CNG卸氣柱結(jié)構(gòu)的探討

摘要

摘要：探討了5種CNG卸氣柱的結(jié)構(gòu)和工藝流程。關鍵詞： CNG減壓橇；卸氣柱；拉斷閥Discussion on Structure of CNG Unloading ColumnAbstract: The structures and process flows

摘要：探討了5種CNG卸氣柱的結(jié)構(gòu)和工藝流程。

關鍵詞： CNG減壓橇；卸氣柱；拉斷閥

Discussion on Structure of CNG Unloading Column

Abstract: The structures and process flows of five kinds of CNG unloading columns are discussed．

Key words: CNG decompression skid；gas unloading column；break-away coupling

1 概述

當今天然氣行業(yè)正處于快速發(fā)展過程中，尤其是隨著西氣東輸、川氣東送、海氣登陸等供氣格局的形成，沿線CNG加氣母站數(shù)量猛增，帶動了CNG加氣母站周邊(一般離CNG加氣母站不超過200 km)管輸天然氣未到達城鎮(zhèn)的天然氣發(fā)展。這給CNG的發(fā)展帶來了很大的契機^[1]。

CNG減壓橇的必備附件之一就是卸氣柱。卸氣柱是從與CNG氣瓶車相連的高壓膠管(包含高壓膠管管子和快裝接頭)開始，到減壓橇CNG進氣口之前的閥組和管道部分。由于各個CNG減壓橇的設備生產(chǎn)廠家對卸氣柱的工藝流程設計不同，雖然主要功能一樣，但是從實用和安全兩個角度來說，區(qū)別很大。

2 卸氣柱結(jié)構(gòu)和工藝

2.1 簡易卸氣柱

簡易卸氣柱由連接CNG氣瓶車的快裝接頭、高壓膠管、主閥、放散閥、連接管道組成。簡易卸氣柱結(jié)構(gòu)見圖l。

簡易卸氣柱不工作時主閥和放散閥都處于關閉狀態(tài)，每一個卸氣柱在主閥之后通過匯管跟CNG減壓橇連接在一起進行供氣。當?shù)谝惠vCNG氣瓶車通過快裝接頭跟卸氣柱連接后，打開主閥就可以實現(xiàn)CNG氣瓶車往CNG減壓橇內(nèi)供氣的功能。由于單輛CNG氣瓶車儲氣量有限，CNG氣瓶車內(nèi)還剩少量余氣時就要更換下一輛氣瓶車來保持供氣。具體操作步驟如下：①當?shù)谝惠vCNG氣瓶車內(nèi)CNG余氣較少時，把第二輛CNG氣瓶車跟另一個卸氣柱連接起來，做好卸氣的準備工作。②先關閉與第一輛CNG氣瓶車連接的卸氣柱的主閥和CNG氣瓶車的出口閥，再打開與第二輛CNG氣瓶車相連的卸氣柱的主閥和CNG氣瓶車的出口閥，使氣瓶車對CNG減壓橇進行供氣。③打開與第一輛CNG氣瓶車相連的卸氣柱的放散閥(此時放散快裝接頭與卸氣柱主閥之間的CNG氣體)，當放散完畢之后，把此卸氣柱的快裝接頭從CNG氣瓶車上取下，第一輛CNG氣瓶車開去母站充氣。

簡易卸氣柱的工藝結(jié)構(gòu)簡單，安全性和維護性都不完善，下面介紹在此工藝流程的基礎上改進的卸氣柱。

2.2 帶拉斷閥的卸氣柱

近年來，許多城市的CNG儲配站曾發(fā)生過由于操作工人或駕駛?cè)藛T誤操作，導致卸氣柱高壓膠管被拉斷而引發(fā)重大安全事故的情況。可以在膠管接頭后面增加一個拉斷閥來防止此類事故的發(fā)生^[2]。帶拉斷閥的卸氣柱見圖2。

