摘　要：CNG加氣(注)站儲(chǔ)氣井(瓶)在封頭改造、定期檢測(cè)、維護(hù)和報(bào)廢時(shí)，儲(chǔ)氣井(瓶)中的天然氣因無(wú)法回收，通過(guò)加氣站放散系統(tǒng)放入大氣，浪費(fèi)了資源，造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失。本文介紹了三種CNG加氣(注)站工藝流程和設(shè)備回收條件、關(guān)鍵設(shè)備部件技術(shù)改造，回收儲(chǔ)氣井(瓶)中余留的較大部分天然氣，安全、可操作性強(qiáng)，對(duì)減少加氣站氣損率，提高加氣站運(yùn)營(yíng)效率具有較強(qiáng)的參考價(jià)值，供CNG加氣(注)站運(yùn)營(yíng)管理者參考。

關(guān)鍵詞：CNG加氣(注)站　儲(chǔ)氣井(瓶)　節(jié)能回收　氣損率

CNG Filling(Note)Station Gas Storage Well(Bottle)of Natural Gas Energy Recycling Technology

AbStract：CNG filling(note)station gas storage well(bottle)in the header transformation，regular inspection，maintenance and scrap，gas storage well(bottle)of natural gas can not recovery，through filling station bleeding system into the atmosphere，waste resources，cause great economic loss．Through the comparJson of the three kinds of CNG filling station(note)process and equipment recycling key equipment components，technical transformation，recycling gas storage well(bottle)remaining in the larger part of the natural gas，safety，operability，to reduce gas station gas loss rate，improve the operational efficiency of gas station has a strong reference value for CNG(note)，gas station management reference adopted．

Keywords：CNG filling station(notel  gas storage well(bottle)  energy recovery  gas loss rate

1　前言

CNG儲(chǔ)氣井(瓶)因其技術(shù)成熟、安全可靠、運(yùn)營(yíng)效率高等優(yōu)勢(shì)被廣泛用于CNG加氣母站、子站和常規(guī)加氣站的調(diào)峰、儲(chǔ)氣^[1]，是目前CNG加氣(注)站最經(jīng)濟(jì)最先進(jìn)的天然氣靜態(tài)儲(chǔ)存特種設(shè)備。儲(chǔ)氣井(瓶)需要改造、定期檢測(cè)和報(bào)廢，以及出現(xiàn)儲(chǔ)氣井卡套脫落、密封不嚴(yán)、井筒材料不符相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求、組件老化泄漏、井筒上竄或下沉均將引起儲(chǔ)氣井的泄漏^[2]，這些問(wèn)題都需要對(duì)儲(chǔ)氣井已儲(chǔ)存的天然氣進(jìn)行放空泄壓處理，造成了天然氣的浪費(fèi)，增大了加氣站的氣損率，加大了運(yùn)營(yíng)成本。如何采取一種安全、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)的方式回收儲(chǔ)氣井(瓶)中的天然氣，將對(duì)加氣站運(yùn)營(yíng)具有實(shí)際價(jià)值。

2　國(guó)標(biāo)規(guī)范要求

舊技術(shù)儲(chǔ)氣井井筒封頭是螺紋式井筒封頭，因拆卸不便需要技術(shù)改造為法蘭式井筒封頭(質(zhì)檢辦特[2008]637號(hào)《關(guān)于加強(qiáng)地下儲(chǔ)氣井安全監(jiān)察工作的通知》)；儲(chǔ)氣井全面檢測(cè)周期6年，以及檢測(cè)不合格并無(wú)法修復(fù)和使用時(shí)間達(dá)到25年的儲(chǔ)氣井應(yīng)予以報(bào)廢^[3]；氣瓶每三年一次定期檢驗(yàn)^[4]。這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范強(qiáng)制要求，為儲(chǔ)氣井(瓶)中的天然氣回收技術(shù)利用發(fā)揮作用創(chuàng)造了條件。

3　儲(chǔ)氣井(瓶)天然氣工藝流程回收條件

3．1　CNG加氣(注)站天然氣回收條件

儲(chǔ)氣井(瓶)中的天然氣回收是通過(guò)壓力差實(shí)現(xiàn)的，即從壓力較高的儲(chǔ)氣井(瓶)回收到壓力低的市政燃?xì)夤芫W(wǎng)，中間不需要任何輔助動(dòng)力支持。回收需要具備3個(gè)條件：

