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無(wú)人值守型撬裝CNG減壓供氣站的應(yīng)用探討

作者:王虹 吳國(guó)川 程石  來(lái)源:北京燃?xì)饩G源達(dá)清潔燃料有限公司 
評(píng)論: 更新日期:2016年09月03日
 要:本文探討了在農(nóng)村地區(qū)應(yīng)用無(wú)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(wú)人值守 撬裝 減壓供氣站
  1 前言
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嫒济海姓細(xì)夤芫W(wǎng)建設(shè)將面臨投資大、推廣困難等問(wèn)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(wú)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(wú)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。
  2 無(wú)人值守型撬裝CNG減壓供氣站的開發(fā)
  2.1 無(wú)人值守型撬裝CNG減壓供氣設(shè)備
根據(jù)農(nóng)村地區(qū)用氣量小的特點(diǎn),開發(fā)無(wú)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(wú)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(wú)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(guò)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。
 
 
  2.2 無(wú)人值守系統(tǒng)的開發(fā)
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(wú)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(guò)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(guò)有線寬帶或3G無(wú)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^(guò)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。
  2.3 儲(chǔ)氣設(shè)備及連接
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(guò)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。
  3 CNG減壓供氣站運(yùn)行效果分析
  3.1 無(wú)人值守型撬裝CNG減壓供氣站示范工程
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。
  3.2 運(yùn)行效果分析
無(wú)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(wú)區(qū)別,CNG減壓設(shè)備通過(guò)無(wú)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(wú)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(guò)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(guò)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(wú)人值守型撬裝CNG減壓供氣站日常運(yùn)行時(shí),無(wú)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(guò)低、伴熱溫度過(guò)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(wú)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^(guò)高時(shí),系統(tǒng)通過(guò)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(guò)無(wú)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)鉂舛取O潴w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。
  4 結(jié)論
(1)無(wú)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(wú)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(wú)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。
 
參考文獻(xiàn)
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