通用的ISM(工业，科学和医学)频段。本系统采用的是433MHz，使得它有更远的传输距离。

2)抗干扰能力强。它的调制采用GFSK(高斯频移键控)，调制在100kbps，频率偏离在±50KHz，最多可支持170多个无线信道。这些决定了它拥有很强的抗干扰能力，非常适合于工业控制现场大范围应用。

nRF905芯片虽有一定优势，但它的最大发射功率只有10dBm，而在实际应用过程中，信号在传播的时候会有很大的衰减，因此需要在nRF905的外围电路中增加功率放大器，以放大射频信号的发射功率，进而增大传输距离。电路设计如图6所示。

2.2.3 电源模块电路设计

对于一个硬件系统来说，电源模块的设计有很重要的地位。在该系统中，外设较多，各个外设所需的电压也不尽相同：1)处理器和串口驱动电路需要3.3V直流供电;2)74系列芯片SN74151A和SN74LS137D需要5V直流供电;3)多路模拟开关AD7506需要±15V直流供电;4)加功率放大器的射频模块需要5V和3.3V直流供电。为此电源模块设计如图7所示。

该电源模块通过电源适配器将220V交流电转换为9V、2A的直流电，接入系统后一路进行电压的线性变换得到5V和3.3V直流电，另一路通过LM2577-15芯片和TC7662芯片的转换得到+15V和-15V直流电。转换过程中要添加滤波电容使电压平滑输出，使用磁珠来抵制高频噪声和尖峰干扰。

2.2.4 远程控制端数据处理模块电路设计

远程控制端数据处理模块只负责数据的中继处理，对I/O口数量也没有具体要求，故采用性能较低的处理器MSP430F149[5]。该处理器是TI公司推出的16位超低功耗处理器，内部集成了60KB FLASH存储器、2KBRAM、精简指令集(RISC)和12位模数转换，并且价格较低，能满足设计要求。

2.3 压缩天然气加气站无线远程监控系统软件设计

2.3.1 节点软件设计

节点软件设计包括现场端采集节点和远程控制端数据中继节点，其数据传输分为上传方向和下传方向，数据上传方向软件流程图如图8和图9所示。

数据上传时，现场采集端MSP430F5438要不断收集现场端的模拟量和开关量，存储并添加到发送队列上。当定时时间到，就会把发送队列上的数据通过射频模块发送出去。远程控制端MSP430F149要不断检测是否有由于接收数据而触发的外部中断，如果收到数据，将数据存储并添加到接收队列，当定时时间到，从接收队列取数据，并通过串口发送到PC端。

数据下传方向软件流程图如图10和图11所示。

数据下传时，远程控制端MSP430F149不断检测PC是否发出控制命令，如果发出，则将其添加到发送队列上，等待定时时间到时将数据发送出去。现场采集端MSP430F5438不断检测是否有由于接收数据而触发的外部中断，如果收到数据，将数据存储并添加到接收队列，当定时时间到时，从接收队列取数据并进行相应的控制操作。

2.3.2 PC客户端软件设计

压缩天然气加气无线远程监控系统客户端软件是基于Microsoft Visual Studio 2010平台采用C#语言.net framework框架开发而成，具有实时性高、可靠性高、易操作等特点。

根据用户需求，该监控系统客户端设有手动注油、手动回油、自动运行、参数设置和设备调试功能页面，以便对系统进行监控，其中手动注油页面用于加气过程;手动回油页面用于回油过程;自动运行页面用于自动监控加气过程和回油过程;参数设置页面用于对系统参数进行设置;设备调试页面用于调试设备。因自动运行页面包含手动注油和手动回油功能，故将手动注油、手动回油和自动运行页面设计在一起，如图12所示。

参数设置和设备调试页面合为一体，设计如图13所示。

下面结合手动注油和参数设置页面，阐述采用无线远程监控系统控制的加气站工作流程。

1)加气过程

以1号气瓶为例，PC监控子节点通过点击参数设置页面的1#油阀、1#气阀、总气阀、注油阀和1#油泵按钮，发出打开1#油阀、1#气阀、总气阀、注油阀和打开油泵命令给采集/控制节点，采集/控制节点做出相应控制动作，使1号油阀、1号气阀、总气阀和注油阀打开。油泵开始工作后将油箱中油通过注油阀、换向阀抽到1号气瓶内，1号气瓶中的天然气就会通过1号气阀和总气阀流出，完成加气任务。

