摘要：分析了CNG氣站氣源的采購(gòu)、儲(chǔ)存的方式以及設(shè)備使用的特點(diǎn)，對(duì)使用設(shè)備的安全運(yùn)行與技術(shù)管理提出了可行的辦法和要求。
關(guān)鍵詞：氣源；儲(chǔ)存設(shè)備；結(jié)構(gòu)；操作；管理
??? 國(guó)內(nèi)一些城鎮(zhèn)和郊區(qū)由于遠(yuǎn)離天然氣輸送管網(wǎng)，在鋪設(shè)天然氣供氣管網(wǎng)困難和工程投資大、工期長(zhǎng)、成本高、回收期長(zhǎng)的情況下；采用CNG過渡來(lái)實(shí)現(xiàn)供應(yīng)工商業(yè)、小區(qū)住宅居民用天然氣，是可實(shí)現(xiàn)供氣的一種模式，也是一種值得推廣的辦法。
1 氣源采購(gòu)與運(yùn)輸
? ??CNG氣源采購(gòu)點(diǎn)應(yīng)選擇由穩(wěn)定、有足夠供氣能力的天然氣長(zhǎng)輸管線的門站和調(diào)壓站，長(zhǎng)輸管線的天然氣經(jīng)過調(diào)壓、過濾、干燥、多級(jí)壓縮等工藝后，天然氣由輸入的0.16MPa～4.00MPa壓縮到20.OOMPa～25.OOMPa后，輸入到天然氣拖車瓶組儲(chǔ)存。
??? 目前，在國(guó)內(nèi)CNG的運(yùn)輸主要有兩種模式：一種是儲(chǔ)氣式鋼瓶集裝箱運(yùn)輸，另一種是高壓氣瓶長(zhǎng)管半掛車運(yùn)輸。這兩種儲(chǔ)存和運(yùn)輸方式都符合我國(guó)道路交通法的要求，是目前CNG普遍采用的運(yùn)輸模式。兩者相對(duì)而言，儲(chǔ)氣式鋼瓶集裝箱在20.OOMPa時(shí)，可裝2500m3左右，長(zhǎng)管半掛車可裝4000～4500m3左右。在制造工藝和安全性方面，長(zhǎng)管半掛車優(yōu)于儲(chǔ)氣式鋼瓶集裝箱。在氣體整體輸入、整體輸出方面，兩者都可以做到，但是在實(shí)際運(yùn)用中，長(zhǎng)管半掛車更受歡迎。
??? 天然氣壓縮站(母站)與天然氣CNG站(子站)的運(yùn)輸距離不應(yīng)超過200km，這主要是以運(yùn)距過大，直接增加運(yùn)輸費(fèi)用，構(gòu)成了供氣成本的增加。
2 CNG站的運(yùn)營(yíng)模式
CNG小區(qū)供氣的運(yùn)營(yíng)模式一般是作為市政管網(wǎng)供氣未到達(dá)之前的一種過渡性供氣模式，它的運(yùn)行周期為3～5年，其運(yùn)營(yíng)模式有以下幾種：
??? (1) 建設(shè)用地和場(chǎng)站的投資全由建設(shè)方投資興建，無(wú)償交由供氣單位管理。場(chǎng)站及設(shè)備的維護(hù)費(fèi)、綜合管理費(fèi)由供氣單位負(fù)責(zé)。CNG供氣站的使用期限至市政管網(wǎng)供氣接通為止。
??? (2) 建設(shè)用地和CNG站土建設(shè)施由建設(shè)方投資，場(chǎng)站設(shè)備和消防設(shè)施由供氣單位投資，使用權(quán)至市政管網(wǎng)供氣接通為止。
??? (3) 由政府部門劃批CNG用地，CNG站所有的投資由供氣單位負(fù)責(zé)，使用權(quán)至市政管網(wǎng)供氣接通為止。
3 CNG站的儲(chǔ)氣方式
??? CNG的儲(chǔ)氣有四種方式：高壓氣瓶組、高壓罐、地下儲(chǔ)氣井和高壓長(zhǎng)管儲(chǔ)氣瓶?，F(xiàn)就以上四種儲(chǔ)氣方式簡(jiǎn)述如下：
? ??(1) 高壓氣瓶組儲(chǔ)氣
?? ?由多個(gè)高壓氣瓶組合安裝于集裝箱的框架中，以便于運(yùn)輸，采用氣瓶?jī)?chǔ)存，壓力相對(duì)較高，儲(chǔ)存于氣瓶?jī)?nèi)的天然氣壓力為20.OOMPa，這些體積縮小幾百倍的可燃?xì)怏w，一旦發(fā)生氣瓶事故，則火災(zāi)可能性大大增加。這是構(gòu)成瓶組氣瓶?jī)?chǔ)氣的危險(xiǎn)特征之一，所以針對(duì)高壓氣瓶組和儲(chǔ)氣的危險(xiǎn)性，在夏季使用時(shí)，要對(duì)儲(chǔ)氣鋼瓶噴水降溫，以免室外溫度的上升引起瓶?jī)?nèi)的氣體受熱，引起瓶?jī)?nèi)壓力劇增，甚至達(dá)到爆炸的程度。
? ??(2) 高壓罐儲(chǔ)氣
? ??高壓儲(chǔ)氣罐是燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)中經(jīng)常使用的儲(chǔ)氣設(shè)施，目前國(guó)內(nèi)普遍采用的有臥式儲(chǔ)罐和球形儲(chǔ)罐兩種。
