浅谈CNG加气母站的工艺设计

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翻新时间：2022-09-19

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浅谈CNG加气母站的工艺设计

【摘要】本文结合大庆油田某CNG加气母站的建设实践，介绍CNG加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。

【关键词】紧急切断；紧急放散；调压计量；脱硫塔；脱水器；储气井；加气柱

序言

大庆油田某CNG母站总设计规模10X104Nm3/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

2、设计初步构思

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，使其压力处于较稳定状态。为了配合上游贸易计量，在调压器后设有天然气流量计。

3.2脱硫系统

计量后的天然气如果含硫量大于15mg/Nm3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/Nm3。结合该站生产规模，本站脱硫装置的处理量为8500Nm3/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，采用了进口压缩机。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，在某一工作压力状态下，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

加气机枪数=日加气拖车数X单台拖车加气时间/日有效工作时间

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。CNG加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。