加气过程中，采集/控制节点除了要随时接收PC控制节点发出的控制命令，也要不断将采集到的现场端信息发送给PC，使得操作人员通过手动注油页面掌握现场端的情况，对现场端进行控制。如采集/控制节点不断将油温、油压、差压、油泵温度和1号气瓶状态等信息发送给PC，如果发现油泵温度过高，则PC将发出打开风扇控制命令给采集/控制节点，将风扇打开降低油泵温度。如果某些参数达到临界值，将发出报警信号。

2)回油过程

加气完成后，PC监控子节点发出关闭1号气阀、总气阀、注油阀、油泵和打开回油阀命令给采集/控制节点，采集/控制节点做出相应控制动作，将1号气阀、总气阀、注油阀关闭，1号油阀、回油阀打开。油泵关闭后，1号气瓶中压强大于油箱压强，油自动通过回油阀回流到油箱中，完成回油过程。

3 结束语

针对压缩天然气加气站有线远程监控系统布线成本高、不够灵活的问题，本文采用无线传输方式，设计和实现了压缩天然气加气站无线远程监控系统，给出了控制方案、硬件电路和软件电路设计方案。系统实现后，我们对系统的稳定性、可靠性和实时性进行了测试，系统测试表明，该系统安全可靠、实时性高，达到了设计目的。

由于压缩天然气加气站越来越多，在布线难度大或布线成本过高的远程监控系统中，采用本系统是一种实用可靠的方式，具有很高的实用价值和推广应用前景。并且采用本系统还能在特殊情况下安全、快捷地建立流动加气站，以解决燃料的供给问题。

若将该技术进行扩展，在一个城市建立一个监控中心，将所有压缩天然气加气站的有关数据传至监控中心，就可将分布式控制改为集中式控制，那么成本还会更低，也更便于管理。

参考文献

[1]余格非,王振华,杨聪,刘大伟.CNG加气站远程智能监控系统的设计与实现[J].电子产品世界.2012,(5).

[2]焦洪峰,艾秀娟.压缩天然气(CNG)加气站网络监控系统设计[J].电气技术.2011,(2).

[3]http://www.ti.com/cn/lit/gpn/msp430f5438[EB/OL].

[4]http://baike.baidu.com/view/1153581.htm[EB/OL].

压缩天然气加气站 篇8

压缩天然气作为一种汽车清洁能源, 已经越来越被大众所认可, 近年来, 我省汽车燃气行业发展迅速, 燃气汽车逐年增多, 压缩天然气加气站数量激增。截止到2012年11月, 我省已经有加气子站150多座, 加气母站18余座。随着西气东输二线气的贯通, 加气母站还在增加。CNG加气柱作为母站对外销售的主要计量器具, 受外界因素影响较大, 如温度、湿度、密度和压力等, 为了保证加气柱计量的准确性, 维护供需双方的利益, 减少贸易纠纷, 已成为现实问题。本文结合多年实际检定工作经验, 进行多次试验, 发现用标准表法气体流量标准装置对CNG加气柱进行检定时, 在低、中、高三个压力阶段, 检定结果差别较大。

1 CNG加气柱的构造和工作原理

1.1 CNG加气柱的构造

加气柱由流量计、电子计控器、显示屏、电磁阀、快速切断阀、限压传感器、拉断阀、加气枪、壳体等主要部分组成的一个完整的计量压缩天然气累积量的装置。其核心部件是流量计, 流量计由传感器和变送器组成, 其中传感器主要由振动管、驱动部件等构成, 变送器主要由测量和输出单元等构成。加气柱采用的是科里奥利质量流量计, 工作原理是利用流体在振动管内流动时产生的科里奥力以直接或间接的方法测量科里奥力而得到流体质量流量。

1.2 加气柱的工作原理

天然气经压缩机加压通过管线送到加气柱的进口处, 由电子计控器按工作状态打开高压电磁阀, 使气体送到质量流量计中进行计量, 经过流量计计量后的气体通过快速切断阀、拉断阀送到加气枪, 再被加入到槽车的储气瓶中。流量计计量后, 得到与电子计控匹配的流量电脉冲信号, 并在电子计控器装置中进行运算、显示和控制电磁阀。图1是加气柱工作原理框图。

