摘　要：CNG加氣(注)站儲氣井(瓶)在封頭改造、定期檢測、維護和報廢時，儲氣井(瓶)中的天然氣因無法回收，通過加氣站放散系統(tǒng)放入大氣，浪費了資源，造成了較大的經(jīng)濟損失。本文介紹了三種CNG加氣(注)站工藝流程和設備回收條件、關(guān)鍵設備部件技術(shù)改造，回收儲氣井(瓶)中余留的較大部分天然氣，安全、可操作性強，對減少加氣站氣損率，提高加氣站運營效率具有較強的參考價值，供CNG加氣(注)站運營管理者參考。

關(guān)鍵詞：CNG加氣(注)站　儲氣井(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儲氣井(瓶)因其技術(shù)成熟、安全可靠、運營效率高等優(yōu)勢被廣泛用于CNG加氣母站、子站和常規(guī)加氣站的調(diào)峰、儲氣^[1]，是目前CNG加氣(注)站最經(jīng)濟最先進的天然氣靜態(tài)儲存特種設備。儲氣井(瓶)需要改造、定期檢測和報廢，以及出現(xiàn)儲氣井卡套脫落、密封不嚴、井筒材料不符相應的技術(shù)標準要求、組件老化泄漏、井筒上竄或下沉均將引起儲氣井的泄漏^[2]，這些問題都需要對儲氣井已儲存的天然氣進行放空泄壓處理，造成了天然氣的浪費，增大了加氣站的氣損率，加大了運營成本。如何采取一種安全、環(huán)保和經(jīng)濟的方式回收儲氣井(瓶)中的天然氣，將對加氣站運營具有實際價值。

2　國標規(guī)范要求

舊技術(shù)儲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《關(guān)于加強地下儲氣井安全監(jiān)察工作的通知》)；儲氣井全面檢測周期6年，以及檢測不合格并無法修復和使用時間達到25年的儲氣井應予以報廢^[3]；氣瓶每三年一次定期檢驗^[4]。這些標準規(guī)范強制要求，為儲氣井(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

儲氣井(瓶)中的天然氣回收是通過壓力差實現(xiàn)的，即從壓力較高的儲氣井(瓶)回收到壓力低的市政燃氣管網(wǎng)，中間不需要任何輔助動力支持?；厥招枰邆?span lang="EN-US">3個條件：

(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、壓縮機工藝流程具備氣體回收條件；

(3)順序控制盤、壓縮機的壓力保持閥、止回閥可進行技術(shù)改造。

3．2　儲氣井(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)過加工，一部分加注燃氣車輛，一部分進入市政管網(wǎng)，形成了兩個供氣路徑。其中，儲氣井的氣可以通過順序控制盤、壓縮機，經(jīng)過過濾、調(diào)壓、計量，進入市政管網(wǎng)(見圖l)。

接通市政管網(wǎng)是常規(guī)加氣站一個顯著的特征。儲氣井(瓶)中的天然氣回收從儲氣井(瓶)開始，流經(jīng)順序控制盤、壓縮機到回收罐，最后經(jīng)過過濾、調(diào)壓、計量進入市政管網(wǎng)，形成了一個供氣回路(見圖2)。

子站的氣源來自壓力25MPa拖車，卸氣到儲氣井中壓力也是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(見圖3)。

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

4　設備工藝流程條件

4．1　順序控制盤工藝流程條件

目前國產(chǎn)的優(yōu)先順序控制盤分為并聯(lián)式(見圖4)和串聯(lián)式(見圖5)兩種，均設高、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)先順序控制盤均經(jīng)過壓力保持閥和止回閥改造實現(xiàn)儲氣井的天然氣回收。其不同的是，并聯(lián)式優(yōu)先順序控制盤在回收儲氣井(瓶)中的天然氣時可以對高、中和低壓其中之一進行回收，互不影響，操作簡單、方便；而串聯(lián)式則在回收任何一個儲氣井(瓶)時要對高、中和低壓三組壓力保持閥和止回閥同時進行改造，相對就麻煩一些。

4．2　壓縮機工藝流程條件

儲氣井(瓶)天然氣回收(見圖6)要求壓縮機變送氣口為進氣口，經(jīng)過改造后的壓力保持閥和止回閥，流經(jīng)精密過濾器或前置過濾器、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，打開精密過濾器或前置過濾器排污閥和排污總閥，關(guān)閉壓縮機其它各級排污閥門。

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

5　設備關(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|礙體進口流入，經(jīng)過閥芯，通過壓力推動閥芯，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：將順序控制盤和壓縮機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進口流入從出口流出。期間調(diào)壓閥體⑤開度調(diào)至最大，以減少彈簧對氣體的阻力。

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(見圖8)。其工作原理是壓縮氣體進入閥體，克服彈簧的彈簧力和摩擦力使止回閥開啟，壓縮氣體從進口流入從出口流出，當出口無壓縮氣體時，在彈簧力和進口(腔)余力作用下，閥口處于關(guān)閉狀態(tài)，使從進口到出口的氣體不流通。適用于只允許氣體向一個方向流動，即從進口流入從出口流出，反過來則不可以。

5．2．2止回閥技術(shù)改造

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

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

6　儲氣井天然氣回收注意事項

(1)注意壓力、流速和溫度；

(2)對儲氣瓶出氣管線較細(中4mm)，管線有節(jié)流效應的部位注意冰堵；

(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原狀態(tài)。

7　案例實證

東莞新奧車用燃氣發(fā)展有限公司某鎮(zhèn)區(qū)一座常規(guī)CNG加氣(注)站，有儲氣井6口，井筒外徑和壁厚F244.48*11.99mm，井深150m，水容積共18m³，儲氣總量約4500m³。2011年因儲氣井封頭改造，使用此項創(chuàng)新節(jié)能環(huán)保技術(shù)，對加氣站工藝流程上順序控制盤上單向閥和壓縮機上壓力調(diào)節(jié)閥進行技術(shù)改造，成功實現(xiàn)天然氣回收2435m³。據(jù)測算，儲氣井天然氣回收率約54％，為社會和公司實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保和經(jīng)濟效益。

參考文獻

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

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

3SY/T6535—2002高壓氣地下儲氣井

4GB24163—2009站用壓縮天然氣鋼瓶定期檢驗與評定

本文作者：蓋振興　廖文廣

作者單位：東莞市新奧車用燃氣發(fā)展有限公司