探讨压缩天然气加气站设备选型与运行管理

2018年05月负载也存在着同源性。

2.2机械结构疲劳时变可靠性结构可靠性指的是在指定时间、规定条件下所执行的指定功能的能力。

此项目的提出及发展存在很多的不确定性因素。

这些因素来自于具体的工程、如结构规格形状的分散、材料性质的分散、生产安装调式所造成的分散、服务环境的不同、维护与维护间的差异，及各事故因素和环境因素间的相关因素。

首先，不确定性一般可分为随机的不确定性和认知的不确定性，随机的不确定性在具体工程当中是客观性存在的，并且是原本就有的，没有办法清除掉。

认知的不确定性是因为结构部件的数据缺失或信息不完整而引起的。

将这部分不确定性的信息运用到具体的设计当中，同时在有限元建模和优化设计环节、可靠性分析过程中思考影响结构内的不确定性，以此更充分的呈现项目的实际情况，如此有利于提高机械结构的可靠性与安全性。

其次，时变性属于机械系统的重要标志，也是反映产品具有可靠性的主要特征，也就说这一标志能充分显示出零部件在时间的推移下，其使用性能与系统质量所产生的变化情况。

机械部件其负载和强度的参数都与负载的寿命指数及数量有关联，例如可靠性的变化会随时间的变化而发生变化。

并且大量的研究证明，不同材料其各自的衰减强度是各有不同的。

从金属材料其疲劳损伤的机制来分析，装载进行时因为疲劳载荷而引发的错位，致使滑动与空隙方面的缺陷较小。

然而在后来因缺陷而导致的裂纹强度会快速的降低，这时便会形成疲劳损伤。

最后，从可靠性的角度来分析，当实施静态强度的分析时，通常会思考到失效的问题。

只需思考应力与强度，并通过运用静态的应力和强度的干扰模型来对其可靠性、疲劳可靠性进行分析，不但需思考是不是失效故障发生的时间，还需思考压力、力量、时间、负荷及与物理量寿命有关的次数。

与静强度相比，疲劳可靠性需更多的思考物理量，包含对累积损伤的计算，以此清楚掌握结构将在怎样的状态下才具有最大程度的安全可靠性。

3结语综上所述，因为存在着材料与设计方面的原因，机械运行过程中不仅会对其结构产生疲劳损伤，而且还会影响其安全可靠性。

本文就这一现象从疲劳的产生原因和材料抗疲劳的特性开始，对机械结构的疲劳和抗疲劳的方法进行了深入的分析，并同时对机械结构可靠性也进行了详细的分析，希望能够在掌握一定机械结构原理的情况下为材料选取、机械设计等各方面的工作提供可参考的内容。

参考文献：[1]李翠玲,谢里阳.相关失效分析方法评述与探讨[J].机械设计与制造,2003(3):1-3.[2]左芳君.机械结构的疲劳寿命预测与可靠性方法研究[D].电子科技大学,2016.[3]嵇应凤,姚卫星,夏天翔.线性疲劳累积损伤准则适用性评估[J].力学与实践,2015,37(6):674-682.[4]叶南海.机械疲劳寿命预测与可靠性设计关键技术研究[D].湖南大学,2012.探讨压缩天然气加气站设备选型与运行管理林凤玲（厦门华润燃气有限公司，福建厦门361000）摘要：天然气污染度低并且可以再生，在世界各国能源中是非常重要的。

因此，对天然气加气站进行有效管理，针对天然气加气站的设备选型进行完善，对其运行方面的问题进行改善，是天然气加气站的重要工作。

本文以厦门华润燃气有限公司为例，着重对压缩天然气加气站设备选型与运行管理进行研究，希望能够给天然气加气站提供些许参考价值。

关键词：天然气；加气站；设备选型；运行管理随着汽车工业的发展，由机动车尾气排放所造成的污染已使城市的大气环境日益恶化，汽车废气的排放给大自然所造成的危害和后果成为破坏城市生态环境的一大公害。

近年来，由于环境保护和资源条件等方面诸多原因，天然气汽车在许多国家得到推广使用，至2013年，全世界已有85多个发达国家和发展中国家发展和推广了压缩天然气汽车，天然气加气站达21503多座，全球天然气汽车保有量已发展至近1809万辆。

