浅谈ＣＮＧ加气母站的工艺设计 朱琳 大庆油田天宇工程设计有限责任公司黑龙江大庆１６３０００ 【摘要】本文结合大庆油田某ｃＮＧ加气母站的建设实践，介绍ＣＮＧ／］ｔ￣ 大，为了保护压缩机，延长压缩机的使用寿命，进站天然气要进行调压， 气母站主要工艺流程及工艺设备的选型分析，并对其安全控制系统进行了 使其压力处于较稳定状态。为了配合上游贸易计量，在调压器后设有天 简单描述，希望今后对ｃＮＧ加气母站的设计建设具有借鉴意义。 然气流量计。 Ｉ关键词ｌ紧急切断；紧急放散；调压计量；脱硫塔；脱水器；储气井 ３．２脱硫系统 ；加气柱 序官 大庆油田某ＣＮＧ母站总设计规模１０Ｘ１０ Ｎｍ ／ｄ，竣工总投资８０５万 元（不含土地费）；该母站主要设备：调压计量撬，双塔脱硫装置、双塔 脱水装置、压缩机、储气井、加气柱等设备。该站功能包含天然气的处 理、压缩、给拖车加气等。 １．加气站的工艺流程 大庆油田某ＣＮＧ母站气源接自大庆门站高压汇管，进站压力 ０．８ＭＰａ－１．８ＭＰａ。进站天然气首先进入调压计量撬进行稳压计量。 稳压计量后的天然气经脱硫装置和脱水装置分别进行脱硫、脱水等工 艺处理后再进入压缩机压缩升压至２５ＭＰａ，经压缩后的天然气通过加 气柱给ＣＮＧ拖车加气。加满气的拖车运至ＣＮＧ３１气子站给燃气汽车加 气。简单流程图如下： ２．设计初步构思 １）进站天然气管道上设置紧急切断阀。考虑加气站事故状态时， 能够及时、快速切断气源，将事故波及的范围降到最低，设计考虑在进 站管线上设置紧急切断阀。２）脱硫。根据该站原料天然气气质成分，原 料气含硫化氢（Ｈ ２ｓ）含量在２０ｍｇ／ｍ 以下，考虑汽车用天然气的气质 标准，故本设计考虑设置脱硫装置。并设置一路旁通以便干在硫化氢 （Ｈ２Ｓ）含量≤１５ｍｇ／ｍ 时直接进入下—工序。３）脱水。依据ＣＮＧ￣ｎ气 站天然气气质成份表，原料气的含水量超过了 车用压缩天然气》的气 质标准要求。原料气经脱水器脱水，脱水后的天然气水露点在－６０＂Ｃ以 下。经脱水后得天然气满足车用压缩天然气气质标准的要求。４）ＪＪｌ：ｌ气站 的安全泄放。高压管道及设备的安全泄放：压缩机各级安全泄放系统， 调压计量放空、脱水安全放散及管道安全放散的气体汇集在一起进入 放空管进行放空。５）站内浓度报警及ＥＳＤ按纽。站内设置可燃气体报警 器，监测工艺装置区等处的泄漏天然气的浓度。为充分保证加气站的 安全运行，降低事故发生后的次生灾害，在加气站的安全出入１：１、加气 机、压缩机以及脱水器ＰＬＣ控制柜、压缩机ＰＬＣ控制柜上均要求设置 ］＇ＥＳＤ按纽。这些ＥＳＤ按纽串联，重大事故一旦发生后，可以随时按下 ＥＳＤ按纽，然后与ＥＳＤ按纽联动的所有设备均停止工作，从而避免次生 灾害的产生。６）压缩机工作状态。压缩机进行并联，正常工作时通过旁 通阀进行隔断，互不影响。异常情况时，通过开启旁通阀，实现压缩机 互用。 ３ 主要工艺设备选型 ３．１调压计量系统 本加气母站气源接自门站高压汇管，用气时段的不同，压力变动较 计量后的天然气如呆含硫量大干１５ｍｇ／Ｎｍ 时，需要进行脱硫。