CNG加气站工艺系统与设备优化研究

2017-03-07靳国龙中国石油天然气股份有限公司西南油气田燃气分公司新津营销部四川成都611430

化工管理 2017年36期

靳国龙（中国石油天然气股份有限公司西南油气田燃气分公司新津营销部，四川成都 611430）

CNG加气站工艺系统与设备优化研究

靳国龙（中国石油天然气股份有限公司西南油气田燃气分公司新津营销部，四川成都 611430）

随着环境保护力度的逐渐加大，新能源在社会发展中得到广泛的应用。天然气是一种无毒无污染的新型能源，对环境没有污染。目前，我国的加气站工艺系统及设备应用还存在较大的优化空间，本文主要结合相关工作经验，对CNG加气站的工艺和设备进行优化研究，提升系统的运行效率和经济性。

加气站系统;设备优化;压缩天然气

随着环境污染程度的逐渐加重，新能源的开发和利用进度大幅加快。压缩天然气(CNG)是一种新型能源，无毒无污染，逐渐受到社会的关注。天然气汽车的推广和使用是众多城市进行环境保护的首选方案。通过CNG加气站将压缩天然气注入到汽车中，代替柴油和汽油为汽车的运行提供动力。就目前CNG的发展现状而言，CNG加气站中还存在一些运行问题，应用不够成熟。因此，需要对CNG加气站的相关运行技术进行分析优化，降低运行和维护成本，同时提升加气站的安全性。本文针对此种情况，对加气站的工艺及设备优化进行分析，主要将加气站分为三个部分进行探究，即加气站的预处理、加气站的压缩系统及加气站的加气系统。

1 CNG加气站预处理系统与系统内部设备的优化

在CNG进行压缩前需要对其进行预处理，主要的目的是去除CNG气体中的硫化氢和水分。脱除硫化氢是为了降低硫化氢等酸性气体对于系统管道的腐蚀，脱除水分是防止CNG在降温和加压过程中，水分发生凝结造成冰堵。

1.1 脱硫系统的工艺及设备优化

水合氧化铁对于天然气中的硫化氢气体具有很好的吸附作用，因此可以在水合氧化铁中添加定量的催化剂，制备脱硫剂。利用这一脱硫剂对天然气中的硫化氢进行脱除。设备的优化也应该利用这一方法进行。据相关数据显示，该方法具有很高的经济效益。一般情况下，脱硫系统的运行费用与天然气中的硫化氢含量有关，硫化氢气体含量大，其运行投资成本往往较高。但该方法的脱硫效率较好，因此可以在一定程度上降低投资费用。

1.2 脱水系统的工艺及设备优化

脱水系统的处理费用与一次装填料的多少有关。一般情况下，高压脱水具有投资小、占地少等优点，从设备优化角度分析，高压脱水只适用于处理气量较少的CNG加气站。在水分不确定天然气加气站中常用高压脱水工艺。低压脱水能够给压缩机较大的选择空间，并且对气源品质要求不高，能够延长填料和活塞的使用寿命，但一般会存在二次污染。设备应用而言，低压脱水工艺可以应用在气量较大情况下的水分脱除，在站场中可以应用较大的面积。目前，高压脱水由于不存在二次污染，因而得到较广泛的应用。

2 CNG加气站压缩系统与系统内设备优化

CNG加气站的压缩系统主要有润滑系统、冷却系统和压缩机主机等部分组成，其中压缩机是整个压缩系统中最重要的设备。CNG加气站运行中，压缩机的安全性要求较高。在整个压缩系统运行中，压缩机的进气压力和出气压力范围均较宽，需要根据实际情况而定。一般情况下，考虑运行经济性，排气压力控制在25Mpa以下。

(1)压缩机结构优化

目前，CNG加气站压缩机主要有两种形式：水平对称式压缩机和角度式天然气压缩机。水平对称式压缩机对于机型的平衡性要求较高，且要求的平衡为惯性力和惯性力矩。因此，水平对称式压缩机运行较其他机型振动和噪音小，该压缩机在CNG加气站的应用中最为广泛。角度式天然气压缩机的运行与功率和体积因素相关性较大，因此影响运行稳定的因素较多，主要应用在中小型的CNG加气站中。

(2)润滑方式的优化

压缩机润滑方式主要有有润滑油和无润滑油两种。润滑油的润滑模式是在压缩机高压状态下，将润滑油带入到压缩机系统中已达到充分润滑压缩机各部件的目的。润滑油润滑模式可以延长压缩机的使用寿命，但这种方式对天然气的质量有较大的影响。对于润滑油模式主要考虑摩擦热和汽缸磨损的问题，此种润滑模式下的压缩机一般处于低速运行状态下，且使用寿命较短，但天然气的质量不受到影响。良好的润滑方式需要结合上述两种润滑优点，即少油润滑，即保证压缩机的使用寿命，也能够对天然气的质量产生较小的影响。

(3)压缩机冷却方式优化

目前，常用压缩机的冷却方式为水冷冷却，但据相关的使用情况分析发现，该种冷却方式对压缩机产生一系列不良的影响，会缩短压缩机的使用寿命，其运行经济性也不好。风冷冷却是利用空气流动进行冷却的方式，较水冷冷却，风冷效果更佳，且能较好地控制压缩机各级设备的压缩比，运行经济性更好。在压缩机实际运行中，应该优先选择风冷冷却和水冷冷却混合使用，即加气站的压缩机设置冷却水管道，冷却水接到凉水塔里进行风冷。