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壓縮天然氣CNG加氣站工作原理和工藝特點(diǎn)
在國內(nèi)CNG加氣站有兩種運(yùn)營模式：母子站運(yùn)營模式和標(biāo)準(zhǔn)站運(yùn)營模式。本窗口將陸續(xù)介紹CNG加氣站方面的知識(shí)，今天主要介紹CNG加氣母站的工作原理和工藝特點(diǎn)：
運(yùn)行原理
從管道輸送來的原料天然氣進(jìn)站后，先經(jīng)過濾、計(jì)量(供氣單位安裝)，然后進(jìn)入低壓脫水裝置，脫去其中的水分，使其露點(diǎn)達(dá)到或低于國家汽車用標(biāo)準(zhǔn)(即標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下-55℃)，然后經(jīng)緩沖器進(jìn)入天然氣壓縮機(jī)撬塊。本套系統(tǒng)采用撬裝式壓縮機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體的壓縮，通過優(yōu)先控制盤來對(duì)氣體進(jìn)行管理．進(jìn)入撬裝式壓縮機(jī)系統(tǒng)的干燥氣體，經(jīng)過多級(jí)增壓后，壓力達(dá)到25Mpa．級(jí)間氣體通過風(fēng)冷卻器和油水分離器后進(jìn)入下一級(jí)．壓縮機(jī)系統(tǒng)的PLC(可編程序控制器)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)采集、故障診斷、故障顯示、優(yōu)先順序控制、順序啟動(dòng)/停機(jī)等全過程管理，以無人值守全自動(dòng)方式工作。壓縮后的高壓氣體經(jīng)過壓縮機(jī)撬過濾后，通過優(yōu)先順序控制盤通向儲(chǔ)氣井、加氣機(jī)和加氣柱。通過加氣機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣汽車的加氣，通過加氣柱實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣拖車的加氣。儲(chǔ)氣井分三組實(shí)現(xiàn)順序供氣來提高氣體的利用率，同時(shí)配置一臺(tái)雙槍加氣機(jī)。加氣機(jī)可自動(dòng)順序加氣，自動(dòng)到壓關(guān)閉，計(jì)量顯示，并配有應(yīng)急關(guān)閉閥門。
工藝方案特點(diǎn)
(1) 進(jìn)站安全切斷系統(tǒng)：進(jìn)站天然氣管道上設(shè)置緊急切斷閥，在切斷閥后設(shè)有高效過濾器。
(2) 脫水再生系統(tǒng)：根據(jù)原料氣凈化處理情況，原料天然氣在開采生產(chǎn)過程中只進(jìn)行了簡單的油氣水常溫分離，因此，原料氣在工況下的飽和含水是存在的。含低壓飽和水的天然氣經(jīng)增壓至25MPa，將形成部分游離水及工況下的飽和水；游離水及重?zé)N經(jīng)壓縮機(jī)分離過濾脫除；壓力為25.0 MPa，溫度為45℃工況下的飽和水含量仍達(dá)不到CNG汽車用氣露點(diǎn)要求，所以原料氣必須經(jīng)過脫水，脫出飽和水，進(jìn)一步降低天然氣露點(diǎn)，使之小于-55℃(標(biāo)態(tài)下露點(diǎn))，達(dá)到CNG充氣氣質(zhì)要求，也為子站運(yùn)行提供了保證。加氣站內(nèi)的脫水工藝采用分子篩吸附劑。天然氣脫水裝置設(shè)置在壓縮機(jī)前面，天然氣進(jìn)入脫水裝置，脫出游離的水分和油分。干燥器填料飽和后需用天然氣再生。為避免浪費(fèi)，脫水裝置的再生氣由原料天然氣中取得。
(3) 天然氣含水分析系統(tǒng)：在脫水裝置后設(shè)在線微量水分析儀，實(shí)時(shí)監(jiān)測成品氣中的水含量，二次儀表設(shè)在控制室內(nèi)，如發(fā)現(xiàn)露點(diǎn)高于-55℃，則必須切換脫水裝置。
(4) 調(diào)壓系統(tǒng)：考慮到輸氣站來氣的氣壓隨用氣量的不同會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)，為保證壓縮機(jī)進(jìn)氣壓力平穩(wěn)，使壓縮機(jī)能盡可能在其最佳設(shè)計(jì)點(diǎn)工作，站內(nèi)設(shè)置一套調(diào)壓系統(tǒng)。
(5) 全站安全監(jiān)控系統(tǒng)：除由PLC自動(dòng)控制的系統(tǒng)氣壓、油壓、溫度、振動(dòng)及過載等涉及安全的保護(hù)外，系統(tǒng)布置了多點(diǎn)可靠的超壓天然氣卸放裝置；同時(shí)站內(nèi)按GB50156-2002的要求布置了由PLC控制的可燃?xì)怏w報(bào)警器及切斷裝置，該裝置與供電、供氣系統(tǒng)形成了閉鎖關(guān)系，可自動(dòng)切斷壓縮機(jī)進(jìn)氣和供電。根據(jù)用戶需要還可以將上述監(jiān)控點(diǎn)與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)構(gòu)成計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程集中監(jiān)控系統(tǒng)。
(6) 自動(dòng)化控制系統(tǒng)：CNG加氣站設(shè)備處在易燃、易爆、高壓和重載的工作環(huán)境中運(yùn)行，裝置的自動(dòng)化水平高低直接決定了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo)和安全運(yùn)行的可靠性。因此壓縮機(jī)系統(tǒng)實(shí)行高度自動(dòng)化的控制管理，以可編程控制器PLC為核心，采用了電機(jī)軟啟動(dòng)、閉式卸壓無負(fù)荷啟動(dòng)；系統(tǒng)油壓、電流、溫度、氣壓自動(dòng)監(jiān)控；自動(dòng)排污系統(tǒng)；多撬塊運(yùn)行自動(dòng)授權(quán)啟動(dòng)；計(jì)算機(jī)控制的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行控制系統(tǒng)；PLC自動(dòng)順序供氣控制系統(tǒng)；自動(dòng)溫度補(bǔ)償及售氣安全裝置等等。
(7) 高壓管道及設(shè)備的安全泄放：壓縮機(jī)系統(tǒng)各級(jí)安全泄壓天然氣在壓縮機(jī)房外集中泄放；貯氣罐排污泄放天然氣在污水罐處集中泄放。
(8) 廢氣回收系統(tǒng)：壓縮機(jī)系統(tǒng)各級(jí)排污泄放天然氣進(jìn)入廢氣回收罐，在廢氣回收罐內(nèi)設(shè)置有高效過濾分離裝置，將排污氣中所含油水分離出去，油水沉積在罐的底部，天然氣從上部進(jìn)入壓縮機(jī)前級(jí)進(jìn)氣管道，從而達(dá)到保護(hù)環(huán)境及減少浪費(fèi)的效果。
(9) 在加氣站裝置配置中，還可以根據(jù)用戶要求提供計(jì)算機(jī)經(jīng)營管理系統(tǒng)，以適應(yīng)用戶多種模式的營銷管理要求。
我們建議采用MICHELL天然氣露點(diǎn)檢測法對(duì)CNG中水露點(diǎn)值進(jìn)行24小時(shí)在線監(jiān)測。
