CNG加氣母站建設期間應注意的問題與解決方法

摘 要

摘要：總結加氣母站在規劃、建設與試運行階段需要注意的問題，針對問題提出一些建議及解決方法對加氣母站的建設具有一定的參考價值。關鍵詞：加氣母站；建設；壓縮機Problems and Sol
摘要：總結加氣母站在規劃、建設與試運行階段需要注意的問題，針對問題提出一些建議及解決方法對加氣母站的建設具有一定的參考價值。
關鍵詞：加氣母站；建設；壓縮機
Problems and Solutions about the Construction of CNG Primary Filling Station
Jinan Natural Gas Pipeline Administration Division of SINOPEC Gas Company Wang Shaojie，Wang Liyong
Oil & Gas Store and Transportation Administration Division of SINOPEC Zhongyuan Oilfield Company Song Yuhong
Abstract：Discussed some problems of CNG primary filling station in planning，constructing and provided some suggestions and solutions. Certainly，there is a bound of referenced value.
Keywords：CNG primary filling station；construction；compressor
   天然氣燃料汽車以其環保性、安全性、經濟性，得到了越來越快的發展，CNG加氣母站因此發展迅速。中國石化以提供清潔能源為己任，利用川氣東送和榆濟管道優勢，積極推進CNG加氣母站建設。
加氣母站一般建設在天然氣主管道附近，將主管道內的氣體進行壓縮至20MPa后儲存在轉運車槽罐內，然后再運到無氣源的子站供氣。它的主要特點是靠近主管網，進氣壓力穩定且較高。加氣母站設備主要由氣體預處理系統(進站計量裝置、調壓裝置、過濾裝置、深度脫水裝置等)、壓縮機組、售氣機等設備組成。其主要工藝流程如圖1所示。
 
    加氣母站的建設和運行是一項系統工程，涉及到前期規劃設計、工程施工建設管理、設備采購管理、投產試運管理等諸多方面。通過中石化已建加氣母站的建型運行經驗，總結提出了以下需要注意的幾個問題：
1 規劃設計階段需要注意的問題
1.1 重視與地方政府職能部門協調，及時辦理審手續
    (1) 加氣母站建設涉及地方管理部門較多，在選址、立項等工作階段，應加強與地方政府的協調工作，及時與地方發改委、市政、規劃、消防、環保等部門溝通，組織召開工程建設協調會，爭取獲得相關部門的最大支持。
    (2) 及時向地方專業部門提供選址意向、立項報告、可行性研究報告及設計圖紙等相關資料，征求各部門對加氣母站建設方案的審批意見，滿足當地規劃、消防等部門要求，避免由于不符合當地規劃造成的設計變更。
    (3) 及時辦理土地使用證、建設用地規劃許可證等證件和燃氣工程建設許可等審批手續，避免由于手續不齊導致工程的拖延。
1.2 加強設計管理，提高設計水平
    加氣母站工藝、工程設計方案是加氣母站規劃的核心，先進完善的工藝、工程設計可減少工程變更，縮短工期和提高工程質量，使加氣母站運行良好。在設計階段各專業應協調統一項目的專業方案設計，避免進入施工圖階段發生變更的情況。
    (1) 加氣母站工程設計單位的設計資質。加氣母站工程的工藝設計屬于高壓燃氣設計范疇，必須由具有燃氣設計資格的單位來承擔[1]。加氣站的工程設計對燃氣的防爆安全技術要求較高，必須具備國家質量技術監督部門批準頒發的相應資格證書。在選擇具有設計資質單位的同時，可要求設計單位由具有豐富設計經驗和了解現場生產的人員主持設計，優秀設計人員的設計方案使加氣母站設計不僅符合各種標準、規范要求，而且利于現場實際生產操作。
    (2) 嚴格執行加氣母站建設相關的設計標準、規范。加氣母站設計主要遵循《汽車加油加氣站設計與施工規范GB50156—2002(2006年版)》、《石油天然氣工程設計防火規范GB50183—2004》、《車用壓縮天然氣GB 18047—2000》、《城鎮燃氣設計規范GB50028—2006》等設計規范與標準。在設計階段應充分熟悉掌握最新版本標準規范，同時結合場站具體的布局、地形、氣候情況進行設計，做好管線試壓后干燥、雨季防水、冬季保溫等措施，使之適合當地的運行環境，避免機械套用標準規范。