拉斷閥就是在一定外力下可被拉成兩節(jié)，拉斷后具有自密封功能的閥門。當拉斷閥承受的拉力大于額定值時，該閥會自動斷開，并且斷開處兩端自動密封，防止高壓膠管被拉斷引起泄漏，從而防止意外發(fā)生。拉斷閥的拉斷力大小要適中，如果太小，有可能正常操作時就被拉斷；如果太大，又起不到保護作用，因此一般拉斷閥的拉斷力為400～700 N。

2.3 帶雙閥的卸氣柱

考慮到卸氣柱是高壓管道系統(tǒng)，其主閥在使用過程中發(fā)生內(nèi)漏時，就要及時更換。由于一般都是2套或3套卸氣柱通過高壓管道匯合在一起后連接到CNG減壓橇的進口，如果某一卸氣柱的主閥需要更換時，就要停止所有卸氣柱工作并放空高壓管道中的CNG。如果不允許CNG減壓橇停氣，就無法更換閥門。要解決這一問題，可以在卸氣柱主閥后面增加一個常開閥(此時主閥成雙閥結(jié)構(gòu))。帶雙閥的卸氣柱見圖3。

平時運行時主閥后面的閥門處于常開狀態(tài)，只有在主閥內(nèi)漏或其他損壞需進行更換時，關閉常開閥，使得本套卸氣柱跟整個卸氣系統(tǒng)分開，對主閥進行更換維修。

2.4 帶單向閥的卸氣柱

在卸氣柱卸氣過程中，由于工作人員的疏忽，在更換第二輛CNG氣瓶車時，誤操作將第一輛和第二輛CNG氣瓶車所連接的卸氣柱主閥同時打開。這時就會造成第二輛車內(nèi)的CNG反充入第一輛車(尤其是CNG減壓橇流量不大的時候)，使得第一輛車內(nèi)的余氣量增加，影響正常運營。為了防止工作人員誤操作所帶來的問題，可以在卸氣柱主閥的前面增加一個單向閥。帶單向閥的卸氣柱見圖4。

雙閥結(jié)構(gòu)(主閥后面增加一個常開閥)和帶單向閥的工藝流程可以同時存在于一套卸氣柱上面，帶單向閥和雙閥的卸氣柱見圖5。

2.5 帶質(zhì)量流量計的卸氣柱

有些用戶考慮到CNG氣瓶車卸氣的結(jié)算問題。要求在卸氣柱上增加質(zhì)量流量計，使得卸氣柱上的計量方式跟CNG母站上的計量方式一致(都采用質(zhì)量流量計)。但一般CNG的結(jié)算方式不采用卸氣柱上的質(zhì)量流量計作為貿(mào)易計量，而是采用CNG減壓橇的中壓段的流量計或者卸氣前后CNG氣瓶車上壓降對應的標況體積。

對于在卸氣柱上增加質(zhì)量流量計的工藝。是從CNG加氣機的工藝流程借鑒過來的，還應該在流量計之前增加壓力表，為卸氣柱增加一個箱體，另外，拉斷閥、單向閥(此處的單向閥還有防止管道氣逆流時，保護質(zhì)量流量計的作用)必須加裝。帶質(zhì)量流量計的卸氣柱見圖6。

2.6 實際應用情況

實際應用中大部分采用圖1和圖2的形式，其中圖2的形式所占的比例也小。其他方式較少采用，這不僅是因為成本問題，還有以下原因：①高壓段增加一個配件就增加了2道焊口，理論上來說增加了2個潛在泄漏點(由于高壓管道的焊縫都是100％探傷，只能說是潛在的隱患)；②工作人員常規(guī)卸氣操作出現(xiàn)錯誤概率很低，單向閥的作用也很少能體現(xiàn)出來；③很少有用戶不允許臨時停止CNG減壓橇供氣，實際上能給設備維修提供時間。隨著用戶安全及方便維修意識的提高，越來越多的用戶希望卸氣柱的工藝盡量完善，減少由于工作人員誤操作帶來的隱患(即減少人為因素)。