摘要：由于天然气可再生并且污染度低，它是世界各国非常重要能源之一。因此，对天然气加气站进行有效管理，针对天然气加气站的设备选型进行完善，对其运行方面的问题进行改善，是天然气加气站的重要工作。本文嘉兴市加油加气站有限公司为例，着重对压缩天然气加气站设备选型与运行管理进行研究，希望能够给天然气加气站提供些许参考价值。
关键词：天然气；加气站；设备选型；运行管理
前 言：随着汽车工业的发展，由机动车尾气排放所造成的污染已使城市的大气环境日益恶化，汽车废气的排放给大自然所造成的危害和后果成为破坏城市生态环境的一大公害。近年来，由于环境保护和资源条件等方面诸多原因，天然气汽车在许多国家得到推广使用，至2013年，全世界已有85多个发达国家和发展中国家发展和推广了压缩天然气汽车，天然气加气站达21503多座，全球天然气汽车保有量已发展至近1809万辆。天然气的重要地位及本身具有易燃易爆的特点加强对天然气的运输加工研究，保证天然气不论是在加工时，还是在运输时，不出现一点意外，是很有现实意义的。
1 CNG加气站的工作流程
在通常情况下，天然气加气流程从管道中将天然气提取出来或从加气母站通过拖车运送到加气子站，然后对其进行压缩处理，当处理完毕之后，将天然气输送到车辆。我司的两个常规加气站的工作流程如下：加气站从城市中压管网取气，经过滤、计量后经缓冲罐进入压缩机，天然气压缩机将天然气加压至25MPa，然后进入后置脱水装置干燥进行干燥，再通过优先顺序控制盘分三级压力由高至低向站内储气井组进行充气，使储气井组均达到各自的储存压力后，压缩机停止运行。经加压后的天然气，再经加气机向汽车计量加气。汽车加气顺序为由低级压力至高级压力从储气井组取气，如果高压井组不能满足加气压力要求，可通过压缩机直通管向汽车直接加气。从工艺流程中，可以看出压缩工艺是压缩天然气生产技术的核心，压缩机的选型是极为重要的，脱水装置也是非常必要的辅助装置。
2 设备选型
压缩机的选择主要根据加气站进、出站压力，压缩机的性能、加气能力，储气容积，施工场地条件等因素进行综合考虑。撬装式压缩机具有较高的稳定性和可靠性，空间占用比较小，便于安装、维修和运行，设有隔音、防火及降噪作用的防护罩。考虑到环境要求，占地的原因，我司压缩机选择的是撬装式压缩机。在此基础上再来选择进口压缩机或是国产压缩机。以公司同样为常规加气站的吕岭加气站和灌口加气站为例，两个加气站的压缩机分别购买了进口压缩机和国产压缩机时，主要的投资结果如下：
2.1 进口压缩机
工程费用将近770万元，其中包含设备费用约为740万元以上，土建配套费用约130万元。其他费用约为50万元，故总投资约为950万元。
2.2 国产压缩机
工程费用约为450万元，其中涉及到设备费用约为400万元，土建费用约为220万元。其他费用约为230万元，总投资约为900万元。通过进口与国产压缩机的投资对比可以看出，两种压缩机选型在总建站投资存在非常明显的差距，仅仅比较设备费用，进口设备比国产设备多出50%。但是从总投资方面进行比较，仅仅高出5.3%。压缩机除了价格需考虑外，配件供应方便与否、维修维护难易，也是考虑的因素。所以，在选用压缩机的过程中，无论国产压缩机还是进口压缩机，都需要具体的投资情况进行分析，在准确而全面分析基础之上进行选择，如此才能够选择出最佳的方案。
（1）脱水装置
天然气中的水含量直接关系到站内设备及汽车的使用性能和寿命。如水含量大，容易引起压缩机故障、损坏机器，与天然气中的酸性气体结合后腐蚀储气设施，降压膨胀时水结冰容易堵塞加气机管道、阀门等。压缩天然气加气站脱水方式按照工艺流程中干燥器布置在压缩机前、后可分为两种，一种是压缩机前的低压脱水，另一种是压缩机后高压脱水。低压脱水的好处是，能够对压缩机起到一定的保护作用，使其不容易受到腐蚀，同时在压缩机组中也不需要设置冷凝水导出系统。由于其自身的压力较低，所以对容器制造工艺的要求也极低。在一般情况下所采用的脱水装置为硅胶和分子筛，以及4个塔。