    (3) 設計人員與各類設備供應商及運營單位應加強技術交流，對可能出現的問題協商解決。首先是要求設計人員充分了解現有設施情況，對需要與現有設施對接的通訊線路，管線的數量與連接方式等了解清楚，避免新舊設施對接出現錯誤；其次，設計人員應對設備制造商提出完整的設備技術規格要求，從而保證加氣母站的運行質量及界定出現問題時的責任；第三，設計人員與設備供應商應以壓縮機的技術參數為基礎，對升壓前后各環節的工作壓力、氣體流量和流速、工作溫度、管徑等主要參數進行核算、優化和合理匹配，使整個工藝流程系統能夠有效工作，避免由于參數沖突造成工藝性能不穩定等問題；第四，設計人員與設備供應商對各種管路接口、電纜布置位置、接口形式、數量應明確，確保安裝無誤差。
    (4) 業主應加強加氣母站設計圖紙的會審，設計完成后，業主應組織專家對設計文件進行審核，分析與實際不符的情況或設計中沒有考慮周全的情況，以達到發現問題，減少或避免工程變更的作用。如業主無此力量，可聘請專業人士，由專業人員對設計中的專業問題進行審核。
2 設備選型與物資采購需注意的問題
2.1 設備選型
    (1) 壓縮機的選型。壓縮機是加氣站的核心設備，其運行的實際效果對加氣站的工作效率影響很大。加氣母站較標準站或加氣子站在壓縮機的選擇上應注意以下幾點不同：首先是直接從主管網進氣，進氣壓力高且穩定，一般可達4MPa，更高者可以達到9MPa。因此，需根據進氣壓力選擇合適的壓縮級數及最佳工作點，避免出現減壓再增壓的現象，以減少能耗；其次是排量大，母站壓縮機排量一般在2400Nm3/h以上，且一般是連續工作，對零部件材質、制造、安裝精度、潤滑系統、冷卻系統的要求較高，應選擇自動化程度高的產品，可減少操作人員數量和勞動強度，同時應根據當地氣候條件選擇適宜的冷卻方式及潤滑方式。
    (2) 脫水裝置的選型。天然氣中水含量大容易引起壓縮機故障，卸壓膨脹時結冰容易堵塞加氣機管道、閥門等。因此，《車用壓縮天然氣》(GB 18047—2000)對水露點有嚴格的規定，而管道氣中水含量要遠高于標準中規定，所以，必須進行天然氣脫水。
    加氣母站進氣壓力大，干燥壓力降對壓縮機幾乎沒有影響，日處理氣量大，低壓容器維護較為容易，所以，優先選擇低壓前置脫水裝置。通過實際運行來看，選擇雙塔(兩塔交替工作)、零部件性能可靠的半自動型即可滿足脫水生產需要。
    (3) 售氣機等國產設備因價格較進口設備低，因此，在滿足設備性能要求的前提下，盡量選擇國產設備，但加氣軟管、閥門、PLC控制元器件等零部件鑒于國內質量水平所限，應優先選用高質量的進口產品，以保證關鍵環節的可靠性。
    (4) 規范中加氣母站并未強制要求設置儲氣井，但實際運行表明，應設置一定容積的儲氣裝置。主要有以下幾點原因：首先避免壓縮機直供加氣柱的脈動氣流對加氣機流量計的沖擊，降低計量誤差；其次，儲氣裝置可以起到分離油污的作用；第三儲氣裝置起到調峰的作用，減少來車加氣時壓縮機起動次數以延長壓縮機壽命，減少成本。
2.2 設備采購
    (1) 設備采購時應充分進行技術交流，選擇知名廠家的工藝成熟機型，盡量現場考察供應商的生產、部件質量控制能力。脫水干燥裝置、緩沖罐和回收罐等壓力容器類設備設計制造廠商應具備相應的設計生產資質，選擇定點廠家合格產品。
    (2) 高度重視采購合同的簽訂工作。對采購的設備應制定詳細技術規格書，明確廠家需提供的資料，明確合同簽訂主體的責任，能夠對廠家進行有力的約束。
    (3) 加強設備監造管理，制定詳細的監造標準和方案，加強對技術規格書中關鍵技術性能指標的控制，尤其是壓縮機的監造，一定保證零部件的加工精度及裝配精度；嚴把配件審核關，盡可能指定配件的使用標準或廠家，避免在配件上以次充好；可采用第三方監造和考核的方法加強設備制造過程的控制。設備出廠時要求廠家提供詳細的設備性能檢測數據和裝配數據、圖紙，以備日后設備發生故障時作為故障診斷的依據。
3 加氣母站建沒施工管理
加氣母站建設期間業主應組建建設管理項目部，配備足夠的管理人員，全過程參與現場建設管理工作；處理好建設、監理等單位間的協調關系，為項目開展提供好的環境，確保各項工作得到合理的多角度控制。
3.1 加強施工隊伍的招標工作及管理，嚴格按照國家規范施工
    高壓管道及設備的安裝施工質量，直接影響加氣母站的運行安全，要求施工隊伍具有相應燃氣工程施工資質，且嚴格按照國家建站標準進行建設。在施工中，加強技術管理力度，要求施工單位配備業務過硬的相關專業工程師及質量管理人員，加強工序的過程控制力度，從根本上杜絕工序不合格問題。杜絕承包單位中標后把工程轉包或分包現象的發生。