2 CNG加气柱的检定

2.1 标准表法气体流量标准装置情况

本装置是我院与重庆巨创计量设备有限公司合作研制的CNG加气机检定装置, 本装置主要用于CNG加气机的检定, 主标准器, 气体质量流量计, 流量范围 (1~60) kg/min;准确度等级为0.1级。附属设备:a.便携式计算机及相应处理软件;b.精密压力表 (0~40) MPa, 不低于0.4级;储气瓶必须满足压力容器要求且水容量应不小于150L。

2.2 试验对象

选择中油恒燃石油燃气有限公司薛店加气母站一台加气柱作为试验对象, 型号CNG050;编号886788;流量范围 (1~60) kg/min;生产厂:阿根廷。

2.3 标定前的准备工作

标准装置地线与加气柱地线连接牢靠, 通电预热, 然后将加气柱的加气枪通过变径接头与标准装置连接好, 标准装置的加气枪与储气瓶连接好, 标准表装置的信号传输线与笔记本电脑连接好。

2.4 标定方法

将标准装置加气枪插入储气瓶充气阀, 确认连接良好并打开阀门。操作笔记本电脑进入软件检定程序界面, 输入被检加气柱的信息, 如编号、生产厂、系数等, 将界面中介质密度与被检加气机密度设为一致, 准备就绪后启动加气柱加气按键, 然后打开标准装置气枪的三通枪阀, 加气, 检定开始。加气完成后, 迅速关掉储气瓶阀门, 排出加气枪短管内的气体, 将枪头拔出, 将计量储气瓶的压缩天然气按照符合GB 50156-1002第8.5.6条规定要求的天然气放散管迅速排放。在检定软件中输入被检加气柱显示的体积流量, 点击检定界面上的“检定结果”得出当次的示值误差后, 再点击“下次检定”, 确定进入下次检定。完成一次检定。重复上述操作, 完成下次检定。

2.5 标定中应注意的问题

根据JJG 996-2005《压缩天然气加气机》检定规程要求, 在后续检定中加气机的整个流量范围由检定介质充装容器的充装量来划分高流速区间 (简称高区域) 及低流速区间 (简称低区域) 。高区域为从开始充装至预充到额定值的75%。低区域为从预充至额定值的75%到额定值 (气体介质充装至充装容器, 充装容器由充装初始状态至20MPa时的气体介质量为额定值) 。按照规程上的要求预充至额定值的75%算, 根据工作经验此时的压力应该是16MPa左右。在实际工作中高低区域很难区分, 因为给出租车充装容器加气短则一分钟, 长则三分钟就充装完成, 中间如果人为关停一次区分高低区域, 这样会出现两个区域的加气量都很小, 检测的误差就会增大, 再者人工操作加气机的开关和充装容器的开关阀门不同步, 也会出现检测误差。因此, 在实际检定中增加一次加气全过程, 即从开始到充装容器充满为止。

2.6 加气柱标定时常用公式

2.6.1 流量计算公式:

2.6.2 示值相对误差计算公式:

2.6.3 测量重复性计算公式:

上述3个公式中:

qm—在t时间内, 流经加气机的平均质量流量, (kg/min) ;

mj—加气机质量示值, kg;

mc—气体流量标准装置给出的实际质量值, kg;

t—测量时间, s;

Em—加气机的质量相对误差, %;

En—规定条件下本组的测量重复性, %;

Emax—规定条件下测量示值相对误差最大值, %;

Emin—规定条件下测量示值相对误差最小值, %;

dn—极差系数 (当测量次数n=3时, dn=1.69) 。

注:在实际检定中加气机使用的都是科里奥利质量流量计, 但都没有按质量结算, 而是根据天然气商品量管理暂行办的通知第五章中商品气的气质、计量、计价和结算管理规定, 天然气按体积进行计量, 加气机主板程序预制有天然气密度公式ρ=kg/m3, 把质量换算成体积。

3

高区域试验数据 (见表1)

