淺談CNG加氣母站的工藝設計
科技專論
作者：朱琳
【摘要】本文結合大慶油田某CNG加氣母站的建設實踐，介紹CNG加氣母站主要工藝流程及工藝設備的選型分析，並對其安全控製係統進行了簡單描述，希望今後對CNG加氣母站的設計建設具有借鑒意義。
【關鍵詞】緊急切斷；緊急放散；調壓計量；脫硫塔；脫水器；儲氣井 ；加氣柱
序言
大慶油田某CNG母站總設計規模10X104Nm3/d，竣工總投資805萬元（不含土地費）；該母站主要設備：調壓計量撬、雙塔脫硫裝置、雙塔脫水裝置、壓縮機、儲氣井、加氣柱等設備。該站功能包含天然氣的處理、壓縮、給拖車加氣等。
1、加氣站的工藝流程
大慶油田某CNG母站氣源接自大慶門站高壓彙管，進站壓力0.8MPa～1.8MPa。進站天然氣首先進入調壓計量撬進行穩壓計量。穩壓計量後的天然氣經脫硫裝置和脫水裝置分別進行脫硫、脫水等工藝處理後再進入壓縮機壓縮升壓至25MPa，經壓縮後的天然氣通過加氣柱給CNG拖車加氣。加滿氣的拖車運至CNG加氣子站給燃氣汽車加氣。簡單流程圖如下：
2、設計初步構思
1）進站天然氣管道上設置緊急切斷閥。考慮加氣站事故狀態時，能夠及時、快速切斷氣源，將事故波及的範圍降到最低，設計考慮在進站管線上設置緊急切斷閥。2）脫硫。根據該站原料天然氣氣質成分，原料氣含硫化氫（H2S）含量在20mg/m3以下，考慮汽車用天然氣的氣質標準，故本設計考慮設置脫硫裝置。並設置一路旁通以便於在硫化氫（H2S）含量≤15mg/m3時直接進入下一工序。3）脫水。依據CNG加氣站天然氣氣質成份表，原料氣的含水量超過了《車用壓縮天然氣》的氣質標準要求。原料氣經脫水器脫水，脫水後的天然氣水露點在-60℃以下。經脫水後得天然氣滿足車用壓縮天然氣氣質標準的要求。4）加氣站的安全泄放。高壓管道及設備的安全泄放：壓縮機各級安全泄放係統，調壓計量放空、脫水安全放散及管道安全放散的氣體彙集在一起進入放空管進行放空。5）站內濃度報警及ESD按紐。站內設置可燃氣體報警器，監測工藝裝置區等處的泄漏天然氣的濃度。為充分保證加氣站的安全運行，降低事故發生後的次生災害，在加氣站的安全出入口、加氣機、壓縮機以及脫水器PLC控製櫃、壓縮機PLC控製櫃上均要求設置了ESD按紐。這些ESD按紐串聯，重大事故一旦發生後，可以隨時按下ESD按紐，然後與ESD按紐聯動的所有設備均停止工作，從而避免次生災害的產生。6）壓縮機工作狀態。壓縮機進行並聯，正常工作時通過旁通閥進行隔斷，互不影響。異常情況時，通過開啟旁通閥，實現壓縮機互用。
3、主要工藝設備選型
3.1調壓計量係統
本加氣母站氣源接自門站高壓彙管，用氣時段的不同，壓力變動較大，為了保護壓縮機，延長壓縮機的使用壽命，進站天然氣要進行調壓，使其壓力處於較穩定狀態。為了配合上遊貿易計量，在調壓器後設有天然氣流量計。
3.2脫硫係統
計量後的天然氣如果含硫量大於15mg/Nm3時，需要進行脫硫。根據門站供氣的氣質情況，本站應設計脫硫裝置，結合加氣站的工作特點和脫硫裝置的再生周期，本站要求選用雙塔結構的脫硫設備，一塔吸附，一塔再生。脫硫塔裝置排出的氣體含硫量不得大於15mg/Nm3。結合該站生產規模，本站脫硫裝置的處理量為8500Nm3/h。