天然气的重要地位及本身具有易燃易爆的特点加强对天然气的运输加工研究，保证天然气不论是在加工时，还是在运输时，不出现一点意外，是很有现实意义的。

1CNG 加气站的工作流程在通常情况下，天然气加气流程从管道中将天然气提取出来或从加气母站通过拖车运送到加气子站，然后对其进行压缩处理，当处理完毕之后，将天然气输送到车辆。

我司的两个常规加气站的工作流程如下：加气站从城市中压管网取气，经过滤、计量后经缓冲罐进入压缩机，天然气压缩机将天然气加压至25MPa ，然后进入后置脱水装置干燥进行干燥，再通过优先顺序控制盘分三级压力由高至低向站内储气井组进行充气，使储气井组均达到各自的储存压力后，压缩机停止运行。

经加压后的天然气，再经加气机向汽车计量加气。

汽车加气顺序为由低级压力至高级压力从储气井组取气，如果高压井组不能满足加气压力要求，可通过压缩机直通管向汽车直接加气。

[1]从工艺流程中，可以看出压缩工艺是压缩天然气生产技术的核心，压缩机的选型是极为重要的，脱水装置也是非常必要的辅助装置。

2设备选型压缩机的选择主要根据加气站进、出站压力，压缩机的性能、加气能力，储气容积，施工场地条件等因素进行综合考虑。

撬装式压缩机具有较高的稳定性和可靠性，空间占用比较小，便于安装、维修和运行，设有隔音、防火及降噪作用的防护罩。

考虑到环境要求，占地的原因，我司压缩机选择的是撬装式压缩机。

在此基础上再来选择进口压缩机或是国产压缩机。

以公司同样为常规加气站的吕岭加气站和灌口加气站为例，两个加气站的压缩机分别购买了进口压缩机和国产压缩机时，主要的投资结果如下：2.1进口压缩机2142018年05月工程费用将近770万元，其中包含设备费用约为740万元以上，土建配套费用约130万元。

其他费用约为50万元，故总投资约为950万元。

2.2国产压缩机工程费用约为450万元，其中涉及到设备费用约为400万元，土建费用约为220万元。

其他费用约为230万元，总投资约为900万元。

通过进口与国产压缩机的投资对比可以看出，两种压缩机选型在总建站投资存在非常明显的差距，仅仅比较设备费用，进口设备比国产设备多出50%。

但是从总投资方面进行比较，仅仅高出5.3%。

压缩机除了价格需考虑外，配件供应方便与否、维修维护难易，也是考虑的因素。

所以，在选用压缩机的过程中，无论国产压缩机还是进口压缩机，都需要具体的投资情况进行分析，在准确而全面分析基础之上进行选择，如此才能够选择出最佳的方案[2]。

（1）脱水装置天然气中的水含量直接关系到站内设备及汽车的使用性能和寿命。

如水含量大，容易引起压缩机故障、损坏机器，与天然气中的酸性气体结合后腐蚀储气设施，降压膨胀时水结冰容易堵塞加气机管道、阀门等。

压缩天然气加气站脱水方式按照工艺流程中干燥器布置在压缩机前、后可分为两种，一种是压缩机前的低压脱水，另一种是压缩机后高压脱水。

低压脱水的好处是，能够对压缩机起到一定的保护作用，使其不容易受到腐蚀，同时在压缩机组中也不需要设置冷凝水导出系统。

由于其自身的压力较低，所以对容器制造工艺的要求也极低。

在一般情况下所采用的脱水装置为硅胶和分子筛，以及4个塔。

其缺点是，脱水设备本身的具有一定的体积，脱水量也极大，本身所需要的再生能源消耗也比较大[3]。

高压脱水的好处是，干燥器设备体积小、再生气量少、干燥后的气体露点低等。

由于天然气通过压缩所形成的冷凝水排出量约占总脱水量的70%～80%。

缺点是由于压力高达25MPa ，对容器制造工艺要求很高，所以便需要设置可靠的冷凝水导出系统，但是这种方式会在一定程度上增加系统的复杂性。

除此之外，进入压缩机的天然气没有经过干燥处理，会对压缩机气缸或其他部位产生腐蚀，会在一定程度上对压缩机的使用寿命造成影响[4][5]。

通过比较且由于后加装脱水装置，从中压管网取气，中压管道压力约0.07MPa 且在现场位置许可和施工条件的情况下，吕岭加气站选择了加装低压脱水装置，目前加气站运行良好，脱水效果稳定显著。