4

加气柱示值误差重复性要求 (参照加气机执行) 见表2

5 问题分析

通过上表1的试验数据可以看出, 压力的变化, 对检定结果产生的影响是不可忽视的。通常情况下, 加气柱的加气枪直径是普通加气机加气枪的四倍左右, 前文提到CNG加气柱和CNG加气机标准装置的连接是通过带变径接头的加气枪联起来的, 当CNG加气柱工作压力低时, 加气柱在流量范围下限工作, 由于加气柱使用的是科里奥利质量流量计, 而这种流量计是主要用来测量中高压气体的, 不适合低压气体的测量。在加气柱的工作程序中设有小信号切除, 在流量过小、压力波动时, 小流量会被切除, 计量则偏慢。而标准装置管径细, 要在相同时间内流过同等数量的气体, 流体受阻, 压力肯定变大, 流速也会变大, 此时标准装置正常工作。当CNG加气柱工作压力高时, 加气柱正常工作, 而标准装置此时在流量范围上限工作, 甚至超出流量范围, 流量计不能正常工作。会出现漏脉冲现象, 此时计量则偏慢。因此, 在对母站加气柱进行标定时, 压力要保持在合理的范围内, 这样检测的数据才接近实际, 压力过高或压力太低时检测的数据偏离实际较大, 如果以此的检定结果作为依据来调整加气柱的准确度, 势必会给买卖一方带来很大的经济损失, 希望从事检定工作的人员在对母站加气柱检定中能够引起重视。

6 结论

由于现有CNG加气机检定装置都是七年以前研制的, 不能满足CNG加气柱大流量检定的要求, 天然气作为大宗贸易商品, 涉及到贸易结算和安全防护, 必须解决流量量值的正确和统一问题, 现有加气机标准装置应进行技术改造, 增加流量范围在 (1~80) kg/min的同级的质量流量计, 专门用作加气柱的检定。这不仅关系到贸易双方的经济利益, 而且按照《计量法》的规定CNG加气柱是纳入强制管理范围的计量器具, 希望引起有关计量主管部门的重视。

参考文献

[1]JJG996-2005, 压缩天然气加气机检定规程[S].

[2]JJG1038-2008, 科里奥利质量流量计检定规程[S].

压缩天然气加气站 篇9

关键词：压缩机厂房,防火涂料,钢结构

钢结构建筑及工业厂房等的发展十分迅速, 特别是从2008年中国各奥运场馆的建设完成以来。钢结构具有施工简便、施工工期短、容易形成大型空间结构等优点。但防火性能较差成为钢结构的最大缺点, 研究表明, 当温度达到600摄氏度时, 钢才就基本丧失强度和刚度。无防火保护的钢结构构件, 耐火极限通常只有15~30min, 一旦发生火灾, 结构极易遭到破坏, 造成严重的损失[1]。为了解决钢结构防火性能的问题, 必须对钢结构构件进行防火保护。目前钢结构防火保护措施主要有防火涂料、发泡防火漆和外包防火层等[2]。防火涂料是施工最简单、防火性能较好的方法, 也是目前最常用的防火方法。

大型输气输油管线压气站压缩机厂房多采用钢结构, 其特点是跨度较大、高度较高, 且天然气压气站防火要求极高, 这对钢结构的防火设计和施工都带来了不少的考验。本文以西气东输二线西段某压气站压缩机厂房为例, 对防火涂料的施工工艺及冬季施工方法进行研究。

工程概述:结构形式:钢结构;建筑类别:甲类厂房;总建筑面积:2380.7m2;工程设防烈度:8度;抗震设防分类:乙类;建筑高度:14.80m;耐火等级:二级;设计使用年限:主体结构50年, 围护结构25年。钢结构构架及钢支撑表面防锈处理后涂刷薄型防火涂料, 应满足柱的耐火极限为2.5h, 梁的耐火极限为1.5h, 其他承重构件的耐火极限应满足《建筑设计防火规范》的相应规定, 颜色为白色, 哑光。

1 防火涂料施工准备

1.1 工序交接

在防火涂料施工前要求钢结构厂房所有钢结构构件安装、厂房内消防及电气仪表管道安装、行吊等厂房内附属设备安装等全部完成并验收合格。因厂房内有压缩机及燃气轮机等大型设备, 其与厂房的连接部分也应该完成并进行验收合格。防止因工序不当造成对防火涂料的破坏。

1.2 厂房内部重要设备保护

因厂房内设备已经安装完成, 涂刷防火涂料前必须对已安装设备进行保护处理, 对压缩机及燃气轮机机组部分搭设脚手架, 并用0.5mm后彩钢板进行全面覆盖保护, 防止上部施工时洒落涂料以及掉下工具等对下部设备造成污染和损坏;对重要的撬装设备等较小型设备进行彩条布覆盖保护;对已经防腐涂刷处理的管道管线等进行彩条布覆盖处理, 防止其受到污染。

