加气站工艺流程技术分析
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加气站工艺流程技术分析
摘要：天然气在人们的日常生产生活中已经得到广泛的应用。这种新型的能源在运输和使用的过程中不会对环境造成不良影响，用于汽车领域还可以减少有害气体的排放量。而且天然气价格低廉、使用方便，是人们作为汽车燃料和生活能源的首选燃料。因此，加强对加气站的管道系统设计和管理，对于城市能源的可持续发展有着重要的意义。
关键词：LNG；加气站；工艺流程
1LNG加气站工艺流程
1.1卸车流程
LNG卸车涉及到压力、物质形态变化等因素，采取不同的卸车方式和操作流程将直接影响到LNG的损耗率大小和卸车速度。①管线吹扫：加气站卸液管线如果有积水、杂质等物会造成管线堵塞甚至设备损坏，在卸车前应对管线进行吹扫，在吹扫过程中也能对管线进行预冷。②压力平衡：当储罐内的LNG储量接近10%时，需要卸车。此时储罐的气相空间大，LNG汽化速度快，储罐内压力在0.5MPa以上，槽车上设置的安全阀装置起跳压力在0.7MPa左右。要让LNG液体能够正常流进站内储罐，槽车的压力要比储罐高出0.2MPa左右，如果直接对槽车进行增压，就会出现安全阀起跳而喷液的现象。为了安全起见，一般先将储罐压力降低，然后在对槽车进行增压。③卸车方式：常见的方式有自增压卸车、泵增压卸车和直接泵卸车。自增压卸车是指槽车内的液体通过自流进入卸车汽化器中，LNG汽化成气态天然气回到槽车的气相，增加槽车压力，将LNG压入储罐中。泵增压卸车是指槽车内的液体通过自流进入LNG低温泵的泵池中，经泵打入卸车汽化器中，汽化后进入槽车的气相，增加槽车压力，将LNG压入储罐中。直接泵卸车是指槽车内的液体通过槽车卸液口直接进入LNG低温泵的泵池中，经泵转至储罐，槽车气相与储罐气相相连。卸车期间要根据具体情况选择储罐的进液模式和槽车的进气模式。分为储罐上进液、储罐下进液，槽车下进气和上进气。储罐上进液是指通过喷洒的LNG将储罐里汽化的天然气重新液化，降低储罐内的压力；储罐下进液是指在槽车内的液体卸完后，槽车内的LNG密度小于储罐中的LNG密度时将槽车的气相联接到储罐的底部回收余气。
1.2调压及泄压流程
加气站需要针对储罐液体压力的实际情况和加气工作的进展情况进行调压和泄压操作。一些车载储气瓶在没有配备增压器的情况下，就需要将储罐内的液化天然气调至饱和状态，然后才能加注液化天然气。调压流程要在加液之前进行，调压工作可以利用专业的低温泵、增压气化器等来进行操作。LNG低温泵将储罐中的部分LNG输送到气化器，液体被加热后返回储罐，直到罐内压力达到设定的饱和压力，本流程可实现液体调饱和的功能，可以增加LNG的温度，以提高储罐的压力。泄压工作一般通过安全阀来自动完成。在储罐内部压力超过安全阀承受的设定压力要求时，安全阀就会自动打开，将储罐内气化和蒸发出来的气体释放出去，使储罐内部的压力降低，保证储罐处于安全稳定的状态。
1.3加液流程
在加液环节中，利用储罐和泵池的液位差，液体从储罐进入泵池，完成泵池预冷后，启动泵，联接加气枪按下“预冷”键，LNG从储罐液相→泵进口气动阀→泵→单向阀→质量流量计液相气动阀→加气枪→气相气动阀→储罐进行循环，当温度、密度、增益达到设定值时，预冷完成。此时可以进行加气，加液压力不可以超出1.6MPa。在进行具体加液操作过程中，需利用回气管线实现对车载瓶余气的有效回收，从而缓解储罐内部压力。
1.4余气回收流程
