摘要：通過(guò)對(duì)上海、成都兩地CNG加氣站建設(shè)情況，以及相關(guān)CNG壓縮機(jī)廠家進(jìn)行調(diào)研，對(duì)大慶地區(qū)CNG加氣站建設(shè)在建站形式、壓縮機(jī)選型、壓縮機(jī)設(shè)計(jì)排量、子站選型、高壓管材選擇和管道連接方式、高壓管道敷設(shè)方式、管路半熱處理方案等幾方面提出幾點(diǎn)建議。
　　關(guān)鍵詞：CNG，加氣站，大慶
　　1前言
　　大慶地區(qū)現(xiàn)建有加氣站子站11座，母站1座。各站加氣規(guī)模均為2x104m3/d。加氣站子站中1號(hào)、3號(hào)、4號(hào)、5號(hào)站為壓縮機(jī)子站，其余均為液壓子站。
　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，大慶市擁有公交汽車2096輛，各類通勤汽車約2000輛。近年來(lái)，大慶市公交汽車每年以10％的速度增長(zhǎng)。據(jù)大慶市公安局交警支隊(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，出租車數(shù)量以不規(guī)則速率增長(zhǎng)，到2020年內(nèi)出租車數(shù)量控制在6000輛左右。
　　據(jù)大慶燃?xì)夤�司壓縮天然氣分公司的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，出租車日消耗天然氣40m3/d，公交車消耗天然氣80m3/d，汽車加氣需求量預(yù)測(cè)見表1。
　　表1 大慶市汽車加氣用氣量預(yù)測(cè)表
　                    
　　在大慶地區(qū)CNG加氣站的建設(shè)剛剛起步時(shí)期，本人有幸參與代表性城市上海、成都兩地CNG加氣汽車及加氣站建設(shè)情況的調(diào)研，從而為大慶地區(qū)CNG加氣站的未來(lái)建設(shè)提出幾點(diǎn)建議。
　　2CNG汽車加氣站項(xiàng)目情況調(diào)研
　　通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)和大慶地區(qū)CNG加氣站的建設(shè)和發(fā)展現(xiàn)況的了解，挑選代表性城市成都、上海作為考察CNG加氣站設(shè)計(jì)情況的調(diào)研城市，并對(duì)相關(guān)CNG壓縮機(jī)廠家及液壓子站設(shè)備廠家進(jìn)行了調(diào)研。
　　成都是國(guó)內(nèi)CNG發(fā)展起步比較早，也是發(fā)展情況較好的地區(qū)。本次主要對(duì)九眼橋CNG加氣站進(jìn)行了調(diào)研。九眼橋CNG加氣站位于成都市市中心，加氣站類型為CNG壓縮機(jī)標(biāo)準(zhǔn)站，主要為出租車售氣，每日售氣需求較大。成都市范圍內(nèi)燃?xì)夤芫W(wǎng)敷設(shè)覆蓋已比較全面，當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)的CNG加氣站均為標(biāo)準(zhǔn)站。
　　上海在2002年成立了上海九環(huán)汽車天然氣發(fā)展有限公司，以公交車天然氣供應(yīng)為主業(yè)，進(jìn)行天然氣加氣站的規(guī)劃、建設(shè)和經(jīng)營(yíng)。2004年全市有楊高路、成山路、市光路和莘莊4處天然氣加氣站，日加氣能力可達(dá)800輛至1000輛，據(jù)了解情況，楊高路加氣站已停止?fàn)I業(yè)，在上海白鶴西氣東輸末站附近已新建成一座白鶴CNG加氣母站。本次主要對(duì)白鶴CNG加氣母站進(jìn)行了調(diào)研。以上兩座加氣站的具體情況見表2。
　　3調(diào)研情況總結(jié)、分析和建議
　　通過(guò)對(duì)成都地區(qū)不同地理位置、不同建設(shè)年代的CNG加氣站和上海新建CNG加氣母站進(jìn)行的調(diào)研，及與站內(nèi)運(yùn)行管理人員的溝通，對(duì)比大慶地區(qū)CNG加氣站建設(shè)的情況，發(fā)現(xiàn)有以下一些特點(diǎn)和問(wèn)題:
