天然气综合站生产工艺的优化

刘少东 杨士坤

1 天然气销售广西分公司 广西南宁市 530025

2天然气销售山东分公司 山东济南市 274600

摘    要：近些年来，随着天然气项目快速发展，天然气输配站、门站、CNG母站、加气站、LNG气化站等场站通过各种形式进行联合建设，这种综合站不仅可以提高土地使用率、降低工程投资、减少运营成本，而且便于生产管理，具有很大的发展优势[1]，也越来越受到城镇燃气公司的关注和喜爱。综合站的建设不仅要保证其合规性和安全性，而且还要突出“功能齐全，实用方便”这个特点，文章对天然气综合站的工艺和功能方面进行探讨。

关键词 输配站　天然气　生产工艺

1 概述

天然气综合站建设时主要设备设施之间须满足现行的《城镇燃气设计规范》《汽车加油加气站设计与施工规范》《建筑设计防火规范》[2],CNG加气站与天然气输气管道合建站的设计与施工还要符合现行的《石油天然气工程设计防火规范》中的有关规定，所以建设单位应充分考虑综合站的特点，根据综合站内各组成部分功能需求，进行统一规划设计，合理分区，实现功能优化。

2 案例工程概况

天然气综合性场站，分为天然气门站、压缩天然气母站和常规加气站三个区域。门站负责接收中石油管输天然气并输送至市区，输气能力达50万m³/d；压缩天然气母站将管输天然气压缩运输至市区各汽车加气站，供应能力达20万m³/d；常规加气站可为CNG出租车及公交车加注压缩天然气，加气能力2万m³/d。

2.1 门站工艺及功能优化

(1)门站主要是接收上游高压管道气，经过过滤器除去杂质，随后进入水浴式换热器，提高天然气温度，在经过计量、调压、加臭，通过长输管线输送给到市区，门站设备还设有自用气撬，主要是提供站内热水锅炉和食堂使用。

(2)门站的核心主要是调压器，一般大型门站都采用轴流式调压器，设有主路和副路，采用切断阀+监视调压器+运行调压器模式确保下游稳定运行，为了更好地保障安全，在门站建设过程中增加了自动选路装置，避免了当主路切断阀切断时，由于某种原因副路切断阀也有可能一同切断的风险，只有当副路调压器运行时，副路切断阀才会检测到下游管道的压力(图2)。自动选路装置功能上要求备用路能自动补上运行供气，不会导致停气情况，同时不可用电子或电力装置或人手调控来达到此目的，也不能靠在备用路上不同压力的

图2 自动选路装置流程图

2.2 CNG母站工艺及功能优化

(1)母站直接接收上游高压管道气，经过滤、计量、干燥、缓冲、加臭后，进入母站压缩机组压缩冷却后，输送到加气柱计量，再充装给下游的CNG槽车中。

(2)高压天然气进入门站和母站时，当母站和常规站压缩机没有启动，随着上游进站压力波动(2.8～3.6 MPa)，母站入口高压天然气倒流进入门站调压装置，导致母站计量装置不准或损伤，优化后在进入母站入口阀门后安装止回阀，考虑到运行压力及流量，选用旋启式止回阀即可满足需求，同时方便日后维修维护。

(3)母站运营的核心就是压缩机的稳定，有条件的企业一般会选用体积小、故障率低的进口压缩主机+国产防爆电机，冷却形式大部分都是风冷为主。镇西堡站选用的进口压缩机只有风冷+水冷的混合模式，冷却工艺比较复杂，在母站压缩机组运行过程中，通过压缩放热，防冻液冷却压缩机后吸热，吸热温度一般可以达50～60℃^[3]，再被风冷装置上的轴流风机冷却后，利用水泵返回压缩机组。针对此种压缩机实际情况对其冷却工艺进行优化，远期可以根据实际用气情况选择安装相应的废热回收机组(板式换热器)，将母站压缩热能提供给门站水浴式换热器换热，用于提高门站天然气出站温度，降低站内锅炉使用热负荷，减少压缩机冷却风机启动频次，达到降低能耗的目的。

2.3 CNG常规加气站工艺及功能优化

(1)常规加气站直接接收上游高压管道气，经过滤、计量、干燥、缓冲、加臭后，进入常规站压缩机组压缩冷却，利用优先顺序盘进到对应的高中压储气瓶组中，再输送到加气机计量、最后充装给下游的CNG出租车或公交车。

(2)考虑到常规站距离市区较远，所以只设置了一台压缩机，当常规站压缩机需要检修或加气高峰时，可以利用闲置的母站压缩机组通过另外一台机械式优先顺序盘对常规站进行调峰，同时兼备了备用功能。

3 天然气综合站未来发展趋势

(1)随着我国天然气能源体系的加快构建，燃气公司能源结构正由天然气为主向多元化转变，天然气场站正由传统模式向多功能和新能源增长转变。虽然天然气与可再生能源存在一定的竞争，但天然气和可再生能源合作更是绝佳互补，相信随着加氢站、天然气混氢站、充电站的发展，势必带动新形势的综合站建设。

(2)以往天然气场站安全监测和运营手段都是以现场人工监控的粗放式管理为主，随着互联网大数据发展和自动智能的工业巡检机器人的推广，天然气综合站也将会向智能化全面发展，大数据+智能巡检管理系统不但可以通过大数据分析，实现站场数字化、智能化运行和管理的提升，还可以提升运营效率，降低运营成本，特别是综合站设计过程中要充分考虑相关热能、冷能、压差能的利用，保证其合规性和安全性，体现“功能齐全，实用方便”这一特点。

4 结语

城镇燃气的综合站发展必将由原来单一的天然气场站功能向供给多元化、智能化发展。依托城市的发展，进一步统筹规划，做到区域功能清晰，多能互补，实现天然气能源的综合利用。

参考文献

[1]豆连旺，鲁国文.天然气综合站的合理化设计[J].煤气与热力，2017(04):72-75.

[2] 王喜，李果，曹俊.天然气末站，门站，母站，CNG标准站合建的优势浅析[C]中国石油学会.中国油气储运技术交流大会.成都：中国石油学会，2012.

[3]王亚超.天然气加气母站压缩热能用于门站调压换热的探讨[J].科技经济导刊，2016(011):94-95.