壓縮天然氣加氣站研究論文

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摘要：介紹了川渝地區以國產設備為主的壓縮天然氣加氣站的車用壓縮天然氣技術要求、生產消耗定額及加氣站建設與運行管理應注意問題。

川渝地區是我國目前最大的天然氣生產基地，“七五”時期就開展了推廣應用壓縮天然氣(簡稱：CNG)汽車的試點；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下、經過幾年的總結、提高、迄至1997年底、川渝地區共建成CNG加氣站3l座。其中南充市、自貢市和射洪縣三座CNG加氣站為引進國外設備裝備。其余均為國產設備站。近年來。隨著形勢的發展。CNG加氣站的建設呈現出更加迅猛發展的勢頭，至1999年底四川省建成以國產設備為主的CNG加氣站35座；成都市煤氣總公司于1995年建成投產全國產化CNG加氣爾范站一座。運行至今正常、良好。本文僅就我省有關實際情況，對以國產設備為主的CNG加氣示范站作一概要介紹。

1車用壓縮天然氣技術要求

為了滿足汽車發動機的需要和安全生產的要求，車用壓縮天然氣必須達到以下技術要求：

(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

低壓原料氣進入CNG加氣站后，經調壓計量、脫硫、脫水、加壓、儲存、充裝等環節，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、與壓縮機要求的進氣壓力相匹配。川西地區有豐富的天然氣資源，供應CNG加氣站的原料天然氣有兩種：一種來自川渝供氣環網(北環輸氣干線與南環輸氣干線)，有一定量的硫化氫含量；另一種為西油局系統供氣，其天燃氣組份中無硫化氫。

2．2進氣調壓計量系統

低壓原料天然氣進入CNG加氣站后，首先進入調比計量系統、這個系統包括過濾、分離、調壓、計量、緩沖等裝置。若原料氣組份中含有超標硫化氫成份時，應設置脫硫裝置、進行脫硫處理。

2．3深度脫水

原料天然氣進入脫水裝置的吸附塔、塔內的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到車用壓縮天然氣水含量的要求。深度脫水裝置及其設置有兩種：

(1)低壓脫水裝置，設置在壓縮機前，原料天然氣經調壓計量系統后，即進入深度脫水裝置，經過脫除水份的天然氣進入壓縮機，對壓縮機亦有一定的保護作用；

(2)高壓脫水裝置，設置在壓縮機后，原料天然氣經調壓計量系統后即進入壓縮機，壓縮后的天然氣壓力升高至25MPa，然后進入深度脫水裝置脫除水份。

2．4壓縮機裝置

低壓天然氣經壓縮機加壓后，天然氣壓力升高到25MPa。我省使用比較普遍的壓縮機是：V—1．55／3—250一III、L一2．5／3—250、L一7／3—250等三種型號。目前、四川省建設的CNG加氣站生產規模多為10000Nm’／d和15000Nm’／d，一般配備3臺壓縮機，通常有3種組合方式：3臺V型壓縮機、3臺L型壓縮機、或1臺L型壓縮機與2臺V型壓縮機組合。

2．5儲氣系統

為了滿足汽車不均衡加氣的需要，CNG加氣站必須設置高壓儲氣系統、以儲存壓縮機加壓的高壓氣。儲氣系統采用的儲氣方式有以下幾種：

(1)小氣瓶儲氣，單個小氣瓶水容積僅50升，需要氣瓶數量多、接點多、泄漏點多、維護與周檢工作量大。

(2)管井儲氣，使用API進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的儲氣管井。這種儲氣管井的有關技術，如全程固井、聯接密封、維護。與檢驗等尚需進一步深入與提高。

(3)大型容器儲氣、常用的有以下幾種：多層包扎的天然氣儲氣罐、公稱直徑為DN800、水容積規格為2、3、4m3。分臥式與立式兩種；柱型(球型)單層結構高壓儲氣罐、水容積規格為2、3、4m3或以上；引進美國CPI公司制造的高壓儲氣瓶，單個儲氣瓶水容積1．3m3，系無縫鍛造，按需要由多個氣瓶組合使用。

