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      CNG常規加氣站氣損的排查方法及解決措施


      CNG常規加氣站氣損的排查方法及解決措施,通過對CNG常規加氣站產生氣損的途徑, 結合CNG常規加氣站的工藝流程、計量器具計量誤差、工藝設備泄漏、放空、排污、氣源質量、工藝設計及設備選型等方面排查氣損的形成原因, 提出了相應的解決措施, 并通過成功治理案例, 說明優化工藝設計、合理選擇工藝設備、加強維護保養等可有效降低天然氣的輸差率。

      推廣使用天然氣車輛, 采用天然氣替代燃油, 可有效降低車輛運行燃料成本, 延長發動機壽命, 同時大幅度減少汽車有害尾氣排放, 減少溫室氣體CO2的排放量。CNG常規加氣站的運行成本主要有天然氣損耗、電耗、水耗及設備修理、維護消耗等, 其中天然氣氣損消耗是影響加氣站經濟效益的重要指標之一。
      1 CNG常規加氣站產生氣損的途徑
      CNG常規加氣站的主要工藝過程是管道天然氣進站后, 經脫硫、過濾、調壓、計量、壓縮、脫水、儲存、售氣等, 設備排污、放空、泄漏、計量、氣源質量等成為產生氣損的主要途徑。
      2 氣損排查方法
      2.1 計量器具的排查
      CNG常規加氣站所用的計量器具為氣源前端的流量計和售氣系統的流量計。氣源前端的流量計種類繁多, 有渦輪流量計、羅茨流量計、上等孔板流量計, 其計量精度都能達到1.5%范圍內。售氣系統的流量計都采用質量流量計, 精度都能控制在0.5%范圍內。計量器具的排查主要查看計量器具是否完好, 精度等級是否達到1.0級, 是否在檢定有效期內。
      2.2 工藝設備泄漏的排查
      工藝設備的泄漏可分為外漏和內漏, 外漏可通過利用發泡水進行噴灑檢漏判斷, 內漏則需進一步深入排查。
      工藝設備的內漏有安全閥、排污閥、放空閥等的內漏, 根據GB 50156—2012《汽車加油加氣站設計與施工規范》的規定, 均設置了不同壓力級別系統的放散管, 可分別在低壓放散和高壓放散管處進行泄漏排查, 高壓泄漏主要為壓縮機后端泄漏, 低壓泄漏主要為壓縮機前端泄漏。
      2.3 放空、排污的排查
      CNG常規加氣站的工藝設備好多地方均設置了排污閥和放空閥, 排污閥、放空閥的使用不當, 均會造成一定程度的天然氣消耗。
      2.4 氣源質量排查
      CNG常規加氣站氣源臟, 含水量、天然氣密度、重烴組分等發生變化, 均會造成計量誤差, 含水量變化會影響前端計量;天然氣密度變小時, 加氣站售氣系統的質量流量計計量值小于真實體積值, 造成氣損增大。
      2.5 工藝設計及設備選型排查
      CNG常規加氣站的工藝設計及設備選型不當, 均會造成氣損增大。工藝設計中沒有對壓縮機的排污進行有效回收利用, 排污時帶走部分氣體排入大氣, 造成氣損增大;設備選型不當, 也會造成氣損發生變化, 如流量計的測量范圍、工作壓力選型不當, 安全閥的整定壓力不當, 單向閥的種類選型不當, 均會造成氣損波動。
      3 氣損解決措施
      針對CNG常規加氣站氣損產生的途徑及排查方法, 結合CNG常規加氣站現場管理經營, 可從以下6個方面進行解決。
      3.1 提高計量器具的準確性
      根據加氣站的氣質條件、場站工藝設備的位置及間距、天然氣小時流量、調壓后的氣源壓力, 合理選擇的流量計的種類、精度、測量范圍, 穩定氣源壓力, 做好氣源預處理工作。同時定期對流量計進行維護保養, 定期檢定;對流量計前的過濾器、電磁閥定期清洗;根據天然氣的密度變化, 及時對質量流量計進行參數設置, 減少因天然氣密度變小產生的氣損。
      3.2 工藝設備的維修處理
      根據設備的泄漏情況, 發現外漏應及時處理, 對發生內漏的安全閥、排污閥、放空閥等, 應及時更換。加強對壓縮機的維護保養, 提高壓縮機的密封效果。
      3.3 合理的進行放空、排污
      根據加氣站所在地氣溫變化情況合理設置壓縮機排放壓力, 減少因環境溫度升高造成氣體體積膨脹造成的氣損增大;同時優化壓縮機的程序控制, 在滿足壓縮機的安全運行狀態下, 縮短壓縮機的排污時間, 對過濾器、調壓器、緩沖罐、回收罐、脫水等裝置根據進氣的氣質情況, 合理排污, 進一步減小氣損。
      3.4 加大對氣源質量的取樣分析
      加大對CNG常規加氣站氣源的取樣分析, 合理進行脫水裝置的再生及過濾器的清洗, 根據氣源密度及時進行售氣系統密度設置修改, 減少因天然氣密度變小造成的氣損增大。
      3.5 優化工藝流程、廢氣回收利用
      對CNG常規加氣站的各類排污進行有效回收, 通過設置回收罐統一收集, 返回壓縮機進行處理, 加大廢氣的回收利用率。
      3.6 合理選用適宜的工藝設備
      根據加氣站的規模及用氣高峰, 合理的選擇工藝設備, 使之與加氣站規模相匹配, 合理設置安全閥的起跳壓力。根據流體種類, 合理地選擇單向閥的結構型式, 在計量系統后設阻尼器, 減少壓縮機吸氣產生的脈動效應對計量的影響。
      4 有效治理案例
      曲靖某加氣站于2016年8月正式投運, 投運前幾個月氣損均較大, 多次進氣源取樣分析, 其氣源質量穩定;對流量計重新檢定, 檢定結果流量計準確;又進一步進行工藝管線及設備泄漏排查, 均未發現漏點。*后排查原因為所選用的單向閥型號選擇不合理 (原單向閥為H41X型, 適用介質為水, 應選擇旋啟式的, 升降式單向閥雖密封性好, 但流體阻力大, 對流量計的計量精度有影響[5]) , 壓縮機運行時單向閥閥芯經常發出激烈的碰撞聲, 導致壓縮機吸氣產生脈動效應, 影響了計量精度。將原有單向閥更換為H44X型后, 運行25天, 其氣損大幅下降, 輸差率由8%左右下降到4%左右, 氣損降幅明顯, 詳見表1、表2。

      表1 未治理排查前輸差統計表

       表2 排查治理后輸差統計表
      5 結語
      影響CNG常規加氣站氣損的原因很多, 根據加氣站的市場需要, 應從工藝設計環節進行工藝優化, 盡可能的進行廢氣回收:選用密封性能好的工藝設備使之與生產規模相匹配;選用合理的流量計, 提高計量精度;選擇適宜的單向閥, 或者設置阻尼器, 減少壓縮機吸氣產生的脈動效應。

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