新建的乐海加气站由于是LNG 加气及CNG 加气合建站，考虑到场地的限制及工艺的需求，且取气中压管道压力为0.3MPa ，若前置脱水的话，势必造成压缩机排量的减少或功率的增大。

本地管网里气源气质良好，在门站又经过了一次过滤清洁的过程，含水和硫化氢的量很小，所以对压缩机危害不大，并且购置费用相对较低，因此采取了高压脱水装置。

吕岭加气站和乐海加气站同样为常规站，都从管网取气，但是两个站选择了不同的脱水方案。

在选择CNG 加气站脱水方式时，一定要从整体考虑，结合本地的条件，主要根据压缩机的性能和气源选择采用前脱水或后脱水。

2.3储气设备储气容量的大小与汽车加气量和压缩机的排气量有关。

如果储气容量较小导致压缩机出现频繁起动现象，损耗了其使用寿命；储气容量过大，还会及其浪费。

目前公司选择的储气设备有储气井和储气瓶组。

储气井具有安全性较高、占地面积小、采用储气井还可以从视觉效果上上有效减少周边民众对加气设施的恐惧和反感情绪的优势；储气瓶组具有施工难度小，建设周期短,可移动性强的特点。

因此储气设备的选择主要参考两种的优缺点来选择。

3运行管理加气站建成前工艺流程选择设备选型很重要，建成后，后期的运行管理也是一项重要工作。

3.1安全措施、编制操作规程及人员责任制到位加气站内设备大多数为高压设备和高危设备，投产后，健全各项规章制度，制定安全管理制度及岗位责任制。

针对每一个类型的设备编制专门的操作规程，每一个操作人员在上岗之前，都需要进行相应的岗位技能培训，在熟悉所在加气站的工艺流程图基础上熟悉个人负责的设备，使其能够按照具体的规程进行操作，以免出现错误操作发生事故。

3.2编制合理的维修计划及监管到位根据设备的运行记录，以及具体的检查状况，对每一类设备的维修与维护计划，都需要进行合理的制定，并有效组织人员进行维修与日常维护，如此才能够有效保证加气站长期保持在运营状态。

相关技术支持部门，每个月做好巡查工作，监督各站点是否严格按照操作规程操作，设备是否定期检验检修，运行台账是否填写完整规范。

3.3编制应急处理预案及定时演练加气站本身是高危工作区，为保证出现突发事件时，能够及时、有效的对突发事件进行处理，根据公司安全应急预案针对加气站必须编制相应的应急处理预案，定期做好演练，熟练操作。

[6]4结语综上所述，天然气加气站的设备选型与运行管理对于加气站的安全生产及经济效益是非常重要的，选择合适的设备与科学的处理方式，不仅能够有效保证天然气的质量，同时还能够减少天然气的生产成本，所以，加强天然气加气站设备选型和运行管理，是提升能源利用率的前提。

参考文献：[1]江宁,张健中,许光等.LNG 与L-CNG 加气站设备选型探讨[J].天然气化工(C1化学与化工),2015,40(5):66-69,75.[2]王夏,田贯三,杨炯等.CNG 加气站的标准化设计[J].煤气与热力,2015,35(2):66-68.[3]张泽.CNG 加气母站工艺系统分析及设备选型研究[J].化工设计通讯,2017,43(10):102,104.[4]江宁,张健中,许光等.CNG 常规加气站设备选型的探讨[J].石油库与加油站,2015,24(3):6-9.[5]何沛峰.压缩天然气加气站脱水装置的选择[J].城市建设理论研究:电子版,2015(22).[6]孙玉.浅谈CNG 标准加气站主要设备选型原则[J].城市建设理论研究（电子版）,2013(13).215。