某CNG加气母站脱水装置技术改造的案例分析

PLC控制系统在压缩天然气（CNG）加气母站中的应用摘要：PLC的应用现在已经很广泛了，技术也很成熟，在行业统一规范，安全生产的前提下，CNG加气母站的建设，方便了周边下游子站的建设。

同时PLC控制系统大大提高了天然气充装的安全性，可靠性，并且在运行中系统也进一步的优化处理，使自动控制水平大大提高。

在未来天然气加气站的市场竞争会很激烈，只有提高自身的安全、高效生产经营管理，才能在这激烈竞争环境下占有一席之地。

鉴于此，本文对PLC控制系统在压缩天然气（CNG）加气母站中的应用进行了分析探讨，仅供参考。

关键词：PLC控制；压缩天然气；加气母站；应用一、国内外加气站发展状况压缩天然气汽车简称CNGV（Compressed Natural Gas Vehicle），是将天然气压缩至25MPa，储存于气瓶中，经减压器减压后供给汽车内燃机燃烧的技术。

国外自二十世纪30年代开始进行天然气汽车技术研究，目前已形成系列成熟的配套技术，并发展成为一种新兴产业。

天然气汽车是以天然气作为燃料的汽车，按照天然气的化学成分和形态，可分为压缩天然气（CNG）汽车、液化天然气（LNG）汽车和液化石油气（LPG）汽车3种。

1929年，意大利在世界上首先应用天然气做汽车的燃料。

为了促进燃气汽车的发展，世界各国政府几乎都制定了相关政策予以支持，主要有法规性政策和扶持气价性政策。

国内CNG技术研究始于上世纪70年代，川渝是全国最大的天然气开采和最早开发利用CNG的地区。

通过对国外技术的消化吸收，已取得了突破性进展，能自行开发完成CNG汽车系统工程，与国外相比，国内设备价格低廉、配套性好、便于维修。

但设备操作相对复杂，维修较为频繁。

二、CNG加气母站中自控系统由以下几部分组成CNG加气母站的主要功能是接受上游管道来气进行计量、调压、过滤，然后进入前置脱水装置进行脱水处理，使天然气的露点达到规定的-55℃后，由压缩机增压至25Mpa，通过加气柱向车载储气瓶（20MPa）充装压缩天然气。

CNG加气母站脱水装置再生工艺的分析比较陈效华;丁乙【摘要】The article introduces the dehydration and molecular sieve chromatography regeneration process in CNG primary station, and compares the differences between the equal pressure regeneration process and the decompression regeneration process%文章介绍了CNG加气母站脱水工艺和分子筛床层再生方式,并对分子筛床的等压再生和减压再生进行分析比较。

【期刊名称】《上海煤气》【年(卷),期】2011(000)004【总页数】2页(P16-17)【关键词】脱水装置;等压再生;减压再生【作者】陈效华;丁乙【作者单位】中国石化天然气分公司;中国石化天然气分公司【正文语种】中文【中图分类】TE644CNG加气母站的工艺流程一般为对天然气进行过滤、脱水、增压压缩，存储后转运至CNG运输槽车。

然后由槽车运送CNG至加气子站，降压、计量后出售给汽车等下游用户。

因下游用户对天然气气质的要求相对较高，特别是天然气中水含量的控制，对CNG压缩机的影响及凝析水的影响均较大，故加气母站需要对进入压缩机的天然气进行脱水处理，确保CNG质量。

脱水工艺是其中十分重要的工艺环节。

1 脱水装置的运行方式CNG母站采用的前置式天然气脱水装置根据不同的工作条件有其不同的工作流程，其主要区别在于再生方式的不同，所以其运行方式可分为等压再生与减压再生。

1.1 等压再生零排放流程等压再生零排放流程见图 1。

当天然气通过分子筛床层时，气体中的水蒸汽分子被分子筛吸附，从而实现干燥气体的目的；再生时，通过循环风机鼓动，使加热气体反向通过吸附罐，将吸附罐干燥塔内已饱和的分子筛微孔表面所吸附的水分子脱去，使分子筛重新获得吸湿能力。

LNG加气站管道改造案例剖析一、案例背景某地区一家LNG加气站由于原有管道系统存在一些问题，例如老化、损坏、泄漏等，导致安全隐患和供气不稳定等情况，为了确保加气站的长期稳定运营和使用安全，必须对管道系统进行全面改造。

