摘　要：本文探討了在農(nóng)村地區(qū)應(yīng)用無人值守型撬裝CNG減壓供氣站，以壓縮天然氣(CNG)作為農(nóng)村燃?xì)夤?yīng)氣源的技術(shù)方案．

關(guān)鍵詞：壓縮天然氣(CNG) 無人值守　撬裝　減壓供氣站

北京市為提升首都空氣質(zhì)量，以防治PM2.5污染為重點(diǎn)，正在加快實(shí)施一系列燃煤替代措施，達(dá)到逐步消滅平原地區(qū)散煤消耗的目的。但是，在農(nóng)村地區(qū)，受居住分散、用氣量小的客觀條件限制，若以燃?xì)獯嫒济?，市政燃?xì)夤芫W(wǎng)建設(shè)將面臨投資大、推廣困難等問題。壓縮天然氣(CNG)作為北京市遠(yuǎn)郊區(qū)縣農(nóng)村供應(yīng)氣源，擁有投資規(guī)模小、見效快的優(yōu)勢(shì)，比管網(wǎng)輸送天然氣更靈活、經(jīng)濟(jì)效益更高，并且技術(shù)成熟，安全可靠。

以現(xiàn)有壓縮天然氣減壓供氣站技術(shù)為依托，研究開發(fā)無人值守型撬裝CNG減壓供氣站，具有快速安裝、實(shí)時(shí)監(jiān)控、無人值守等優(yōu)勢(shì)，對(duì)減少CNG減壓供氣站建設(shè)投資和運(yùn)行成本有著積極作用。

根據(jù)農(nóng)村地區(qū)用氣量小的特點(diǎn)，開發(fā)無人值守型撬裝CNG減壓供氣設(shè)備，將減壓設(shè)備、儲(chǔ)氣設(shè)備、伴熱系統(tǒng)、控制系統(tǒng)集成成撬，減少設(shè)備占地面積及儲(chǔ)氣設(shè)備的投入成本。

無人值守型撬裝CNG減壓設(shè)備既要高集成化，主要滿足方便運(yùn)輸和現(xiàn)場(chǎng)吊裝要求，因此設(shè)備設(shè)計(jì)外形尺寸為5m×2m×2.2m。受撬裝設(shè)備體積所限，供氣能力為500Nm³／h，CNG減壓設(shè)備設(shè)計(jì)流量為單路燃?xì)廨斔土髁繛?00Nm³／h，一開一備形式，雙路全開時(shí)可達(dá)500Nm³／h。

撬裝CNG減壓設(shè)備采用3N減壓形式，其中二級(jí)減壓后預(yù)留中壓出口1個(gè)，出口壓力為0.2MPa～0.4MPa；三級(jí)減壓后預(yù)留低壓出口1個(gè)，出口壓力為2kPa～5kPa。見圖1。

 

根據(jù)《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》G50028—2006中對(duì)采用瓶組式供應(yīng)的壓縮天然氣供氣站規(guī)定“氣瓶組可與調(diào)壓計(jì)量裝置設(shè)置在一起”(第7．4．4條內(nèi)容)，故撬裝CNG減壓設(shè)備自帶2組儲(chǔ)氣單元，儲(chǔ)氣單元南6個(gè)無縫鋼瓶組裝成型，每個(gè)儲(chǔ)氣單元儲(chǔ)氣能力為100Nm³。儲(chǔ)氣單元均帶有手動(dòng)閥門、快裝接口，通過軟管與撬裝箱體連接，使每個(gè)儲(chǔ)氣單元可獨(dú)立裝卸、移動(dòng)、充氣。另外設(shè)備預(yù)留1個(gè)高壓進(jìn)口，可以外接其他儲(chǔ)氣設(shè)備，見圖2。

 

結(jié)合農(nóng)村地區(qū)居住分散、用氣量小的特點(diǎn)，以撬裝CNG減壓設(shè)備為基礎(chǔ)，并開發(fā)無人值守系統(tǒng)，組成撬裝CNG減壓供氣站，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行、遠(yuǎn)程臨控、氣量預(yù)警、緊急切斷等功能。

系統(tǒng)通過撬裝CNG減壓設(shè)備內(nèi)PLC控制系統(tǒng)，采集、處理設(shè)備運(yùn)行工況信號(hào)，并通過有線寬帶或3G無線寬帶遠(yuǎn)傳至調(diào)度中心的遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)，可在調(diào)度中心顯示設(shè)備運(yùn)行工況。

系統(tǒng)可監(jiān)測(cè)設(shè)備各儲(chǔ)氣單元壓力和氣動(dòng)閥工作狀態(tài)、進(jìn)口壓力和氣動(dòng)閥工作狀態(tài)、各級(jí)調(diào)壓后壓力、出口流量計(jì)流量、伴熱鍋爐溫度和水位、以及箱體內(nèi)部燃?xì)鉂舛葓?bào)警。以保證撬裝CNG減壓供氣站安全穩(wěn)定供應(yīng)。

同時(shí)，系統(tǒng)納入生產(chǎn)調(diào)度信息化平臺(tái)，與車輛GPS定位系統(tǒng)、車用儲(chǔ)罐參數(shù)采集系統(tǒng)、場(chǎng)站視頻監(jiān)控系統(tǒng)共同管理，使調(diào)度人員在平臺(tái)七對(duì)撬裝CNG減壓設(shè)備運(yùn)行狀況、儲(chǔ)氣設(shè)備內(nèi)氣量的使用情況、儲(chǔ)氣設(shè)備運(yùn)輸?shù)娜^程、設(shè)備和場(chǎng)站周邊環(huán)境等，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。并且還可以在平臺(tái)上掌握就近CNG加氣母站的加氣情況，及時(shí)、合理的進(jìn)行調(diào)配，最大限度的提高設(shè)備的使用效率。