加气站的余气回收工作主要针对LNG潜液泵和LNG车载气瓶。LNG潜液泵在预冷处理过程中，部分液化天然气发生气化，这时可以利用回气管使其回收到低温储罐中。这样不仅可以提升LNG潜液泵的预冷效果，还可以调节储罐内部的压力情况。车载气瓶加气过程中，可通过回气接口与回气管路进行连接，并通过回气管路将气瓶中的剩余气体回收到储罐中，利用流量计可以有效的记录回收气体的流量。 2CNG加气站工艺流程
2.1CNG天然气脱硫
可以细分为物理吸收法、化学吸收法和物理-化学吸收法三种。物理吸收法主要是用能够吸收H2S和脱除小分子有机硫的溶液进行脱硫，主要用于高压脱硫，存在成本高且吸收重烃等缺点；化学吸收法是常温下利用碱性溶液吸收H2S和CO2等酸性气体，碱性溶液在加热情况下又可以释放H2S和CO2气体，这样可以循环利用。物理-化学吸收法是两种方法的综合，脱硫效果比单一的方法好，除此之外还有干法脱硫、湿法氧气脱硫、生物脱硫和电子束脱硫和膜分离法脱硫等方法。
2.2CNG脱水
天然气中所含的水分在加压降温后会有游离的水生成，不仅会造成气瓶嘴、充气嘴、管线和汽车供气系统的减压阀堵塞，冻坏加气站的设备和管线，也会加重容器和管线的腐蚀速率。脱水可以分为低压脱水系统和高压脱水系统。低压脱水装置主要在压缩机的进气口前，工作压力为天然气管网压力，如果进站管网压力为0.3~2.5MPa时，优先选用低压脱水方式，处理能力能够达到1.5×104Nm3/h。低压脱水一般采取吸附法脱水，脱水剂主要为硅胶和分子筛。高压脱水装置主要在压缩机后，工作压力为压缩机出口压力，当天然气管网的压力低于0.15MPa时，选用高压脱水方式，处理能力流量能够达到3500Nm3/h，高压脱水将加压冷却脱水和吸附分离法串联使用。
2.3天然气增压
天然气从中、高压管道进站，经过滤、计量、调压至压缩机额定进口压力后进入缓冲罐。按照预处理后天然气压力的不同，一般选用3~4级压缩机就可以将天然气升压至25MPa。选用压缩机时，应从设备优化的角度考虑。一般情况下，中小型标准加气站选用角度式压缩机，大排量母站和标准站选用对称式压缩机。
2.4CNG标准站操作系统 按照对汽车加气的方式可以分为三级操作控制系统、单级操作系统、定时加气系统和直接加气系统的工艺流程。三级操作系统是将储气装置分为高压、中压和低压三组，来自压缩机的高压组储气装置充气是压力达到22~25MPa。通过顺序控制器按照储气装置压力高低顺序给CNG汽车加气。具体工作过程是：压缩机将所有的储气设备充满至25MPa，由顺序控制器启动低压组气瓶向CNG汽车加气；当低压组压力降到21MPa时，顺序控制器启动中压组气瓶直至汽车储气瓶压力达到20MPa时停止；然后启动高压组储气装置供气，当高压组的压力低于21MPa时启动压缩机，首先供应汽车气瓶，保证汽车气瓶达到20MPa后，对储气装置进行补气。当高压组压力达到22MPa，对中压组进行补气至22MPa，再对低压组进行补气至22MPa，最后同时对三组储气装置加压至25MPa后压缩机停车。
单级操作系统：储气装置不分高低级别，同时供气或充气，该系统结构简单投资少，但是压缩机启停频繁，运行经济性差，一般运用于供气量较小的加气站。
定时加气系统：压缩机直接向汽车供气。
3结语
综上所述，随着社会的不断发展，加气站在城市建设中发挥着越来越重要的作用，使天然气能够得到充分的利用和回收。提高天然气的有效利用率，不仅有利于我国城市经济发展，还有利于城市环境的保护，更能有效缓解我国目前的能源危机问题。所以，应加大对相关行业的研究，做好加气站的管道设计和建设工作，为城市建设的可持续发展提供有效的基础保障。
参考文献：
[1]LNG加气站与LNG气化站合建的研究[J].魏东.中国石油和化工标准与质量.2020(02)
[2]LNG加气站工艺技术与安全探讨[J].候智强.中国石油和化工标准与质量.2017(07)
