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CNG加氣站常規(guī)站氣損控制措施

文檔作者：吳建祥朱厚明羅楊莫政平文檔來源： 1．西南油氣田分公司重慶氣礦 2．西南油氣田分公司質(zhì)量安全環(huán)保處		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年11月18日
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CNG加氣站常規(guī)站氣損控制措施
吳建祥 朱厚明 羅楊 莫政平
(1．西南油氣田分公司重慶氣礦；2．西南油氣田分公司質(zhì)量安全環(huán)保處)
摘要 減少氣損是CNG加氣站常規(guī)站節(jié)能的關(guān)鍵措施。結(jié)合常規(guī)站的工藝流程，重點分析
了計量誤差、放空、排污、工藝設(shè)備缺陷等造成氣損的原因，提出了減少氣損的對應(yīng)措施。以
某加氣站氣損異常治理為實例，針對不同的氣源情況，提出了設(shè)備優(yōu)選、加強保養(yǎng)、工藝優(yōu)化
等減少氣損的方法，為CNG加氣站推進節(jié)能管理工作提供技術(shù)指導(dǎo)。
關(guān)鍵詞 CNG加氣站 常規(guī)站 氣損 節(jié)能
DOI：10．3969／i．i ssn．2095—1493．2013．002．016
隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展，CNG加氣站作為一
種提供清潔能源的平臺應(yīng)運而生并發(fā)揮越來越大的
作用。根據(jù)站區(qū)現(xiàn)場或附近是否有管線天然氣，
CNG加氣站可分為常規(guī)站、母站和子站。除人工費
外，常規(guī)站運行成本主要有天然氣、電、水、脫硫
劑、脫水劑、潤滑油、工藝配件消耗。其中，天然
氣氣損程度是影響加氣站經(jīng)濟效益的一個重要
因素。
1 CNG加氣站常規(guī)站產(chǎn)生氣損的原因
CNG加氣站常規(guī)站的一般流程是連接城市燃氣
管網(wǎng)獲得天然氣，經(jīng)計量、增壓、脫水后儲存或銷
售川。由于整個流程工藝設(shè)備較多，設(shè)備放空排污
時不可避免地產(chǎn)生氣損，一般用輸差來量化氣損程
度。產(chǎn)生氣損的原因主要有以下幾種。
1)計量本身的誤差。CNG加氣站常規(guī)站的計
量裝置由氣源處的流量計和銷售機的計量系統(tǒng)組
成。對川渝地區(qū)進行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)目前流量計采用最廣
泛的是羅茨流量計，少部分站采用了高級孔板閥。
其中高級孔板閥受人的維護保養(yǎng)、上下游直管段長
度和粗糙度、差壓信號管路以及儀表自身誤差的影
響， 出現(xiàn)計量不準確的機率較大。羅茨流量計的精
度達到了±1．5％ ，但對氣源的氣質(zhì)要求較高，若氣
源臟，含水量高，則計量偏大。銷售機采用的美國
費希爾·羅斯蒙特質(zhì)量流量計(或丹麥massflo質(zhì)量
流量計)是依據(jù)科氏力原理來測量流體的質(zhì)量流量
第一作者簡介：吳建祥，碩士，2009年畢業(yè)于西安石油大學，從事增壓
站和cNctn氣站技術(shù)管理，E-mail：wujianxiang@petrochina．com．cn，地
址：四川省廣安市鄰水縣環(huán)城路鄰水采輸氣作業(yè)區(qū)，638500~
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的，受環(huán)境因素影響較小，精度控制在±0．5％以
內(nèi)。天然氣密度可能發(fā)生變化，當密度變小時，質(zhì)
量流量計計量值小于真實體積值，造成氣損增大。
2)放空、排污損耗。在CNG常規(guī)站整個工藝
流程中，不同管段和設(shè)備均會設(shè)置放空和排污閥，
壓縮機組低壓放空一般直接排人大氣；進氣分離器
排污時也帶走部分氣體；脫水裝置各過濾器、分離
器排污時均會帶走氣體；儲氣井排污也將帶走部分
氣量，各個環(huán)節(jié)的放空排污均會造成一定程度的天
然氣損耗。
3)工藝設(shè)備泄漏。安全閥、放空閥、排污閥
等因使用時間久、產(chǎn)品質(zhì)量、保養(yǎng)不到位等原因產(chǎn)
生內(nèi)漏，造成氣體泄漏； 電磁閥和拉斷閥密封不
嚴，三通槍閥泄漏；壓縮機組活塞桿磨損，與填料
不能完全密封，導(dǎo)致高壓天然氣竄人曲軸箱從呼吸
口冒出；加氣機電磁閥因氣質(zhì)臟關(guān)閉將產(chǎn)生高壓時
不計量，導(dǎo)致氣損增大。
