CNG加气站工艺流程优化设计探讨

CNG加气站工艺流程优化设计探讨

张馨曾建兵陈汉森

自贡通达机器制造有限公司四川自贡643031

摘要：随着当前社会经济的进步，我国对天然气需求的逐年增加，使得CNG加气站建设规模进一步扩大，但在实际应用过程中CNG加气站常会出现运行故障现象，对整个CNG加气站质量安全及后续发展建设带来不利的影响；因此做好对CNG加气站整体工艺流程的优化，便显得极为必要。本文对CNG加气站工艺流程优化设计进行全面分析，并对其做相应整理和总结。

关键词：CNG加气站；工艺流程；优化设计

CNG主要是指压缩天然气，其作为一种汽车燃料所具有的环保性、安全性、经济性特点较为明显，其在当前汽车领域应用极为广泛；在实际实践过程，CNG加气站常会出现窜井以及地下储气井松动故障。这便使得其在运行过程中整体安全隐患较高，对相应区域环境人群安全造成威胁。

一、CNG加气站工艺流程分析

CNG加气站工艺流程主要是通过借助相应输气管线，使天然气能够顺利进入加气站，之后结合缓冲罐进入压缩机，这个过程中压缩机所具有的特性会直接使对应天然气压力发生实质性改变，突出其自身增压效果。同时在撬装脱水装置中对已经形成高压天然气进行集中收集，待其干燥后进至顺序控制盘内，后续以此为基点直接对其进行做调序分配作业；使其能够直接达到给汽车充气标准，同时对已干燥成形CNG进行地下储气井储存。

二、当前CNG加气站工艺所存在问题

（1）通常CNG加气站地下储气井其主要是通过并联状态来呈现，借助相应输气管线做进出气作业，但在实际实践过程中地下储气井一旦出现泄漏，井内压力发生变化后，相应储气井天然气受压力差作用会造成正常储气井天然气流向泄漏储气井内，即CNG加气站常出现的窜井事故；使得整个CNG加气站运行质量安全无法保障的同时，出现资源浪费现象。同时这个过程中，储气井泄漏使得整个顶上压力上升，直接对相应地下储气井管造成干扰，直接导致所连接管线出现破裂后接箍松动现象，此时如果不及时加以防治，甚至会发生爆管升空的安全事故。

（2）高温高压环境下会对CNG钢瓶以及其热应力造成直接的负面影响，降低对应钢瓶的使用寿命同时，其本身质量安全也无法得以有效保障。且实际应用过程中所存在的在天然气经过压缩加压后直接对汽车做加气使用，极易导致对应计量缺乏一定的准确性，使CNG加气站经济效益受到损害。

三、CNG加气站工艺流程优化设计分析

1、功能路线优化

（1）通过对当前CNG加气站工艺流程及其所存在问题分析，在进行工艺流程进行优化设计时，应从实际出发主要对其工艺工序以及地下储气井进行全面的调整设置，保障整个CNG加气站工艺流程合理性。按照地下储气并联特点对其做两根独立输气管道设置，同时结合实际情况进行各自独立阀门和压力表安装，保障两根输气管能够形成汇合状，这个过程中地下储气井可供气给加气机。在对应地下储气井出口处进行上单向阀安装，以此保障即使发生窜井事故，后续所造成后果也在可承受范围内，提升CNG加气站整体安全性。

（2）CNG加气站工艺流程优化后，天然气通过外接输气管进入加气站后，经过缓冲罐再进入压缩机得以增压后，进入撬装脱水装置做干燥处理，干燥处理完成后直接通过相应顺序控制盘对其进行调序控制，使其直接进入搭配地下储气井中，经过一段时间冷却后加气机可直接从地下储气井进行CNG提取，以此来为汽车进行加气作业。其优化设计后CNG加气站工艺流程主要如下图所示。

由此可见CNG加气站加气站工艺流程优化，使得整个加气过程各步骤环节更加合理清晰，提升对应CNG加气站加气运行安全性[1]。

2、CNG加气站地下储气井结构优化设计

（1）当前我国CNG加气站储气井其下埋深度主要在地下八十至二百米区间，其埋设深度主要是为了远离高温火源，避免因高温环境、火源灾害所可能引发的安全事故，与此同时此区间深度能够有效保障对应储气井时刻处于恒温状态下，且防止静电现象发生；最大限度保障了CNG储存合理性和安全性。结合CNG加气站地下储气井本身特性，对其进行结构优化，需要明确其主要目的是为相应天然气创造良好合理的储存环境，但其在进输气管道数量上为保障安全性大多只是对应一条管道，因此结合此条进输气管道，便要做好全面的防护设置，对其进行全面的管面防护加强。

（2）结合储气井所处深度以及方位朝向，在明确其结构节点后，对其做进出气优化设计，通过进气管线将高温高压天然气送入地下储气井时，在以往套管基础之上对其进行增加管线设定；同时加长对应天然在储气井内的停留冷却时间，保障其使用安全性能够进一步提升；这个过程中对其向管线设定，必须按照高压天然气经过冷却之后温度保持在三十摄氏度的前提，对其长度进行合理划定，以此使储气井本身效率性能得以全面提升。保障汽车在CNG加气站进行加气过程，能够时刻达到压力标准，技术在对应天然气处于高温高压环境下，也能够在第一时间对其做好冷却作业，不会出现计量差异现象，最大限度提升CNG加气站运行效率，促进CNG加气站整体经济效益。

四、CNG加气站工艺流程优化设计要点

（1）进行CNG加气站工艺流程优化设计过程，需要明确在整个过程中，必须结合实际具体信息对传统CNG加气站工艺流程本身不合理处，以及其流程所存在安全隐患因素进行全面的分析汇总；针对不同问题建立针对性解决方案同时，从全局出发做好对整个优化方案复检工作，保障其优化设计方案的专业性和可行性。

（2）明确对CNG加气站工艺流程优化设计其本质目的是对以往的天然气直冲模式进行改善，对其进行加气处理使其温度能够与汽车加气温度相符合，且在进行优化过程中对其各细部环节的改进及安装应做好全面的跟踪报告编制。以此保障后续优化完成使用过程出现问题时，能够结合对应记录做好及时的维护修改方案设定。

（3）在进行单向阀安装设置时，应做好专业操作指导方案设定，避免安装过程中操作问题所引起泄漏状况发生；在摒除大部分CNG加气站地下储气井单向进出气模式过程，对其作业过程必须各项环节必须做好全面的复检工作，以此保障后续所附加天然气冷却功能效果能够达到预期标准。

结束语

随着当前时代发展，CNG加气站应用范围逐渐扩大，其所具有的经济环保性完美符合当前时代发展需求，但与此同时当前大部分CNG加气站工艺流程本身所存在安全隐患也相对较为明显。因此结合实际通过对CNG加气站工艺流程做好针对性的优化设计工作，是保障其能够安全稳定发展的关键；最大限度发挥压缩天然气本身所具有的社会效益和经济效益，全面促进我国CNG加气站运行效率。

参考文献：

[1]刘鹏涛.压缩天然气（CNG）加气站工艺流程和主要设备分析[A].吉林省土木建筑学会.吉林省土木建筑学会2013年学术年会论文集[C].吉林省土木建筑学会，2013：2.