根 据门站供气的气质情况，本站应设计脱硫装置，结合加气站的工作特点 和脱硫装置的再生周期，本站要求选用双塔结构的脱硫设备，一塔吸 附，一塔再生。脱硫塔装置排出的气体含硫量不得大于１５ｍｇ／Ｎｍ 。结 合该站生产规模，本站脱硫装置的处理量为８５００Ｎｍ ／ｈ。 ３．３脱水系统 由于本站天然气含水量较高，因此脱硫后的天然气必须进行脱水 处理。脱硫后的天然气根据脱水工艺在气体压缩的前、中、后，分为前 置脱水、中间脱水和后置脱水。一般地，压缩机为集成设备，很少中间 导出天然气，因此一般不用中间脱水的工艺方式。后置脱水工艺要求脱 水设备的配件、阀件质量比较高；同时，由于工作压力较高，析出的重烃 组分容易使脱水剂中毒。目前国内在这方面的技术工艺问题仍未有较 好的处理措施，后置脱水一般用于处理量不大，压缩机对气质要求不高 的场合，如配置国产压缩机的常规站或小型母站。前置脱水与后置脱水 相比，脱水设备的安全性能好、设备配备的阀件性能要求低、吸附剂不 易油中毒等优点，结合本站压缩前的工作压力，在五里届ＣＮＧ母站设计 中，选用前置脱水的生产工艺。 ３．４压缩系统 压缩机为本站的核心设备，设备选型优劣关系整个母站运行状况 的好坏。进口压缩机与国产压缩机相比有如下优点：排气量大、消音措 施高效，噪音低；技术成熟，安全可靠，自控水平高，自我保护措施强； 鉴于上述优点，该ＣＮＧ母站设计时，采用了进Ｉ：１压缩机。加气站内压缩 机型号规格的选取主要根据该站的设计规模、进站天然气压力和脱水 工艺等确定。 ３．５压缩机保护系统 压缩机是加气站的核心设备，是加气站的心脏。压缩机一旦出现故 障，这个加气站必将停止营业。保护压缩机，使压缩机正常工作，是该站 设计的必不可少的部分。按照传统加气母站对压缩机的保护，就是在压 缩机撬前增设进气缓冲罐，平衡压缩机的进气量，减少气体脉冲对压缩 机的冲击，同时减少压缩机进口管线的震荡。为解决上述问题，结合站 场用地，设计考虑在每台压缩机撬内均撬装一个小型的进气缓冲罐，在 每台压缩机进口管线上设有一个长为６００ｍｍ的金属软管。该ＣＮＧ母站 采用的压缩机为活塞推动式压缩机，根据压缩机的工作原理，在某—工 作压力状态下，压缩机排气量成余弦线，为了减少压缩机后气体脉动对 压缩机和充气系统的影响，以及两台压缩机排气量的相互影响，设计考 虑在压缩机后增设储气井进行缓冲。 ３．６充气系统 ’ 处理压缩后的天然气经加气柱给ＣＮＧ拖车充气。依据加气站的生 产规模、拖车加气时间结合日有效工作时间确定加气柱的台数。单台拖 车加气时间一般在１．Ｓ／Ｊ，时，日有效工作时间以１６ｈ计算，本站日加气拖 车按２８辆／ｄ，根据如下公式决定加气柱的数量： 加气机数＝日加气拖车数Ｘ单台拖车加气时间／Ｅｌ有效工作时间 ４．结束语 随着天然气在城市能源供应中的普及，ＣＮＧ越来越多的为燃气汽 车所用。作为生产ＣＮＧ的加气母站，设计合理的工艺流程、配置经济可 靠的工艺设备是保证加气站安全、可靠、经济运行的关键因素。ＣＮＣ￣ｎ 气母站工艺技术不断开拓、完善，工艺设备的合理选择，对于推动ＣＮＧ 加气子站的建设，促进燃气汽车的发展，净化城市环境具有不可替代的 作用。