??? ① 臥式儲(chǔ)罐
??? 臥式儲(chǔ)罐簡(jiǎn)稱臥罐，臥罐的罐體由筒體和兩個(gè)橢圓形封頭組裝焊接而成，支撐在兩個(gè)鞍式支座上，罐體上設(shè)有氣、液相進(jìn)出管，排污管，液位計(jì)，壓力表，安全閥和溫度計(jì)等連接管，還設(shè)有1～2個(gè)人孔。臥式儲(chǔ)罐的容積在10～120m3之間，主要規(guī)格有10m3、20m3、50m3和100m3等多種。臥式儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)壓力為1.77MPa，臥式儲(chǔ)罐罐體的材質(zhì)多選用16MnR或15MnVR等壓力容器專用鋼。
? ??② 球形儲(chǔ)罐
? ??球形儲(chǔ)罐簡(jiǎn)稱球罐，球罐罐體由多塊的曲率相同的球殼板組裝焊接而成，支撐在數(shù)根柱式支座上。罐體上部設(shè)有操作平臺(tái)、安全閥、放空閥、壓力表、人孔和噴淋降溫管。罐體的下部設(shè)有人孔、氣相進(jìn)出管：底部冷凝液排出管、罐體旁側(cè)設(shè)有扶梯和支座等安全裝置及操作附件。球罐的容積在50～10000m3之間，主要的規(guī)格有120m3和200m3等多種，球罐的設(shè)計(jì)壓力為1.77MPa，罐體材質(zhì)多選用國(guó)產(chǎn)的16MnR或15MnVR以及進(jìn)口材料。
? ??③ 儲(chǔ)罐的附件
? ??儲(chǔ)罐附件包括各種安全裝置和閥門。在大型儲(chǔ)罐上，除設(shè)有直觀檢查的壓力、液位、溫度等儀表外，還設(shè)有自動(dòng)檢測(cè)的二次儀表和液位上限、天然氣泄漏報(bào)警、管道泄漏報(bào)警裝置。將測(cè)得的參數(shù)通過變送裝置傳送到監(jiān)控中心，在儲(chǔ)罐底部設(shè)有靜電接地線，其電阻不大于10Ω。容積較大的儲(chǔ)罐宜裝兩個(gè)安全閥。儲(chǔ)罐的閥門除安全閥和緊急切斷閥，還有截止閥、球閥和止回閥。
?? ?(3) 地下儲(chǔ)氣井
? ??高壓地下儲(chǔ)氣井主要是提供一種壓縮天然氣的儲(chǔ)存技術(shù)和設(shè)施，經(jīng)過近10年的實(shí)踐和不斷地完善提高，地下儲(chǔ)氣井已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外最具有吸引力的儲(chǔ)氣方式。地下儲(chǔ)氣井主要有以下優(yōu)點(diǎn)：
? ??① 高安全性；
??? ② 占地極少，省空間；
? ??③ 防火間距大為縮短；
?? ?④ 使用壽命長(zhǎng)，檢測(cè)周期長(zhǎng)；
? ??⑤ 可省掉一系列輔助設(shè)計(jì)。
? ??(4) 高壓長(zhǎng)管儲(chǔ)氣瓶組
? ??高壓長(zhǎng)管儲(chǔ)氣瓶的規(guī)格為DN610和長(zhǎng)度7m。高壓長(zhǎng)管儲(chǔ)氣瓶是選用專用的鋼坯材料，通過加熱、旋壓、沖壓、拉伸等工藝制成。該容器是作為CNG加氣站的儲(chǔ)存和運(yùn)輸裝置，工作壓力為1～25.00MPa，設(shè)計(jì)壓力為27.60MPa，設(shè)計(jì)溫度為93℃，該容器按ASMEVM-1進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)。容器的材料為SA372Gr.J.CT70，常見的組合有六容器儲(chǔ)存單元和三容器儲(chǔ)存單元。
4 CNG站工藝流程簡(jiǎn)述
??? CNG站調(diào)壓工作原理：以兩級(jí)調(diào)壓為例，首先用高壓軟管與天然氣撬車連接，壓縮天然氣通過CNG減壓進(jìn)口球閥和自動(dòng)控制切斷閥門，在一級(jí)換熱器內(nèi)預(yù)熱，經(jīng)過一級(jí)調(diào)壓器減壓到1.00～2.00MPa，再經(jīng)二級(jí)換熱器加熱后一路進(jìn)入儲(chǔ)罐(壓力儲(chǔ)罐)，一路通過二級(jí)調(diào)壓器調(diào)壓到0.10～0.20MPa后經(jīng)過流量計(jì)和出口閥門，并經(jīng)加臭后輸入城市中壓管網(wǎng)。
??? 在此過程中，當(dāng)儲(chǔ)罐達(dá)到規(guī)定壓力時(shí)停止向儲(chǔ)罐加氣，可以用撬車?yán)^續(xù)向管網(wǎng)供氣，或關(guān)閉撬車用儲(chǔ)罐中的氣向管網(wǎng)供氣。如果CNG站采用地下儲(chǔ)氣井儲(chǔ)氣的，可用撬車直接向氣井卸氣，然后通過氣井經(jīng)兩級(jí)調(diào)壓后輸入管網(wǎng)。CNG站工藝流程詳見圖1。