4)工藝設(shè)備缺陷。填料靠氣體壓力進行密
封，填料在密封過程中會泄漏部分天然氣 ， 目前
仍有部分加氣站的壓縮機組填料氣沒有進行回收，
機組處于運行狀態(tài)時則一直有氣體排人大氣中。加
氣槍每加完1輛汽車后將進行高壓放空，也未進行
回收。存在錯峰的場站，單向閥容易損壞，錯峰停
機后再生氣將返回上游管網(wǎng)引起重復(fù)計量，氣源壓
力降低時引起天然氣回流，氣損進一步增大。若壓
縮機前的所有壓力容器(脫硫塔、緩沖罐、回收
罐、加濕器等)水容積為12 m。，每日錯峰3次，每
次壓力從0．8 MPa降低到0．4 MPa，則產(chǎn)生的氣體重
復(fù)計量為144 m ／d。
5)正常耗損。天然氣是以各種碳氫化合物為
主的混合氣體，在低于最高凝析溫度的某一溫度值
時，壓力升高到露點線后，重烴將會形成液態(tài)；在
一定壓力下，溫度下降至露點溫度時，重烴也會形
成液態(tài)排出，增大了天然氣氣損。此項影響由氣源
氣質(zhì)決定，高者可達到5％ 。
2 減少氣損的措施
針對CNG加氣站常規(guī)站各個環(huán)節(jié)出現(xiàn)的氣損情
況，結(jié)合現(xiàn)場技術(shù)人員的管理經(jīng)驗，提出以下的解
決措施。
1)減小計量本身誤差。首先應(yīng)結(jié)合場站的氣
質(zhì)條件、流量計與壓縮機組的距離，選擇合適的流
量計。推薦優(yōu)先考慮羅茨流量計，但針對氣質(zhì)較
臟、距離壓縮機組較近時則可考慮使用高級孔板閥
流量計。使用孔板閥時，要保證上下游直管段長度
和粗糙度符合計量要求、差壓信號管路的正確安
裝；同時，應(yīng)加強流量計的維護保養(yǎng)工作，根據(jù)氣
質(zhì)條件定期清洗孔板，對不合格的孔板進行更換。
對于售氣機的質(zhì)量流量計，要定期對電磁閥進行清
洗，根據(jù)天然氣密度進行流量計參數(shù)設(shè)置，減少因
天然氣密度變小而產(chǎn)生氣損。
2)減少放空、排污損耗。首先應(yīng)定期對閥門
進行注脂，減少放空閥、排污閥內(nèi)漏。再者，根據(jù)
儲氣井壓力合理安排機組運行狀態(tài)，減少機組的啟
停次數(shù)，從而減少壓縮機向空氣中的排放量。應(yīng)優(yōu)
先考慮城市管網(wǎng)凈化氣，原料氣由于氣質(zhì)臟、含水
量大，將增加排污次數(shù)，增大氣損。但若存在錯峰
問題，則可考慮其他氣源。應(yīng)加強壓縮機組的維
護，防止設(shè)備損傷后產(chǎn)生更大的泄漏量。要定期對
壓縮機組活塞桿、填料、各高壓閥門等進行檢查，
若活塞桿與填料密封性較差，則應(yīng)更換活塞桿或
填料。
3)改造工藝設(shè)備。目前國內(nèi)各大CNG壓縮機
生產(chǎn)廠家已基本實現(xiàn)了填料氣回收。填料氣經(jīng)冷卻
器冷卻、通過緩沖罐進入進氣系統(tǒng)中，從而極大減
少了氣損。部分國產(chǎn)售氣機也實現(xiàn)了加氣槍放空回
收系統(tǒng)，避免了高壓氣體放空造成氣損。
3 加氣站氣損治理實例
鄰水CNG站銷售氣量0．7×10 m ／d，前端計量
0．76×104 m ／d，氣損量600 m ／d左右。氣損主要由
3個方面的因素造成：該站采用氣源為原料氣，沒
有經(jīng)過凈化處理，氣質(zhì)差，含水量大，正常氣損
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高；站內(nèi)單流閥損壞，受上游網(wǎng)管壓力波動，單流
閥后的已經(jīng)計量的天然氣返回上游進一步增大氣
損；站內(nèi)2臺老式壓縮機填料氣、售氣機放空均沒
有進行回收，直接排人大氣。
從表1看出，隨著銷售氣量的增加，輸差也隨
之增大，因為工藝設(shè)備隨著銷售氣量的增加而運行
時間加長，各設(shè)備的良好狀態(tài)變差，氣損程度增
大。2011年全年輸差達8．4％， 主要原因是該站采
用氣為原料氣，與鄰水縣城共用1條網(wǎng)管，每日3
次錯峰停機。停機后，前端管線壓力降低，分子篩
再生倒流入前端造成重復(fù)計量。由停機停再生實驗
得出，氣損減少為300 m ／d左右，輸差降到5％
以下。
表1 某加氣站歷年輸差統(tǒng)計
2012年上游管網(wǎng)改變，不再存在錯峰，2012
年輸差逐漸下降。如表2所示，2012年1月到3月
輸差異常， 日均氣損量達到1 300 m ，輸差達
16％。氣損增大主要由售氣機和壓縮機組造成。聯(lián)
系地方質(zhì)檢局檢測售氣機流量計，發(fā)現(xiàn)3支加氣槍
中有1支偏差達到了18％ ，更換后第2日氣損減少
500 m 。檢修2 壓縮機組發(fā)現(xiàn)填料氣泄漏嚴重，停
用后日均氣損繼續(xù)減少500 m ，輸差控制在5％左