(1)CNG加氣(注)站必須接通管網(wǎng)或形成供氣回路；

(2)順序控制盤(pán)、壓縮機(jī)工藝流程具備氣體回收條件；

(3)順序控制盤(pán)、壓縮機(jī)的壓力保持閥、止回閥可進(jìn)行技術(shù)改造。

3．2　儲(chǔ)氣井(瓶)天然氣回收技術(shù)利用的CNG加氣(注)站工藝流程介紹

母站接收的天然氣，經(jīng)過(guò)加工，一部分加注燃?xì)廛囕v，一部分進(jìn)入市政管網(wǎng)，形成了兩個(gè)供氣路徑。其中，儲(chǔ)氣井的氣可以通過(guò)順序控制盤(pán)、壓縮機(jī)，經(jīng)過(guò)過(guò)濾、調(diào)壓、計(jì)量，進(jìn)入市政管網(wǎng)(見(jiàn)圖l)。

接通市政管網(wǎng)是常規(guī)加氣站一個(gè)顯著的特征。儲(chǔ)氣井(瓶)中的天然氣回收從儲(chǔ)氣井(瓶)開(kāi)始，流經(jīng)順序控制盤(pán)、壓縮機(jī)到回收罐，最后經(jīng)過(guò)過(guò)濾、調(diào)壓、計(jì)量進(jìn)入市政管網(wǎng)，形成了一個(gè)供氣回路(見(jiàn)圖2)。

子站的氣源來(lái)自壓力25MPa拖車，卸氣到儲(chǔ)氣井中壓力也是25MPa，并且拖車的加注和卸氣工藝不同，所以，不具備回收工藝條件(見(jiàn)圖3)。

因此，在工藝流程上，門(mén)站和常規(guī)站均具備天然氣回收條件，而子站則不適合回收。

4　設(shè)備工藝流程條件

4．1　順序控制盤(pán)工藝流程條件

目前國(guó)產(chǎn)的優(yōu)先順序控制盤(pán)分為并聯(lián)式(見(jiàn)圖4)和串聯(lián)式(見(jiàn)圖5)兩種，均設(shè)高、中、低壓和直充功能，其核心部件也就是壓力保持閥和止回閥。串并聯(lián)的優(yōu)先順序控制盤(pán)均經(jīng)過(guò)壓力保持閥和止回閥改造實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氣井的天然氣回收。其不同的是，并聯(lián)式優(yōu)先順序控制盤(pán)在回收儲(chǔ)氣井(瓶)中的天然氣時(shí)可以對(duì)高、中和低壓其中之一進(jìn)行回收，互不影響，操作簡(jiǎn)單、方便；而串聯(lián)式則在回收任何一個(gè)儲(chǔ)氣井(瓶)時(shí)要對(duì)高、中和低壓三組壓力保持閥和止回閥同時(shí)進(jìn)行改造，相對(duì)就麻煩一些。

4．2　壓縮機(jī)工藝流程條件

儲(chǔ)氣井(瓶)天然氣回收(見(jiàn)圖6)要求壓縮機(jī)變送氣口為進(jìn)氣口，經(jīng)過(guò)改造后的壓力保持閥和止回閥，流經(jīng)精密過(guò)濾器或前置過(guò)濾器、排污閥，到排污匯總罐，經(jīng)排污總閥，回收到回收罐，最后到市政管網(wǎng)?；厥諘r(shí)，打開(kāi)精密過(guò)濾器或前置過(guò)濾器排污閥和排污總閥，關(guān)閉壓縮機(jī)其它各級(jí)排污閥門(mén)。

除此之外，還有廠家的壓縮機(jī)自帶小型的回收罐，或建站設(shè)計(jì)要求壓縮機(jī)后直接排污，不設(shè)回中壓管網(wǎng)這一流程，故此類壓縮機(jī)和設(shè)計(jì)不適合回收儲(chǔ)氣井(瓶)中的天然氣。