1.3 钢结构构件表面及缝隙处理

钢结构在涂料涂刷前其表面要清洁干燥, 不得有油污、灰尘、积雪等其他影响涂料附着力的杂质存在, 对于构件的接缝处, 缝隙内按照要求填满防火涂料或其他堵料堵平后才能进行涂料的涂刷工作。对于部分防锈底漆受损部位要重新除锈涂刷防锈底漆, 并充分干燥后才能进行涂料施工。

2 防火涂料涂刷施工

2.1 防火涂料检验

施工前根据国家规范规定, 每使用100t或不足100t室内薄型钢结构防火涂料应抽检一次粘结强度, 并把复检报告存档备案。同时检查其产品型号、出厂检验单、合格证、质量保证期。钢结构表面除锈、防腐处理应经过验收。

薄型钢结构防火涂料的主要技术要求为:表干时间2h, 粘结强度1.0MPa。涂层不起层、不脱落。防火涂料涂层厚1.03mm时, 耐火极限1.5h;涂层厚1.92mm时, 耐火极限2.5h。钢结构防火涂料涂层完全干燥后也不宜在露天环境下暴露时间过长, 否则对涂层质量会产生影响。

2.2 环境条件

施工过程中和涂层干燥固化前。环境温度宜保持在5~38℃, 相对湿度不宜大于85%, 空气应流通。环境温度低于0℃或有5级以上穿堂风时不能作业。雨雪天不能进行露天施工。

2.3 施工要求

1) 施工工艺流程:搭设操作平台→设备保护→清理钢结构表面→隐蔽检测验收→第一遍喷涂→干燥后第二遍喷涂→······→喷涂到设计要求厚度→自检→验收[3]。

2) 涂料在施工前必须搅拌均匀, 该涂料以刷涂、滚涂为主, 也可视实际情况采用喷涂等其它方法施工。如果喷涂时涂料太稠, 可用专用稀释剂调配至合适的粘稠度。

3) 防火涂料涂刷在中间, 漆干透约12h后, 进行防火涂料施工。柱耐火极限2.5h, 干膜厚1.92mm, 涂刷6~8遍, 每遍用量0.6~0.9kg/m2;梁等其他承重构件耐火极限1.5小时, 干膜厚度1.02mm, 涂刷6~8遍, 每遍用量0.6~0.9kg/m2。每遍涂刷间隔根据面层风干程度而定, 约3~24h。涂层表面应平整, 无流坠、乳突、裂痕等现象。

4) 施工完毕后, 搅拌未用完的涂料, 应严密封存, 以备再用[4]。

3 防火涂料施工

3.1 柱防火涂料涂刷

柱耐火极限为2.5小时, 整个厂房中柱防火要求最高, 为施工中重点。柱子的涂刷采用滚涂和刷涂相结合的办法, 面积较大部分的腹板和翼缘板进行滚涂涂刷, 焊缝部分采用刷涂补漏的方法进行。施工顺序为从上到下, 柱上部较高, 采用中小型消防云梯车配合涂刷, 移动较为方便, 云梯车无法到达部位, 搭设脚手架并铺设垫板, 做成操作平台进行施工。因柱上部涂料涂刷时部分涂料流淌至柱下部, 如果涂料已经凝固, 柱下部施工要求先将流淌下来的涂料清除干净后再进行涂刷, 防止造成涂膜表面不光滑, 影响装修效果。

3.2 梁防火涂料涂刷

因结构跨度较大, 给梁防火涂料涂刷造成很大的不方便。为了节约成本并加快进度, 梁涂刷操作平台采用吊笼, 吊笼的模型如下图2所示:

用φ16圆钢焊接成的吊笼, 吊笼骨架采用2根圆钢弯曲制成。可减少焊接点:吊笼底部每间隔10cm焊接40x4扁钢1片。其垂直方向焊接40x4扁钢1片:笼子尺寸为80x80x100 (cm) ;所有焊点均满焊;平台自重约35kg, 可承重超过180 kg。实际操作前须对吊笼进行安全稳定性检查。所有焊点高度须保证在10mm以上, 施工时将吊笼挂在钢梁上, 并配合安全带即可。