3.2 加強建設期間設計、監理、施工人員的管理
    加氣母站較一般子站的工程量大，設備連接較為復雜，建設期間應要求設計人員進行現場服務，加強專業監理管理和施工隊伍管理，避免野蠻施工現象。
    (1) 從可行性研究到工程施工，可能由于實際情況的改變導致工程變更，因此應要求設計人員加強現場服務，針對現場出現不符合設計要求或影響生產運行維護操作的情況，要現場給予答復和解釋，避免只是通過電話、傳真，難以及時解決問題，耽誤工期。
    (2) 加強監理單位派駐專業監理工程師的管理，專業監理工程師的配備完善，會減少和避免施工過程中問題的發生，可采取對監理人員進行崗前考核，合格后方能持證上崗。選擇加氣母站工程監理經驗豐富，專業監理工程師配備齊全、服務意識強、便于業主管理的監理單位，是確保加氣母站工程建設的進度和質量的重要保證。
    (3) 加強施工單位的責任意識，確保施工單位專業工程師在現場，對圖紙有錯誤或其他原因導致的問題，施工單位應及時提出，并采取相應解決措施。
3.3 加強建設過程中的質量控制
    加氣母站建設是一個動態管理的過程，建設管理項目部應從組織機構、制度管理上做好必要的保證，控制好影響加氣母站施工質量的因素，將質量控制貫穿于建設的全過程，隨時解決處理現場問題，確保建設質量。
    (1) 在施工過程中嚴格執行工序報驗制，特別是對構筑物的定位測量、隱蔽工程等，必須進行詳細檢查，做好記錄，簽署意見，辦理驗收手續，不得后補。
    (2) 要加強技術變更的管理，各方嚴格遵守變更流程，出具工程變更單，避免施工過程中擅自變更進行施工的情況。參建各方應遵循變更流程，不得逾越。
    (3) 定期組織質量檢查，召開質量例會，及時協調處理與工序要求相適應的資源配備，以及施工生產過程中出現工序不合格的處置措施。
4 加氣母站試運行期間注意的問題
4.1 管道與設備投運前的清理與檢查
    (1) 管道連接結束后應對管道內部進行清理，去除焊渣等雜物，以防堵塞管道，損壞設備。水壓試驗后應對管道進行干燥處理，以避免由于管道含水造成投產初期加氣柱冰堵現象的發生。
    (2) 檢查零部件的完好性。設備從廠家運送到使用單位直到安裝使用期間，可能由于各種原因造成設備零件的損壞，需要在運行前進行詳細檢查確保設備零部件完好。特別是零部件結合部損壞很難發現，一旦運行會引發天然氣泄漏，極易引起設備損壞和引發安全事故。
    (3) 核查部件的安裝順序。由于加氣母站工藝流程的需要和零部件本身的功用，很多零部件的安裝有明確的方向性，如止回閥、氣動薄膜閥等，需要根據實際工藝流程中氣流的走向對部件進行檢查。
    (4) 設備電氣部分接線復查，必須對壓縮機電機電源線、壓力變送器電源線、緊急切斷閥的遠程控制線、壓縮機各類傳感器信號線等重新檢查、緊固，確保信號傳輸真實有效。
4.2 調試設備運行狀態，確保順利磨合
    調試指設備自身運轉初期對設備各項運轉性能的測試和設備相互之間配合情況的測試，調試的結果關系到日后設備運行效果。設備調試應以設備說明書為準。安裝調試時應做好記錄，以便日后維護、檢修。
    (1) 設備帶負荷運行時的部件泄漏與損壞。許多設備帶負荷運行時會出現泄漏和損壞現象。應及時對各類設備閥門、零部件進行運行檢查，停機卸壓后對跑冒滴漏的地方進行修復，損壞部件及時更換。
    (2) 及時調整運行參數，保證設備最佳工作性能。壓縮機潤滑油壓力、水壓的設置，自動脫水干燥裝置再生溫度、再生氣調節壓力等設備參數需要現場進行不斷調整，以達到最佳工作狀態。
    (3) 如果是北方冬天投產，注意設備的防凍問題，必要的時候安裝伴熱帶，設備及時添加防凍液。
    (4) 備好充足的維修部件，設備調試期間，許多易損件可能需要更換，避免由于個別零件的損壞造成整個試運的拖延。與廠家加強聯系，要求廠家做好售后服務。
5 總結
    (1) 加氣母站建設是一項系統工程，符合實際具體情況的工藝、工程設計和高質量設備的選擇是加氣母站建設成功的前提。
    (2) 加氣母站建設過程中嚴格按照標準施工和驗收，設備采購時強化質量控制，是加氣母站運行良好的基礎。
(3) 加氣母站投產試運行應精心準備，嚴格調試，并加強日常運行的管理，這是保證加氣母站長期良好運行的關鍵。
參考文獻：
1 孔金鳳，王梅山.CNG加氣站建設管理中應注意的幾個問題.油氣儲運[J]，2007；26(8)：50～52.
 
(本文作者：王少杰1 王力勇1 宋玉紅2 1.濟南天然氣管道管理處 250101；2.中原油田油氣儲運管理處457000)