　　(1)關(guān)于建站形式的選擇。調(diào)研城市建設(shè)的CNG加氣站以標(biāo)準(zhǔn)站居多，而且加氣供應(yīng)形式全部采用壓縮機(jī)增壓方式供應(yīng)，主要原因是城市燃?xì)夤芫W(wǎng)敷設(shè)已經(jīng)很完善，為CNG加氣站直接提供了氣源，減少了子站轉(zhuǎn)運(yùn)車運(yùn)輸?shù)沫h(huán)節(jié)和成本。大慶地區(qū)由于燃?xì)夤芫W(wǎng)敷設(shè)還不完善，并且現(xiàn)狀氣源氣質(zhì)成份復(fù)雜，雜質(zhì)較多，因此現(xiàn)在應(yīng)優(yōu)先考慮CNG加氣子站的建站形式，在CNG母站利用子站拖車進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)。建議隨著大慶燃?xì)夤芫W(wǎng)建設(shè)和管網(wǎng)氣質(zhì)情況的進(jìn)一步完善，CNG汽車在大慶的進(jìn)一步普及，大慶地區(qū)還是應(yīng)該建設(shè)CNG加氣標(biāo)準(zhǔn)站，既可以減少成本，也可以保證加氣氣源的供應(yīng)。
　�。�2）關(guān)于壓縮機(jī)選型的分析。調(diào)研城市建設(shè)的CNG加氣站所采用的壓縮機(jī)均為水冷式有潤(rùn)滑油式CNG壓縮機(jī)，除上海白鶴母站采用壓縮機(jī)集成橇體放置在室外，其余均單獨(dú)建設(shè)了壓縮機(jī)間。主要原因是南方地區(qū)夏季炎熱多雨水，冬季環(huán)境溫度也不是太低，因此采用水冷式的壓縮機(jī)對(duì)工況溫度冷卻效果更好。大慶地區(qū)地處北方，夏季沒(méi)有南方炎熱，冬季室外溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于南方，因此在壓縮機(jī)的選型上建議選擇風(fēng)冷式的無(wú)油（少油）壓縮機(jī)，減少了水冷系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備投資，更為經(jīng)濟(jì)合理。
　�。�3）關(guān)于壓縮機(jī)設(shè)計(jì)排量的確定。成都地區(qū)建成的CNG加氣標(biāo)準(zhǔn)站的設(shè)計(jì)供氣能力一般為15000Nm3/d，但場(chǎng)站運(yùn)行實(shí)際上的售氣量一般都超出此設(shè)計(jì)能力，達(dá)到20000Nm3/d以上。壓縮機(jī)實(shí)際運(yùn)行時(shí)間基本上都超出12個(gè)小時(shí)，有的甚至全天滿負(fù)荷運(yùn)行，超出在CNG加氣站設(shè)計(jì)供氣能力確定后通常按日10小時(shí)運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行壓縮機(jī)選型的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。調(diào)研組與CNG場(chǎng)站運(yùn)行管理人員和壓縮機(jī)廠家進(jìn)行了溝通和交流。相關(guān)技術(shù)人員認(rèn)為現(xiàn)有壓縮機(jī)設(shè)備的技術(shù)已比較完善，可以滿足全天滿負(fù)荷運(yùn)行的使用要求，只需在不供氣的間隙做很短時(shí)間的維護(hù)即可，對(duì)于設(shè)備自身的運(yùn)行穩(wěn)定性方面不需要有太多顧慮。
　　大慶地區(qū)現(xiàn)有CNG加氣站數(shù)量較少，站址分布距離較遠(yuǎn)，加氣車輛較多，要求保證單車加氣速度。針對(duì)這類情況，在進(jìn)行壓縮機(jī)選型時(shí)，可考慮適當(dāng)增大壓縮機(jī)排量，設(shè)計(jì)供氣能力至少應(yīng)大于15000Nm3/d，采用壓縮機(jī)直供的方式來(lái)滿足連續(xù)快速加注的
　　            表2成都九眼橋CNG汽車加氣站和上海白鶴CNG加氣母站具體情況

                        
　　　要求，儲(chǔ)氣瓶（井）預(yù)先儲(chǔ)存的高壓天然氣只是為了滿足平時(shí)零星加氣的要求。待大慶地區(qū)CNG加氣站建設(shè)比較完善后，可適當(dāng)降低壓縮機(jī)排量，以儲(chǔ)氣瓶（井）的方式作為主要供氣方式。
　�。�4）關(guān)于液壓子站和壓縮機(jī)子站的比較。通過(guò)對(duì)成都城市燃?xì)夤�司CNG分公司的調(diào)研及中石油西南設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)人員的溝通，成都市及成都周邊城市加氣子站全部采用壓縮機(jī)子站供氣的方式。通過(guò)走訪四川金星壓縮機(jī)有限公司及廊坊安瑞科能源裝備控股有限公司，對(duì)子站壓縮機(jī)及子站液壓裝置的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了初步比較，見表3。