二、改造方案设计1. 管道系统现状评估对现有管道系统进行全面评估，包括管道材质、管道走向、管道连接、阀门及附件等情况进行详细的检查，确定管道存在的问题和改造的重点。

通过管道系统的实际情况，制定合理的改造方案。

2. 管道材质选择考虑到LNG加气站的特殊环境和需求，改造过程中需要选用高品质的管道材料，确保管道的稳定性和安全性。

常用的管道材质包括不锈钢、镍合金、碳钢等，根据实际情况选择最适合的材料。

3. 管道连接和焊接工艺在管道改造过程中，连接方式和焊接工艺是非常关键的环节。

一方面需要选择高品质的连接件和焊接材料，另一方面需要严格按照相关规范和标准进行焊接，确保焊接质量和管道连接的牢固性。

4. 安全阀门和附件安装为了确保LNG加气站的安全运营，改造过程中需要优化安全阀门和其他附加设备的布置和使用，确保管道系统在发生意外情况时能够及时安全地处理。

5. 管道系统标识和管理在改造完成后，对管道系统的标识和管理也是非常重要的。

为了方便日后的维护和管理，需要对改造后的管道系统进行详细的标识，并建立完善的管理制度。

三、改造过程实施1. 流程规范在实施管道改造的过程中，必须严格遵守相关的施工标准和规范，确保施工过程的安全和质量。

2. 施工监控对管道改造施工过程进行实时监控，包括材料采购、焊接质量、连接件安装等环节，确保施工过程中不出现质量问题。

3. 安全保障在管道改造的过程中，要加强安全意识和安全措施，严格执行相关的安全规定，确保施工过程中不出现安全事故。

四、改造效果评估1. 系统稳定性改造完成后，对管道系统的稳定性进行全面检测和评估，确保系统在运行中不出现漏气、泄露等问题。

2. 安全性能对管道系统的安全性能进行全面评估，包括压力测试、阀门性能测试等，确保系统能够在各种情况下保持稳定和安全。

CNG加气母站主要设备工艺参数分析摘要在我国经济不断发展的当下，我国化工行业也在不断地进行发展与创造。

本文将针对CNG加气母站中进站系统设备、脱水脱硫系统设备、压缩系统设备进行详细的分析，其目的是研究出设备工艺的阐述与运用的策略。

关键词CNG加气母站；设备工艺；策略CNG加气母站中包含的设备工艺内容非常烦琐，但是在整体的整理与规划中又有相对严谨的逻辑。

CNG加气母站能够为化工工作提供有效的继承保障，也是支持化工工作环节运行的核心。

本文将针对CNG加气母站主要设备工艺参数进行详细的分析。

1 进站系统设备CNG加气母站在设计的过程中，应该考虑到各种设备的工艺参数。

包括CNG 加气母站的面积以及工艺参数等多种内容[1]。

针对CNG加气母进展设备系统来说，应该保障其合理性和天气等多种因素。

由于我国天然气多数管道输送的过程中，总会掺杂一些杂质，为CNG加气母站的相关设备会造成一定程度上的损害，如果对设备工艺不严加进分析与管控，很容易为CNG加气母站运行工作带来更大的威胁。

想要切实的保障天然气运输过程中杂质含量的减少，就必须针对安安全过滤分离器的工艺参数进行强化和分析。

为了保障CNG质量满足当前下游市场不断增长的需求，应该切实的将其中的H2S含量保证在国家相关法律法规及相关标准允许范围之内。

在针对H2S控制的过程中，可以利用在线气体检测仪针对H2S的干粮（含量）进行检查。

若H2S的含量超过标注（标准）范围，则利用站内设置的警报装置提醒工作人员，以便于切实的增强CNG加气母站进站系统设备的安全性与稳定性[2]。

与此同时，还要加强对过滤分离器涡轮流量进行把控，以便于缓解天然气的波动，保障天然气的精密度。

与此同时，还应该针对CNG加气母站上游的传输系统进行把控，上游传输器系统在一半压力作用下，能够达到8Mpa。

但是若发生意外时便会达到9Mpa，严重的威胁了CNG加气母站的安全运行。

为避免加气母站意外的发生应控制天然气的进入压力，设计专门的超压调节设备，对进入天然气的压力进行监测与调节，确保加气母站的安全性。

城市天然气利用工程CNG加气站技术方案设备方案1.1技术方案1.1.1工艺方案选择压缩天然气子站工艺系统一般由调压计量系统、净化干燥系统、压缩系统和售气系统组成。