右。4月初對2 機組活塞桿進行了更換，但5月因1
機組填料氣泄漏導(dǎo)致輸差繼續(xù)增大，5月底更換1
機組后輸差降低。公司已初步?jīng)Q定更換2臺壓縮機
和售氣機，將壓縮機填料氣和售氣機放空量進行回
收，初步分析日氣損量將控制在200 m 以內(nèi)。長遠
規(guī)劃中，采用凈化氣作為氣源，進一步減少氣損。
表2 某加氣站2012年輸差統(tǒng)計
4 結(jié)論
1)氣源的氣質(zhì)好壞決定了加氣站正常氣損的
大小，在建站時應(yīng)盡量選擇凈化氣作為氣源。對于
己口舊年第 期石油石化節(jié)能I 47
■
■ 一理·竇鹺，Management＆Practice
縣城等管網(wǎng)壓力波動較大的地區(qū)，壓縮機的選型應(yīng)
充分考慮錯峰的應(yīng)對措施，建議選用變頻、可調(diào)余
隙式機組。日常運行時必須保證各工藝閥門的維護
保養(yǎng)，特別是對于上游管網(wǎng)壓力變化較大的站，單
流閥壞后將引起氣損程度增大，因此應(yīng)合理安排壓
縮機組的運行時間。
2)前端流量計推薦羅茨流量計，但針對氣質(zhì)
較臟、距離壓縮機組較近時則可考慮使用高級孔板
閥流量計。使用孔板閥時須規(guī)范安裝，加強維護保
養(yǎng)。售氣機流量計須定期進行檢驗，偏差超過l％
的流量計須更換。CNG站在運行時應(yīng)定時巡檢、排
污，避免雜質(zhì)過多影響計量。
3)選擇壓縮機時，優(yōu)先考慮填料氣可回收的
類型 。對于填料氣不能回收的老機組，須適時監(jiān)
控運行狀態(tài)，通過壓力、溫度、電流變化發(fā)現(xiàn)機組
(上接第4 5頁)
合同管理項目改造的主要對象。合同能源管理項目
的技術(shù)方案的確定應(yīng)以安全生產(chǎn)為前提，不能影響
氣井的正常生產(chǎn)；新增設(shè)備的制造、安裝及投用必
須遵循相關(guān)標準規(guī)范和安全要求；增加的零部件和
運轉(zhuǎn)材質(zhì)應(yīng)滿足天然氣生產(chǎn)的相關(guān)要求，不能影響
原設(shè)備的正常運行。
4．3 完善合同能源管理運行機制，保障項目順利
開展
合同能源管理項目的運行涉及用能單位、節(jié)能
公司以及監(jiān)測評價機構(gòu)等多方主體。且不同的合同
能源管理運作模式對應(yīng)的資金來源、般務(wù)內(nèi)容、運
營管理、節(jié)能量檢測、利潤來源等方面也各不相
同。因此，首先必須對國家、集團公司合同能源管
理政策進行分析，全過程跟蹤合同能源管理試點項
目，完善合同能源管理的運行機制，包括費用核算
等；其次，應(yīng)結(jié)合西南油氣田節(jié)能節(jié)水管理現(xiàn)狀和
公司財務(wù)、資產(chǎn)等相關(guān)管理制度，提出適合西南油
氣田合同管理項目的運行、監(jiān)管辦法以及合同能源
管理項目示范合同文本，為合同能源管理在西南油
氣田的推廣應(yīng)用提供制度保障。
4．4 嘗試推行內(nèi)部合同能源管理，提高節(jié)能效益
油氣行業(yè)無論是勘探開發(fā)還是凈化儲運，其工
藝、控制系統(tǒng)都非常復(fù)雜，且專業(yè)性很強，而目前
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問題并及時整改，壓縮機組、高壓脫水裝置的高壓
放空排污應(yīng)人回收罐回收。
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(收稿日期：2012—09—05)
國內(nèi)節(jié)能服務(wù)公司基本上是靠單一的節(jié)能技術(shù)起
家，如照明節(jié)能、電動機節(jié)能等，還很難滿足油氣
生產(chǎn)企業(yè)整體綜合優(yōu)化的節(jié)能要求。西南油氣田內(nèi)
部以服務(wù)為主的科研機構(gòu)、礦區(qū)服務(wù)部等長期圍繞
油氣企業(yè)主營業(yè)務(wù)開展技術(shù)服務(wù)，對油氣生產(chǎn)各環(huán)
節(jié)較為熟悉，可有選擇地支持部分單位，組建內(nèi)部
節(jié)能服務(wù)公司，進入合同能源管理服務(wù)領(lǐng)域，按照
內(nèi)部合同能源管理模式 開展節(jié)能服務(wù)。內(nèi)部合同
能源管理模式不僅可以推動油氣生產(chǎn)中的系統(tǒng)優(yōu)化
和綜合節(jié)能，還可以避免企業(yè)節(jié)能效益“外流” 的
問題，有助于提高節(jié)能的總體效益。
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