【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。