第二节 充气站的设备
• 充气站的主要设备包括天然气引入管与调压计量装置、天 然气脱硫脱水装置、天然气压缩系统、高压储气瓶、加气 设备、控制调节装置与仪表、消防与给排水、电气、采暖 通风等辅助设施。 一、天然气引入管与调压计量装置 二、天然气脱硫、脱水装置 • 当引入充气站的天然气含硫量超过II类天然气的质量要求 （在标准状态下硫化氢含量大于20mg/m3）时，必须在站 内设置脱硫装置，以避免硫化氢对站内设备与车用高压气 瓶产生腐蚀而引起破坏事故，提高设备与高压储气瓶的使 用寿命。 • 当天然气中的含水量超标时，站内必需设置脱水装置。以 减轻硫化氢、二氧化碳水溶物对系统的腐蚀和防止充装过 程中产生结冰现象。
• 车载运瓶车至汽车加气站后，经卸气柱、压缩机 、控制盘、高压储气瓶组、加气机，为压缩天然 气汽车加气。当车载运瓶车内瓶组压力降至2MPa 时，返回充气总站充气。 • 加气顺序为车载运瓶车高压气瓶中20MPa的天然 气通过压缩机将压力增至25MPa，按照起充压力 高低的顺序向高压储气瓶充气。高压储气瓶向加 气机供气的顺序与充气过程相反。由控制盘控制 充气与供气的顺序。
• 压缩天气充气站的工艺流程一般由天然气引入管、脱硫、调压、计量 、压缩、脱水、储存、加气等主要生产工艺系统构成。根据天然气来 源与充气站的功能要求，下面介绍充气总站与燃气汽车加气站两种典 型工艺流程。 1、压缩天然气充气站工艺流程：
• 充气站加气与供气均由控制盘操纵，其充气、供气顺序应 根据工艺的需要设计。 • 为便于运行操作，降低压缩费用，高压储气瓶组可按起充 压力分为高、中、低三种，充气时按照先高后低的原则对 三组气瓶分别充气。压缩机的充气顺序应为压缩天然气汽 车加气、车载运瓶车加气、高压储气瓶充气。 • 加气机供气的顺序是先自高压气瓶组起充压力低的充气瓶 组开始供气，然后再逐次转向起充压力高的充气瓶供气， 当高压气瓶组的压力低于供气压力时，则应直接由压缩机 向加气机气。 • 当充气站中只为车载运瓶车加气，则可不设控制盘、高压 储气瓶组和加气机，只需设置加气柱。 • 充气站压缩机的进气压力应根据充气站进气的城镇燃气管 网压力确定，而压缩机的出口压力一般为25MPa，当只为 车载运瓶车加气时，充气站压缩机出口压力可确定为 21MPa。
2. 压缩天然气汽车加气站典型工艺流程 • 当压缩天然气汽车加气站由城镇燃气供给天然气时，其工 艺流程与压缩天然气充气总站的工艺流程基本相似，但汽 车加气站中没有给车载运瓶车加气的功能要求，因此，其 工艺流程中不需设置为车载运瓶车加气的高压燃气管路系 统和加气柱。 • 当天然气气源系由压缩天然气充气总站经车载高压组成 ，其典型的工艺流程见图7-3。
2．按储存总容积分 • 储气总容积大小是影响事故危害程度的主要因 素，不同的储气总容积与其他建构筑物有不同 的防火间距要求。因此应按储气总容积分类。 • 压缩天然气汽车加气站储气总容积应根据加气 汽车数、每辆汽车加气时间等因素综合确定， 在城市建成区内不应超过16m3。
二、压缩天然气充气站工艺流程
五、控制盘
• 压缩机按起充压力为高、中、低压储气瓶组顺序充装压缩 天然气，由电动或气动阀门组成的充气控制盘控制。当瓶 组压力低于设定压力时，自动启动压缩机，按工艺流程要 求的顺序为储气瓶充气，直到达到设定值，压缩机自动停 业。 • 从储气设施向汽车加气顺序是由加气控制盘控制。根据设 定，先从低压充气瓶组取气，随着压力的升高，加气压差 越来越小，加气流量也越来越小，当流量小于设定值时， 改从中压储气瓶组取气，再从高压储气瓶组取气，直至汽 车储气瓶达到充装压力。
第一节 压缩天然气充气站的工艺流程