其缺点是，脱水设备本身的具有一定的体积，脱水量也极大，本身所需要的再生能源消耗也比较大。高压脱水的好处是，干燥器设备体积小、再生气量少、干燥后的气体露点低等。由于天然气通过压缩所形成的冷凝水排出量约占总脱水量的 70%～80%。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆缺点是由于压力高达25MPa，对容器制造工艺要求很高，所以便需要设置可靠的冷凝水导出系统，但是这种方式会在一定程度上增加系统的复杂性。除此之外，进入压缩机的天然气没有经过干燥处理，会对压缩机气缸或其他部位产生腐蚀，会在一定程度上对压缩机的使用寿命造成影响。通过比较且由于后加装脱水装置，从中压管网取气，中压管道压力约0.07MPa且在现场位置许可和施工条件的情况下，吕岭加气站选择了加装低压脱水装置，目前加气站运行良好，脱水效果稳定显著。新建的乐海加气站由于是LNG加气及CNG加气合建站，考虑到场地的限制及工艺的需求，且取气中压管道压力为 0.3MPa，若前置脱水的话，势必造成压缩机排量的减少或功率的增大。本地管网里气源气质良好，在门站又经过了一次过滤清洁的过程，含水和硫化氢的量很小，所以对压缩机危害不大，并且购置费用相对较低，因此采取了高压脱水装置。吕岭加气站和乐海加气站同样为常规站，都从管网取气，但是两个站选择了不同的脱水方案。在选择CNG加气站脱水方式时，一定要从整体考虑，结合本地的条件，主要根据压缩机的性能和气源选择采用前脱水或后脱水。
2.3 储气设备
储气容量的大小与汽车加气量和压缩机的排气量有关。如果储气容量较小导致压缩机出现频繁起动现象，损耗了其使用寿命；储气容量过大，还会及其浪费。目前公司选择的储气设备有储气井和储气瓶组。储气井具有安全性较高、占地面积小、采用储气井还可以从视觉效果上上有效减少周边民众对加气设施的恐惧和反感情绪的优势；储气瓶组具有施工难度小，建设周期短，可移动性强的特点。因此储气设备的选择主要参考两种的优缺点来选择。
3 运行管理
加气站建成前工艺流程选择设备选型很重要，建成后，后期的运行管理也是一项重要工作。
3.1 安全措施、编制操作规程及人员责任制到位
加气站内设备大多数为高压设备和高危设备，投产后，健全各项规章制度，制定安全管理制度及岗位责任制。针对每一个类型的设备编制专门的操作规程，每一个操作人员在上岗之前，都需要进行相应的岗位技能培训，在熟悉所在加气站的工艺流程图基础上熟悉个人负责的设备，使其能够按照具体的规程进行操作，以免出现错误操作发生事故。
3.2 编制合理的维修计划及监管到位
根据设备的运行记录，以及具体的检查状况，对每一类设备的维修与维护计划，都需要进行合理的制定，并有效组织人员进行维修与日常维护，如此才能够有效保证加气站长期保持在运营状态。相关技术支持部门，每个月做好巡查工作，监督各站点是否严格按照操作规程操作，设备是否定期检验检修，运行台账是否填写完整规范。
3.3 编制应急处理预案及定时演练
加气站本身是高危工作区，为保证出现突发事件时，能够及时、有效的对突发事件进行处理，根据公司安全应急预案针对加气站必须编制相应的应急处理预案，定期做好演练，熟练操作。
4 结语
综上所述，天然气加气站的设备选型与运行管理对于加气站的安全生产及经济效益是非常重要的，选择合适的设备与科学的处理方式，不仅能够有效保证天然气的质量，同时还能够减少天然气的生产成本，所以，加强天然气加气站设备选型和运行管理，是提升能源利用率的前提。
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论文作者:陶红新
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/2
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