3.3 其他防火构件涂刷

其他构件如支撑体系、吊车梁等构件, 耐火极限要求为1.5小时, 涂刷时采用脚手架搭设操作平台或者与吊笼相结合进行涂刷, 遵循自上而下原则。

3.4 修补和验收

防火涂料涂刷完成后, 对部分部位需要进行修补, 如其他专业由于焊接埋件、支架的需要, 会将局部防火涂料铲除, 该部分的防火涂料修复以手工抹涂或刮涂为主。抹涂前先清理松动的防火涂料, 清理干净钢结构表面, 然后按施工工艺要求中每遍的厚度和时间间隔抹涂或刮涂至要求厚度, 形成完整的闭合涂层。防火涂料施工整体完成后进行防火涂料的验收, 按照钢DB29-134-2005《钢结构防火涂料工程施工验收规范》进行全面验收, 验收合格后才能进行下步工序施工。

4 结论

本压气站压缩机厂房防火涂料施工按照上述施工工艺方法施工, 顺利完成并一次性验收合格, 比预定工期减少3天, 说明上述方法能够满足钢结构防火涂料施工要求, 且经济合理。

参考文献

[1]石永久, 白音, 王元清.大空间钢结构的防火设计与防火涂料选用新型建筑材料2005 (4) .

[2]杜文宇.钢结构防火处理的几种常用方法《重庆科技学院学报 (自然科学版) 》2007. (4) .

[3]李振军, 曾凌云.大跨度、大空间屋盖钢结构防火涂料施工建筑技术2010. (6) .

[4]陈阵明, 李和平, 张汉.CCTV新址主楼钢结构防火涂料施工建筑技术2009. (1) .

[5]DB29-134-2005钢结构防火涂料工程施工验收规范.

天然气汽车加气站布局分析 篇10

随着西气东输一线、二线工程建成通气和广东、福建等地进口液化天然气项目的实施, 管输天然气和液化天然气对城市多气源的供应格局已初步形成, 这从根本上改变了我国城市燃气的发展面貌, 大大缓解了城市天然气气源供应紧张的局面, 有效地保障了城市天然气汽车气源的供应, 有利于天然气汽车的大力推广。天然气汽车加气站选址受众多因影响素, 其布置受到服务对象的影响, 布局原则与加油站或公交车站有相似之处, 但在建设成本、安全规范、场站布置等方面又有自身的特点。在城市规划较成熟的城市, 城市土地资源利用情况紧张、人口流动性较大、水域河流和铁路对城市的分割等因素对加气站的选址影响很大。本文, 笔者结合城市用地规划、功能布局、交通现状以及经济发展水平等, 把公交车及出租车等车源作为用气点, 对加气站布局进行分析。

一、统筹规划, 总体布局

加气站的规划应在考虑城市用地规划、功能分区、经济发展的基础上, 先根据城市公共交通战略规划和环境保护的目标, 合理确定城市公交车和出租车的增长情况;再结合加油站和公交车场站的分布情况, 确定天然气汽车加气站的数量、规模和建设选址。加气站布局要统一规划, 避免盲目建设、重复建设, 造成资源浪费和恶性竞争。

1. 优先发展的车源。

随着经济的发展, 城市汽车的数量迅速增长, 燃油需求和环境污染的压力也急剧增加。天然气作为一种清洁燃料, 可有效减少污染排放。同时, 天然气汽车的使用成本较低, 燃料费比燃油汽车约节约50%。使用清洁环保、经济效益突出的天然气作为汽车的新能源来替代汽油、柴油势在必行。随着销售服务水平的进一步提高, 天然气汽车将逐渐抢占汽油、柴油汽车的市场份额。城市的公交车、公共事业用车 (如环卫、巡线抢险用车) 、市内出租车及旅游用车等社会公共需求量较大, 已经形成较大的使用规模, 是具有明确的用气数据的车源, 可根据实际情况优先发展。对于私家车, 可根据城市的经济发展水平, 出台相关的优惠措施, 鼓励使用。

2. 加气网络的优化布局。

根据城市总体规划对各行政区的行政定位及各行政区交通环境的特点, 有差异性、前瞻性地布置加气站, 并逐渐优化、形成环状辐射网。应通过调查、分析各市辖区的交通、用地情况, 并将其转化为用气需求, 通过数据分析、计算来调控加气车辆与加气时间的平衡。加气站建设的特点是投资大、周期长。在建设初期, 过度开发、投入过少都不利于天然气汽车的发展, 合理确定场站布局及用气需求对加气站的发展至关重要。确定天然气汽车加气站布局时, 应避免加气时间过长, 造成车辆排队, 引起堵塞。加气站的站址首选在主干道上, 既利于扩大加气范围又方便加气。同时, 还要避开人口密集、车流堵塞区域, 并减少加气空载里程数。加气站建设用地应统筹规划;合理控制加气站的数量, 避免无序的建设, 确保加气站规划布局的科学性和可操作性。

