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      CNG常规加气站气损的排查方法及解决措施


      CNG常规加气站气损的排查方法及解决措施,通过对CNG常规加气站产生气损的途径, 结合CNG常规加气站的工艺流程、计量器具计量误差、工艺设备泄漏、放空、排污、气源质量、工艺设计及设备选型等方面排查气损的形成原因, 提出了相应的解决措施, 并通过成功治理案例, 说明优化工艺设计、合理选择工艺设备、加强维护保养等可有效降低天然气的输差率。

      推广使用天然气车辆, 采用天然气替代燃油, 可有效降低车辆运行燃料成本, 延长发动机寿命, 同时大幅度减少汽车有害尾气排放, 减少温室气体CO2的排放量。CNG常规加气站的运行成本主要有天然气损耗、电耗、水耗及设备修理、维护消耗等, 其中天然气气损消耗是影响加气站经济效益的重要指标之一。
      1 CNG常规加气站产生气损的途径
      CNG常规加气站的主要工艺过程是管道天然气进站后, 经脱硫、过滤、调压、计量、压缩、脱水、储存、售气等, 设备排污、放空、泄漏、计量、气源质量等成为产生气损的主要途径。
      2 气损排查方法
      2.1 计量器具的排查
      CNG常规加气站所用的计量器具为气源前端的流量计和售气系统的流量计。气源前端的流量计种类繁多, 有涡轮流量计、罗茨流量计、上等孔板流量计, 其计量精度都能达到1.5%范围内。售气系统的流量计都采用质量流量计, 精度都能控制在0.5%范围内。计量器具的排查主要查看计量器具是否完好, 精度等级是否达到1.0级, 是否在检定有效期内。
      2.2 工艺设备泄漏的排查
      工艺设备的泄漏可分为外漏和内漏, 外漏可通过利用发泡水进行喷洒检漏判断, 内漏则需进一步深入排查。
      工艺设备的内漏有安全阀、排污阀、放空阀等的内漏, 根据GB 50156—2012《汽车加油加气站设计与施工规范》的规定, 均设置了不同压力级别系统的放散管, 可分别在低压放散和高压放散管处进行泄漏排查, 高压泄漏主要为压缩机后端泄漏, 低压泄漏主要为压缩机前端泄漏。
      2.3 放空、排污的排查
      CNG常规加气站的工艺设备好多地方均设置了排污阀和放空阀, 排污阀、放空阀的使用不当, 均会造成一定程度的天然气消耗。
      2.4 气源质量排查
      CNG常规加气站气源脏, 含水量、天然气密度、重烃组分等发生变化, 均会造成计量误差, 含水量变化会影响前端计量;天然气密度变小时, 加气站售气系统的质量流量计计量值小于真实体积值, 造成气损增大。
      2.5 工艺设计及设备选型排查
      CNG常规加气站的工艺设计及设备选型不当, 均会造成气损增大。工艺设计中没有对压缩机的排污进行有效回收利用, 排污时带走部分气体排入大气, 造成气损增大;设备选型不当, 也会造成气损发生变化, 如流量计的测量范围、工作压力选型不当, 安全阀的整定压力不当, 单向阀的种类选型不当, 均会造成气损波动。
      3 气损解决措施
      针对CNG常规加气站气损产生的途径及排查方法, 结合CNG常规加气站现场管理经营, 可从以下6个方面进行解决。
      3.1 提高计量器具的准确性
      根据加气站的气质条件、场站工艺设备的位置及间距、天然气小时流量、调压后的气源压力, 合理选择的流量计的种类、精度、测量范围, 稳定气源压力, 做好气源预处理工作。同时定期对流量计进行维护保养, 定期检定;对流量计前的过滤器、电磁阀定期清洗;根据天然气的密度变化, 及时对质量流量计进行参数设置, 减少因天然气密度变小产生的气损。
      3.2 工艺设备的维修处理
      根据设备的泄漏情况, 发现外漏应及时处理, 对发生内漏的安全阀、排污阀、放空阀等, 应及时更换。加强对压缩机的维护保养, 提高压缩机的密封效果。
      3.3 合理的进行放空、排污
      根据加气站所在地气温变化情况合理设置压缩机排放压力, 减少因环境温度升高造成气体体积膨胀造成的气损增大;同时优化压缩机的程序控制, 在满足压缩机的安全运行状态下, 缩短压缩机的排污时间, 对过滤器、调压器、缓冲罐、回收罐、脱水等装置根据进气的气质情况, 合理排污, 进一步减小气损。
      3.4 加大对气源质量的取样分析
      加大对CNG常规加气站气源的取样分析, 合理进行脱水装置的再生及过滤器的清洗, 根据气源密度及时进行售气系统密度设置修改, 减少因天然气密度变小造成的气损增大。
      3.5 优化工艺流程、废气回收利用
      对CNG常规加气站的各类排污进行有效回收, 通过设置回收罐统一收集, 返回压缩机进行处理, 加大废气的回收利用率。
      3.6 合理选用适宜的工艺设备
      根据加气站的规模及用气高峰, 合理的选择工艺设备, 使之与加气站规模相匹配, 合理设置安全阀的起跳压力。根据流体种类, 合理地选择单向阀的结构型式, 在计量系统后设阻尼器, 减少压缩机吸气产生的脉动效应对计量的影响。
      4 有效治理案例
      曲靖某加气站于2016年8月正式投运, 投运前几个月气损均较大, 多次进气源取样分析, 其气源质量稳定;对流量计重新检定, 检定结果流量计准确;又进一步进行工艺管线及设备泄漏排查, 均未发现漏点。*后排查原因为所选用的单向阀型号选择不合理 (原单向阀为H41X型, 适用介质为水, 应选择旋启式的, 升降式单向阀虽密封性好, 但流体阻力大, 对流量计的计量精度有影响[5]) , 压缩机运行时单向阀阀芯经常发出激烈的碰撞声, 导致压缩机吸气产生脉动效应, 影响了计量精度。将原有单向阀更换为H44X型后, 运行25天, 其气损大幅下降, 输差率由8%左右下降到4%左右, 气损降幅明显, 详见表1、表2。

      表1 未治理排查前输差统计表

       表2 排查治理后输差统计表
      5 结语
      影响CNG常规加气站气损的原因很多, 根据加气站的市场需要, 应从工艺设计环节进行工艺优化, 尽可能的进行废气回收:选用密封性能好的工艺设备使之与生产规模相匹配;选用合理的流量计, 提高计量精度;选择适宜的单向阀, 或者设置阻尼器, 减少压缩机吸气产生的脉动效应。

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