一、压缩天然气充气站的分类 • 压缩天然气的生产是在充气站内完成的，充气站可以根据其功能 与储存量大小进行分类。 1．按充气站功能分 • (1)充气总站 充气总站的天然气来自天然气长输管线和城镇燃气 干管，因此充气总站一般建在天然气长输管线及城镇燃气干线附 近。充气总站充装压缩天然气高压气瓶，通过运瓶汽车送至城镇 压缩天然气卸气储配站供居民、商业与工业用户使用，送至压缩 天然气汽车加气站供燃气汽车与拖拉机使用，也可直接给燃气汽 车充气。故对压缩天然气汽车而言，也称为汽车加气母站。 • (2)汽车加气站 为燃气汽车加气而不为车载运瓶车加气的充气站称 燃气汽车加气站。燃气汽车加气站可分为由城镇燃气管道供气的 加气站；由车载高压气瓶供气的加气站，也称汽车加气子站。 • (3)汽车加气加油合建站 燃气汽车加气站与汽车加油站可合建一 处，称油、压缩天然气合建站。
六、加气设备和质量流量计
1、加气机 • 压缩天然气加气设备有两种形式：一种是快充 式加气机对压缩天然气汽车加气，另一种是加 气柱，对车载运瓶车加气。 2、加气柱
七、安全保护泄压系统
• 天然气压缩充气站处于超高压状态下运行，保证系统安全工作十分重 要。因此充气站中应有完善的安全保护泄压系统。 • 安全保护泄压系统主要包括以下方面： • (1)天然气进站管道上设置紧急切断阀，便于充气站发生事故时能及 时切断气源。 • (2)储气瓶组(储气井管)与加气机、加气柱之间应设置切断阀与紧急切 断阀。 • (3)充气站内缓冲罐、压缩机出口、储气瓶组应设置安全阀，并应在 储气瓶组处设置紧急放散管。 • 泄压保护装置应采取防塞和防冻措施，并应根据一次泄放量的大小， 采取不同的排放方式。 • 1)一次泄放量大于500m3(标准状态)时，应通过放散管放散。不同压 力系统的放散管一般分别设置。放散口应高于平台2m以上，且高出 地面5m以上。 • 2)一次泄放量大于2m3(标准状态)时，泄放次数平均每小时2～3次以 上的操作排放，应排入站内压缩天然气系统中，或设置专用回收罐。 • 3)一次泄放量小于2m3(标准状态)时，可直接通过安全阀排入大气。
三、天然气压缩系统 • 压缩系统由压缩机、润滑系统、冷却系统、控制系统、附件等组成。 四、储气设施 • 为避免压缩机频繁启停对设备使用寿命的影响．，压缩天然气加气站 应配置储气设施。 • 目前常用的储气设施有地上储气瓶和地下储气井管两种。 • 地上储气瓶组： • 按单体水容积大小分为小容积储气瓶组和大容积储气瓶两种。 • 小容积储气瓶组单瓶水容积为60L、80L、90L等，由多个气瓶组成储 气设施，储气瓶无排水孔，初投资费用低，但漏点多，使用维修费用 高。 • 大容积储气瓶单瓶水容积为250L、500L、1000L、1750L、2000L甚 至更大，为大型无缝锻造压力容器。每个气瓶上设有排水孔，无定期 检定要求，初投资费用高，但使用维修费用低。 • 地下井管储气： • 井管储气是利用石油钻井技术将套管打人地下，按固井工艺将套管固 定，管口、管底采用特殊的结构形式封闭，形成地下储气设施。井管 储气占地少，比地上储气设施安全。
压缩天然气的应用
• 利用气体可压缩的特点，将燃气加压压缩充装到高压气瓶中并运输至 用户，供远离燃气管道的边缘城镇的居民使用；作为燃气汽车的燃料 ；用于金属焊接、切割及吹制玻璃器皿，这种供应方式称为压缩燃气 供应。 • 纯天然气、油田伴生气、焦炉气、油制气等均可作为压缩燃气，但以 甲烷为主的天然气热值高、腐蚀性杂质少，最适宜作为压缩燃气。我 国压缩燃气采用压缩天然气，充装天然气工作压力不大于25MPa(表 压)，环境温度为一40～500C。 • 根据我国有关标准与规范要求，压缩天然气的生产、运输及技术系统 流程图如图：