1.1.1.1调压计量系统对进站气体进行过滤、计量及稳压，以保证进站气体纯净，并进行有效计量，同时，进入压缩机的气体在通过缓冲罐进行缓冲后，压力趋于稳定，减少气流脉动，保证压缩机的正常运行。

1.1.1.2干燥系统天然气在高压状态下容易析出水分和形成水化物。

水分和一定的硫化氢结合，会对钢类容器造成腐蚀及硫化氢致脆裂纹现象，对容器的危害很大。

水分和二氧化碳结合，会生成碳酸，对钢类容器也会产生腐蚀作用。

水化物在聚集状态下是白色或带铁锈色的结晶体，一般水化物类似冰或致密的雪。

它的生成会缩小管道流通截面，堵塞管路、阀件和设备。

为保证生产设备的安全，尤其是用于运输的高压钢瓶的安全，《车用压缩天然气》GB18047-2000要求，加压后的天然气水露点应低于最高操作压力下最低环境温度50C;H2S含量不超过20mg/Nm3。

从某县天然气气质分析可以看出，进入子站的天然气不符合“车用压缩天然气”水露点要求，所以必须设置干燥系统。

脱水设备通常采用双塔结构，一塔脱水，另一塔再生，两塔可以互换，保证了工序的连续性。

脱水设备设置在压缩机前称为前置低压脱水；脱水设备设置在压缩机后称为后置高压脱水。

两者具体比较如下：（1）前置低压脱水工艺：工艺流程：脱水：原料天然气通过脱水塔，气体中的水分被分子筛吸附，使天然气水露点低于-550C；当分子筛被水饱和后，天然气水露点高于-550C时，需切换进另一脱水塔，而被饱和的分子筛塔将进行再生，循环使用。

再生：前置低压脱水工艺利用自身的压缩机密闭循环天然气，循环压力与气源压力相同（低压再生），天然气进入再生塔加热到2000C后，将水份带出；热湿天然气经冷却分离后，通过压缩往返循环。

特点：a.优点：脱水、再生均与进气压力相同，低压相对安全；在压缩前对天然气进行干燥，减轻压缩机负荷，防止液击现象发生，减少气体中酸性杂质对压缩机的损害；可采用独立的闭式循环系统进行再生，不受压缩机开机限制。

CNG加气站高、低压脱水装置的比较作者：朱丹 文章来源：中国市政工程西南设计研究院一、前言在CNG加气站中，天然气的脱水设备必不可少，脱水的深度至关重要，经脱水处理后的天然气水露点，应达到-55℃，这样才能满足天然气作为汽车燃料的要求，同时才能确保给汽车加气时售气机不发生冰堵。

目前，最常用的脱水设备有两种，一是低压脱水装置，本装置在压缩机前对低压天然气进行脱水处理，另一种是高压脱水装置，本装置在压缩机后对高压天然气进行脱水处理，本文对这两种脱水方式进行比较，对在CNG站设计中合理的设备配置提供一点建议。

二、高压脱水装置高压脱水装置工作原理包含吸附过程和再生过程。

1、吸附过程：经压缩机末级压缩后的高压天然气通过分离冷却后，进入脱水装置由分离过滤器分离可能存在的游离水、游离由和杂质，再进入吸附塔，塔内的4A0分子筛能有效吸附压缩天然气中的饱和水，被吸附脱水后的高压气通过顺序控制盘进入储气系统或计量加气系统。

2、再生过程：当分子筛正常吸附1000M3左右压缩天然气后，应对其进行再生处理。

其流程为：自调压阀前取0.45MPa低压气到脱水装置的电加热器，将温度升至250℃-280℃后的再生气进入再生塔，低压再生气带出分子筛所吸附的水分经冷凝器冷却后至分离器排出，再将其回收利用，再生处理完毕。

高压脱水装置技术参数天然气处理量进口压力天然气进气温度脱水后天然气露点10000～20000m3＜25MPa ＜45℃＜-70℃再生时间冷却方式再生温度吸附剂7h 水冷＜280℃分子筛三、低压脱水装置本装置利用分子筛的高效吸附特性，脱除天然气中的水分，并清除部分CO2、H2S等杂质，确保车用天然气需要的低露点气质要求，下表为低压脱水装置的技术参数。