2．6售氣

售氣機是用來給CNG加氣汽車添加高壓天然氣。它由科里奧利質量流量計、微電腦控制售氣裝置和壓縮天然氣氣路系統組成。其屏幕顯示售氣單價、累計金額和售氣總量。

3生產消耗定額

我省建成的CNG加氣站規模多為10000Nm3／d或15000Nm3／d、其生產消耗是影響運行成本和經濟效益的重要部分，必須嚴格控制。以10000Nm3／d規模的CNG加氣站為例，生產消耗如下：

天然氣進站量10500—10800Nm3／d

天然氣進銷差500—800Nm3／d

脫硫劑耗量84．2kg／d

吸附劑耗量5kg／d

循環水量20t／d

電耗量900Kwh／d

潤滑油耗量3kg／d

4加氣站建設與運行管理應注意的問題

4．1加氣站的建站標準

四川省于1996年頒布了DB51／5013—1996“車用壓縮天然氣充裝站建設技術規范”。1998年石油天然氣總公司了SY0092—98“汽車用壓縮天然氣加氣站設計規范”，四川地區目前建設CNG加氣站主要依據這兩個標準，但有的主要依據四川省地方標準。這兩個標準在某些內容上是有一些差異的，特別是防火間距有明顯的不同，導致城市建站建設用地面積的差異。2000年7月1日將實行CJJ2000-84"汽車用燃氣加氣技術規范”強制性標準。以上所述標準均疏通幾標準、均屬同級標準，執行中各標準出現的差異將影響站的建設，為此、個人認為各同級標準間應按時間原則互相滲透，即以后的為準繩、從而克服矛盾。體現技術進步。當然、為更好地促進CNG加氣站建設、應盡快國家標準。

4．2協調管理，落實政策，促進加氣站建設

城巾建設CNG加氣站。必須在統—規劃的前提下文施、入能實現安全可靠、經濟合理、良性發展。統“規劃的實現涉及到計劃、規劃和建設等諸方面行政管理的協調運作；問時加氣站建設耗資較大、成都市建設一座15000Nm’／dCNG加氣站、僅工程建設費就需450萬--500萬元人民幣，為此亦需各方面管理部門協調落實國家與地方有關扶持政策，促進CNG加氣站建設史快發展。

4．3城市管

網的供氣壓力

城市管網的運行壓力受日、時高峰的影響而波動CNG加氣站要求進氣壓力適應于壓縮機，而且壓力要穩定。因此、CNG加氣站的調壓計量系統的設計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、才能保證壓縮機的設計能力得到充分發揮，取得最佳效益。

4．4合理設置儲氣容積

儲氣容積與CNG加氣站規模和不均衡充氣程度緊密相關。四川省地方標準“車用壓縮天然氣充裝站建設技術規范”規定的儲氣容積如下：

壓縮機總排氣量儲氣總容量

＜1800Nm3／h＜7500Nm3

＜1200Nm3／h<5000Nm3

＜600Nm3／h＜2500Nm3

對公交或環衛車輛為主要服務對象的CNG加氣站、應盡量通過調度手段緩解加氣過分集中、從而減少所需儲氣容器。

4．5加強管理，提高經濟效益

國外有公司提出。天然氣進銷價差0．08美元／Nm3足CNG加氣站經營的臨界值，四川地區CNG加氣站目前僅接近或低于這個值，為此提高經濟效益是當前的緊迫問題。要提高經濟效益，有兩個重要技術環節值得引起我們的重視：

(1)選用節能型壓縮機、運行中充分發揮其能力；

(2)運行時做好天然氣的回收利用，同時切實做好進銷氣的計量工作，力爭將天然氣進銷差控制在5—8％范圍內。