由于撬裝CNG減壓設(shè)備自帶儲(chǔ)氣單元只能儲(chǔ)存200Nm³天然氣，所以可以采用預(yù)留的高壓進(jìn)口外接其他形式儲(chǔ)氣設(shè)備，滿足更大的供氣需求。

目前儲(chǔ)氣設(shè)備多數(shù)采用CNG長(zhǎng)管拖車，少數(shù)采用儲(chǔ)氣瓶組撬裝設(shè)備作為氣源，均可通過高壓卸氣柱與撬裝CNG減壓設(shè)備進(jìn)行法蘭連接，安裝方便、快捷。

該工程選址密云縣穆家峪鎮(zhèn)華潤(rùn)希望小鎮(zhèn)，按照國(guó)內(nèi)的法律法規(guī)要和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及北京市燃?xì)饧瘓F(tuán)有限責(zé)任公司相關(guān)要求和流程進(jìn)行設(shè)計(jì)、建設(shè)、驗(yàn)收，建設(shè)完成后進(jìn)行通氣，下游負(fù)荷為20m³／d～30m³/d，設(shè)備運(yùn)行正常。

無人值守型撬裝CNG減壓供氣站在設(shè)備運(yùn)行方面與普通減壓設(shè)備并無區(qū)別，CNG減壓設(shè)備通過無人值守系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行和遠(yuǎn)程監(jiān)控，運(yùn)行人員每周進(jìn)行定期巡檢、運(yùn)行和維護(hù)。

根據(jù)下游用氣負(fù)荷，在無人值守系統(tǒng)中設(shè)置儲(chǔ)氣設(shè)備壓力值下限，當(dāng)儲(chǔ)氣設(shè)備壓力達(dá)到下限時(shí)，系統(tǒng)通過遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)提示調(diào)度中心，安排配送車輛進(jìn)行儲(chǔ)氣設(shè)備的更換、充氣。采川多組儲(chǔ)氣設(shè)備時(shí)，系統(tǒng)可通過壓力傳感器和氣動(dòng)閥，自動(dòng)切換至壓力高的儲(chǔ)氣設(shè)備繼續(xù)供氣。

無人值守型撬裝CNG減壓供氣站日常運(yùn)行時(shí)，無人值守系統(tǒng)可實(shí)時(shí)顯示設(shè)備運(yùn)行狀況，在出現(xiàn)壓力過低、伴熱溫度過低、泄露引起燃?xì)鉂舛葓?bào)警等極端情況時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警提示調(diào)度中心，調(diào)度中心可安排就近維修人員到場(chǎng)維修。

在安全用氣方面，無人值守系統(tǒng)中設(shè)置自動(dòng)切斷和復(fù)位功能，當(dāng)進(jìn)口、各級(jí)調(diào)壓器后和出口燃?xì)鈮毫^高時(shí)，系統(tǒng)通過氣動(dòng)閥自動(dòng)切斷供氣，以保護(hù)下游用戶用氣設(shè)備；當(dāng)壓力趨于正常后，氣動(dòng)閥復(fù)位，繼續(xù)為下游供氣。同時(shí)設(shè)備箱體內(nèi)安裝有燃?xì)鉂舛葓?bào)警和排風(fēng)扇，當(dāng)燃?xì)庑孤r(shí)燃?xì)鉂舛葓?bào)警通過無人值守系統(tǒng)控制排風(fēng)扇，進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)，以降低箱體內(nèi)燃?xì)鉂舛?。箱體內(nèi)還懸掛溫感型干粉滅火器，可控制火災(zāi)蔓延。

出于治安保衛(wèi)要求，現(xiàn)場(chǎng)安排值守人員1名，負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)及周邊安全巡視，防止偷盜事件發(fā)生。與標(biāo)準(zhǔn)CNG減壓供氣站運(yùn)行相比，可以節(jié)省運(yùn)行成本中的人工費(fèi)用。

(1)無人值守型撬裝CNG減壓供氣站的適用范圍，應(yīng)在城市遠(yuǎn)郊區(qū)縣未接通市政燃?xì)夤芫W(wǎng)的偏遠(yuǎn)農(nóng)村使用，供應(yīng)能力在400戶以下，日用氣量100Nm³以下為佳。

(2)采用無人值守系統(tǒng)可以降低運(yùn)行成本，但在站區(qū)建設(shè)和后期運(yùn)行應(yīng)充分考慮安全性，安防技防設(shè)施必須安裝齊備，并安排治安保衛(wèi)人員1人～2人負(fù)責(zé)安全值守。

(3)無人值守型撬裝CNG減壓供氣站減壓設(shè)備和儲(chǔ)氣沒備在生產(chǎn)制造和后期運(yùn)行，應(yīng)按照國(guó)家、行業(yè)、地方的法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，保證設(shè)施運(yùn)行安全。

 

1顧安忠.液化天然氣技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社，2013：3

2汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范GB 501562012.中國(guó)計(jì)劃出版社出版

3城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范GB 50028—2012.中國(guó)建筑工業(yè)出版社

4中國(guó)城市燃?xì)鈪f(xié)會(huì)信息委，北京市燃?xì)鈪f(xié)會(huì).燃?xì)庾捎崳?013；1-9

5投資北京(CN 11—5205/F)，2014；6-7