二、加气站的选址布局

技术水平、营运管理水平、服务管理水平、交通环境影响等是加气站安全营运的前提, 而正确评估加气站的盈利能力与资金投入, 以达到经营平衡是加气站长期发展的基础。加气站要保证良性发展并最终成网应有合理的盈利水平, 要避免盲目投资, 引起过度竞争、资源浪费, 同时又不能片面强调投资回报, 导致加气等候时间过长, 引起交通堵塞问题。在加气站站点规划中, 应根据加气站各站点的供气能力、加气负荷及经营回报率等实际情况, 科学合理的布置加气站, 使加气车辆的分流与加气需求的增加能形成长期的、合理的动态平衡。

1. 天然气汽车加气站建造类型。根据加气气种分类的不同, 天然气汽车加气站可分为CNG加气站和LNG加气站。

(1) CNG加气站。CNG加气站是以储存在车载高压气瓶中的高压气态天然气为燃料的天然气汽车加气站。主要由调压计量系统、净化系统、压缩系统、储存系统、CNG加气系统、控制系统共6个系统组成。输送至加气站的天然气经过稳压计量, 然后进入净化处理, 再用压缩机加压, 高压脱水后经顺序控制盘送入储气系统, 最后由加气机对汽车计量加气。按照站区是否有管道天然气可分为常规站、母站和子站。常规站是从天然气管线取气。通常, 常规加气量为600~1 000 NM3/h;母站从天然气输气干管直接取气, 母站的加气量为2 500~4 000 NM3/h;子站是在加气站周围没有管道天然气, 通过运转车从母站运来天然气给汽车加气, 一般需配小型压缩机和储气瓶组。为提高运转车的取气率, 用压缩机将运转车的低压气体升压后, 转存到储气瓶组内或直接给汽车加气。

(2) LNG加气站。LNG加气站是以低温液态天然气为燃料的天然气汽车加气站。主要由LNG专用储罐、LNG低温泵、LNG计量装置和控制系统组成, 流程类似于普通的加油站。低温储罐一般在地下, 低温泵在储罐内, 用于将罐内LNG向车用储罐输送, 整个加气站占地少。在现有的加油站里增设这套系统也十分方便。

应根据场站现场或附近天然气的供应情况, 合理确定加气站的类型。

2. 加气站建设形式。

天然气加气站建设形式主要受加气站占地面积、安全防护间距和加气站气源等因素的影响。加油站扩建为油气混合供应站, 适合人口密集、车流量大而土地较缺乏的区域;新建加气站适合公交车专供加气站、土地资源较宽松的区域。

3. 加气站的场站布局。

加气站的规划布局对加气站建设的约束主要体现在它对加气用户的影响。未来城市交通系统布局、交通流分布决定了汽车加气需求分布, 未来发展汽车的数量决定了加气需求量的多少;因此, 城市加气网络的建设规模及布局必然要满足城市未来发展的需求。各加气站间距根据供气需求均衡布置, 车辆空载加气距离控制在3~5 km。根据市内的交通情况, 加气站的定位可分为以下3类:第一类是在公交线路较集中的起始站设置公交车专供加气站, 其设计日负荷率、回报率均较高;第二类是在车源相对不集中的区域, 设计负荷率低, 经营状况处于亏损与持平水平的加气站;第三类是对于现有加气量较少, 处于亏损状况的, 可根据需要预留建设用地。加气站布置应结合公交场站的首末站、交通枢纽站设置, 在主干道交汇车流较多处, 结合交通规划做好加气站的出入口规划布置。

三、注意事项

天然气是一种易燃易爆气体, 在高度压缩的状态下, 管道一旦发生破裂或断裂, 天然气将在短时间内快速、大量地泄漏、扩散, 容易造成爆炸, 形成大范围的火灾。特别是在人口密度较高的地区, 这类破坏事故造成的后果相当严重。加气站选址应充分注重其安全性, 要远离人口密集和安全要求高的地区和建筑, 尽量选在河道边、山脚下、绿地旁, 既能减少对周围用地价值的影响, 也可以节约加气站的安全防护用地。在油气合建的场站, 应采取足够的安全隔离措施。