低压脱水装置技术参数天然气处理量进口压力天然气进气温度脱水后天然气露点10000～20000m3＜1.6MPa ＜40℃＜-60℃再生时间冷却方式再生方式吸附总量6h 水冷(风冷) 闭式循环3～10万m3四、两种方式的对比1、对压缩机的影响低压脱水也称前置脱水，设备处于压缩机前端，因此，进入压缩机的气体为纯净的干气，无杂质的气体对压缩机不造成磨损，可延长压缩机的使用寿命。

摘要随着我国经济的发展及国家对环境保护工作的重视，天然气的应用越来越广泛。

相比燃油，CNG作为汽车燃料具有环保性、安全性、经济性，且CNG资源丰富，运输价格低廉，虽然在动力性能上稍低于燃油，但汽车使用也能充分满足道路运输要求，有利于降低运输成本，提高经济效益。

由于这些原因，CNG将成为今后重点开发和推广的清洁燃料。

CNG母站的主要功能是接受上游管道来气，对来气进行计量、调压、过滤；然后将天然气送入卧式分离器进行初次脱水处理，使露点达到GB18047-2000的要求；再进入压缩机增压至25MPa；再用分子筛脱水器对天然气进行深度脱水；经过一系列处理达到气质要求的天然气被送往储气井储存起来。

当需要对CNG拖车或CNG 汽车加气时，储气井中的天然气通过加气柱或售气机向车载储气瓶充装压缩天然气。

本设计在严格遵循国家有关方面标准和规范的条件下，对临夏市CNG加气母站进行了初步的工艺设计。

设计内容主要包括：CNG加气母站的工艺流程；主要工艺设备的计算及选型；设备的总平面布置等。

关键词：CNG加气母站；压缩机；天然气；分子筛脱水AbstractWith the economic development of our country, much more attention has attached to environmental protection. The application of natural gas is becoming more and more widely. Compared with petroleum, as a kind of motor fuel, natural gas has its own advantages on safety and economy, and it is environmental friendly. Furthermore, CNG resource is rich while its transportation is cheap. Though CNG is slightly inferior to petroleum on dynamic performance, it can fully meet the requirements of road transportation, reduce transportation costs, and improve economic efficiency. As mentioned above, CNG will be a emphasized and recommended fuel.The main function of a CNG base station is to accept pipeline gas from upstream to measurement, pressure regulation, and filtering. Then the gas goes to the horizontal separator for the initial dehydration, so that the dew point meets the requirements of GB18047-2000. Then the gas enters the compressor, compressed to 25MPa. Then the gas is dehydrated again in the molecular sieve. After these treatments, the qualified gas is stored in storage wells. When refilling a CNG trailer or a CNG vehicle, the gas goes through a gas column or a filling machine to car gas cylinders.This design has finished the process design of Linxia CNG base station under the national standards, design content includes: selection and calculation of equipment, a process flow diagram of the CNG base station and equipment layout.Keywords: CNG base station; compressor; natural gas; molecular sieve dehydration目录1 绪论 (1)1.1 设计的目的和意义 (1)1.2 目前国内技术概况 (1)1.3 设计依据与原始参数 (2)1.4 可行性分析 (4)2 设计说明书 (5)2.1 站址与总图设计 (5)2.2 工艺设计 (6)2.3 仪表自动化 (8)2.4 通信 (13)2.5 公用工程 (14)2.6 消防 (17)2.7 安全 (18)2.8 环境保护 (19)2.9 绿化 (21)2.10 节能 (21)3 计算说明书 (23)3.1 设计资料和原始数据 (23)3.2 基本参数计算 (23)3.3 脱水工艺计算 (26)3.4 压缩机工艺计算 (33)3.5储气井管道工艺计算 (36)3.6 缓冲罐的工艺计算 (37)3.7 分离器的工艺计算 (39)3.8 输气管线工艺计算 (41)4 设计结果 (43)4.1 流程简述 (43)4.2 设备选型表 (43)谢辞 (44)参考文献 (45)附录 (46)临夏市CNG母站工艺设计1 绪论1.1 设计的目的和意义随着我国经济发展和社会进步，日益严重的环境污染危害我们的身心健康，因此，降低城市汽车废气排放，改善大气环境，已成为迫在眉睫的课题。

压缩天然气（CNG）加气站工艺流程和主要设备分析摘要加气站是为燃气汽车储气装置充装车用压缩天然气的专门场所，本文主要对压缩天然气（CNG）加气站的工艺流程进行分析介绍，并对设备的作用和功能及安装等进行阐述，供相关人员参考。