5　設(shè)備關(guān)鍵部件工作原理和技術(shù)改造

5．1　壓力保持閥工作原理和技術(shù)改造

5．1．1壓力保持閥結(jié)構(gòu)和工作原理

壓力保持閥由閥體(進(jìn)出口)①、閥芯組件②③、彈簧組件④和調(diào)壓閥體⑤構(gòu)成，用于保持壓縮機(jī)在不低于一定壓力的情況下工作的重要部件。其工作原理是氣體從|礙體進(jìn)口流入，經(jīng)過(guò)閥芯，通過(guò)壓力推動(dòng)閥芯，克服彈簧組件的彈簧力和摩擦力，擠壓彈簧，使氣體從閥芯和彈簧組件密封的閥體中流出。調(diào)節(jié)閥體則是用于調(diào)節(jié)壓力保持閥額定壓力的元件，即調(diào)節(jié)彈簧組件的松緊度(見(jiàn)圖7)。

5．1．2壓力保持閥技術(shù)改造

第一種方案：將順序控制盤(pán)和壓縮機(jī)上的壓力保持閥的方向調(diào)轉(zhuǎn)即可。

第二種方案：在閥芯②和閥芯③之間加裝一截彈簧⑥，使其頂住閥芯③，克服彈簧的彈簧力和摩擦力，使氣體從閥體①進(jìn)口流入從出口流出。期間調(diào)壓閥體⑤開(kāi)度調(diào)至最大，以減少?gòu)椈蓪?duì)氣體的阻力。

5．2　止回閥工作原理和技術(shù)改造

5．2．1止回閥工作原理

止回閥由閥體①、錐閥芯②、彈簧③、彈簧座③和擋圈⑤構(gòu)成(見(jiàn)圖8)。其工作原理是壓縮氣體進(jìn)入閥體，克服彈簧的彈簧力和摩擦力使止回閥開(kāi)啟，壓縮氣體從進(jìn)口流入從出口流出，當(dāng)出口無(wú)壓縮氣體時(shí)，在彈簧力和進(jìn)口(腔)余力作用下，閥口處于關(guān)閉狀態(tài)，使從進(jìn)口到出口的氣體不流通。適用于只允許氣體向一個(gè)方向流動(dòng)，即從進(jìn)口流入從出口流出，反過(guò)來(lái)則不可以。

5．2．2止回閥技術(shù)改造

第一種方案：將順序控制盤(pán)和壓縮機(jī)上的止回閥的方向調(diào)轉(zhuǎn)即可。

第二種方案：如果壓縮機(jī)上止回閥兩端的接口型號(hào)不同，則可以取出閥體內(nèi)部錐閥芯、彈簧部件，使其僅成為一個(gè)管路即可。

6　儲(chǔ)氣井天然氣回收注意事項(xiàng)

(1)注意壓力、流速和溫度；

(2)對(duì)儲(chǔ)氣瓶出氣管線較細(xì)(中4mm)，管線有節(jié)流效應(yīng)的部位注意冰堵；

(3)制定方案，做好全程監(jiān)控和數(shù)據(jù)記錄；

(4)與上游管網(wǎng)公司或部門(mén)溝通，確保安全接駁回收；

(5)收集完成之后，壓力保持閥和止回閥均要恢復(fù)原狀態(tài)。

7　案例實(shí)證

東莞新奧車用燃?xì)獍l(fā)展有限公司某鎮(zhèn)區(qū)一座常規(guī)CNG加氣(注)站，有儲(chǔ)氣井6口，井筒外徑和壁厚F244.48*11.99mm，井深150m，水容積共18m³，儲(chǔ)氣總量約4500m³。2011年因儲(chǔ)氣井封頭改造，使用此項(xiàng)創(chuàng)新節(jié)能環(huán)保技術(shù)，對(duì)加氣站工藝流程上順序控制盤(pán)上單向閥和壓縮機(jī)上壓力調(diào)節(jié)閥進(jìn)行技術(shù)改造，成功實(shí)現(xiàn)天然氣回收2435m³。據(jù)測(cè)算，儲(chǔ)氣井天然氣回收率約54％，為社會(huì)和公司實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

1梁平.天然氣操作技術(shù)與安全管理[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006：238-244

2陳瑋.CNG加氣(注)站地下儲(chǔ)氣井泄漏分析[J].化學(xué)工程與裝備，2011；(9)：97-98

3SY/T6535—2002高壓氣地下儲(chǔ)氣井

4GB24163—2009站用壓縮天然氣鋼瓶定期檢驗(yàn)與評(píng)定

本文作者：蓋振興　廖文廣

作者單位：東莞市新奧車用燃?xì)獍l(fā)展有限公司