　　表3子站壓縮機(jī)與液壓置換子站裝置對(duì)比表

                       
　　通過(guò)表3中對(duì)液壓子站和壓縮機(jī)子站的優(yōu)缺點(diǎn)的比較，可以看出兩種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)地區(qū)實(shí)際情況加以選擇。
　�。�5）關(guān)于CNG加氣站內(nèi)高壓部分的管材選擇和管道連接方式的選擇。在以上調(diào)研的四個(gè)CNG加氣站中，除成都建材路CNG加氣站管材采用1Cr18Ni9(SUS303)外，其他均采用0Cr18Ni9(SUS304)。在調(diào)研過(guò)程中，站內(nèi)運(yùn)行管理人員及設(shè)計(jì)單位均建議CNG高壓管材采用0Cr18Ni9(SUS304)材質(zhì)。1Cr18Ni9(SUS303)材質(zhì)管材在四川省已下文件不建議在CNG上使用，且價(jià)格已和0Cr18Ni9(SUS304)接近，而0Cr17Ni12Mo2(SUS316)主要應(yīng)用在海水用設(shè)備、化學(xué)、染料等生產(chǎn)設(shè)備、照相、食品工業(yè)、沿海設(shè)施方面，耐腐蝕性好，價(jià)格較高。同時(shí)，現(xiàn)有相關(guān)CNG設(shè)備接口材質(zhì)基本均為SUS304，對(duì)于管道連接、焊接均可保證材質(zhì)上的統(tǒng)一。在管材和管件連接上，除設(shè)備連接和閥門連接采用卡套或雙卡套連接外，其余均應(yīng)采用焊接連接；減少泄露的可能性，保證系統(tǒng)的安全。
　�。�6）關(guān)于CNG加氣站內(nèi)高壓管道敷設(shè)方式的分析。本次調(diào)研參觀的所有CNG加氣站均采用管溝敷設(shè)，溝內(nèi)管道管架支撐，溝內(nèi)填砂。管溝敷設(shè)相比直埋敷設(shè)，便于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，直接打開蓋板即可進(jìn)行操作；如管道閥門問(wèn)題，直埋敷設(shè)需開挖路面，查找泄漏點(diǎn)，并且很難保證回填土的夯實(shí)度和土壤沉降問(wèn)題。因此大慶地區(qū)CNG加氣站的高壓管道敷設(shè)建議采用管溝敷設(shè)的方式。
　�。�7）關(guān)于管路伴熱處理方案的分析。本次調(diào)研中所有站內(nèi)CNG管路上均未增加伴熱裝置,但是對(duì)于大慶地區(qū)冬季比較寒冷的情況，在CNG管路上通常加設(shè)纏繞式電伴熱帶。由于CNG高壓管路壓力較高，受溫度影響較大，因此加熱溫度及加熱時(shí)間控制上應(yīng)引起充分重視，尤其是在不供氣情況下對(duì)管路持續(xù)加熱，可能會(huì)引起管路超壓爆裂或壓力過(guò)高頂壞設(shè)備的情況。對(duì)于這種情況，建議采用兩種方式避免以上情況：方案一、在管路上設(shè)置與電加熱裝置聯(lián)鎖的壓力變送器，將信號(hào)傳入壓縮機(jī)或液壓撬的PLC系統(tǒng)，一旦管道內(nèi)氣體受熱膨脹壓力接近管路最高設(shè)計(jì)壓力，馬上自動(dòng)切斷電加熱設(shè)備，這個(gè)方案需要對(duì)廠家定型PLC控制系統(tǒng)和軟件編程進(jìn)行改造，改造起來(lái)比較麻煩；方案二、在受加熱的CNG管路上增加超壓放散管路，一旦超壓及時(shí)進(jìn)行泄放，同時(shí)站內(nèi)管理人員馬上停止電加熱裝置，這個(gè)方案需要建設(shè)單獨(dú)放散裝置，站內(nèi)管理人員及時(shí)掌握放散情況，需要列進(jìn)站內(nèi)管理?xiàng)l例。
　　4結(jié)束語(yǔ)
　　通過(guò)對(duì)以上地區(qū)的調(diào)研和交流，對(duì)各地CNG加氣站的建設(shè)和設(shè)計(jì)中的相關(guān)細(xì)節(jié)的認(rèn)識(shí)、比較和分析，結(jié)合大慶地區(qū)的實(shí)際情況，提出了相應(yīng)的解決方案，希望對(duì)今后大慶地區(qū)CNG加氣站工程建設(shè)有一定幫助。