关键词压缩天然气；CNG加气站；设备作用；工艺流程；运行管理压缩天然气加气站主要是通过将普通的天然气进行处理压缩，然后将压缩后的天然气提供给比较大的CNG子站车与天然气汽车等作为动力燃料的设施，它的发展和运用，有效的减少了污染，有利于环境的可持续发展。

1 压缩天然气（CNG）加气站的概述CNG加气站的主要设备由气体干燥器、气体压缩机组和储气瓶组以及加气装置等组成。

CNG加气站将这些设备进行有机的结合，连接成为一个成套的系统，通过对运行过程进行控制，形成一个完整的加气过程。

气体干燥器的主要作用是将管道运输过来的天然气进行脱水处理，防止在减压膨胀降温的过程中出现冰堵。

气体压缩机是用来对处理过的天然气进行加压。

储气瓶组是用来储存加压后的天然气储存设备，经常使用的有两种规格。

加气设备一般有加气柱与加气机这两种，主要对以天然气为动力的机械进行加气。

2 CNG加气站的工艺流程分析压缩天然气（CNG）加气站主要有常规站和母站以及子站这三类。

在本文中探讨的CNG加气站是指加气站的母站。

天然气的加气母站一般式建立在天然气管线的附近，直接从天然气管线中取得天然气，然后将取得的天然气经过脱硫与脱水加工处理后进入气体压缩机中，压缩机将天然气压缩到储气瓶中储存或者直接通过售气机将处理后的气体加给车辆使用。

压缩天然气（CNG）加气站的工艺流程图如图1所示。

3 CNG加气站主要设备分析3.1 脱水设备分析压缩天然气CNG加气站的脱水方式按照一般的工艺流程可将干燥设备安装在在压缩机前或后，安装在压缩机前的为低压脱水设备，安装在压缩机后的为高压脱水设备。

1）脱水设备分析。

采用低压脱水的好处是为了保护气体压缩机不受到腐蚀损害，可以使压缩机组中不设置冷凝水的导出设备。

压缩天然气加气站脱水方式比较【摘要】在压缩天然气（CNG）加气站中，脱水是非常重要的一个步骤，根据GB18407—2000《车用压缩天然气》的规定，在汽车驾驶的特定地理区域内，在最高操作压力下，水露点不应高于-13℃。

天然气的脱水效果直接对加气站设备和用气车辆产生很大的影响，如果脱水效果不好，将会造成设备冰堵，用气车辆动力不足等问题，另外天然气中存在的硫化氢和二氧化碳溶于水会对加气站设备和加气车钢瓶产生腐蚀。

【关键词】压缩天然气加气站脱水方式1 CNG加气站脱水工艺（2）压缩天然气压力释放过程是一个强吸热过程，对高压运行的后置脱水来说，当压缩天然气从容器或管路中泄漏时，泄孔周围会迅速形成一个低温区，甚至结冰，这会对设备操作人员造成伤害。

（3）前置脱水的再生压力为0.3～0.4 Mpa，再生气取自干燥塔的排气，压力也为0.3～0.4 Mpa，无压力突降现象。

后置脱水的再生压力为0.5～0.8 Mpa，再生气取自干燥塔的排气或气体储存设备，压力为15～25 Mpa，两者压差很大，容易造成再生进气管路冰堵，导致再生气加热器发生“空烧”情况，对加热器造成不良影响。

（4）后置脱水的吸附塔/再生塔压力变化范围大，在0.5～25 Mpa之间交替运行，温度在常温～180℃之间变化，长期使用后，塔的金属材料可能产生疲劳效应，加上硫化氢等物质的腐蚀，存在局部爆裂的可能。

根据观察运行情况，前置脱水的安全性能优于后置脱水。

2.4 对压缩机的影响（1）采用前置脱水时，进入压缩机的天然气已经脱水处理，水分、杂质已经去除，对压缩机的汽缸、活塞及其零件磨损小，可延长压缩机的使用寿命；后置脱水位于压缩机之后，天然气的杂质、水分会对压缩机阀件、汽缸和活塞造成磨损，减少压缩机的使用寿命，天然气中的酸性物质与水化合会对压缩机的冷却器、分离器及其它部件产生腐蚀。

（2）前置脱水可实现再生过程再生气零排放，不会造成进气管网压力波动，压缩机进气压力稳定；后置脱水的再生气如果回收必须将其引到压缩机进气口，当再生过程中出现再生障碍时，势必影响压缩机进气压力的稳定，对压缩机运行工况造成影响。