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)村燃氣供應(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，正在加快實施一系列燃煤替代措施，達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，若以燃氣代替燃煤，市政燃氣管網(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，比管網(wǎng)輸送天然氣更靈活、經(jīng)濟效益更高，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、實時監(jiān)控、無人值守等優(yōu)勢，對減少CNG減壓供氣站建設(shè)投資和運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，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，主要滿足方便運輸和現(xiàn)場吊裝要求，因此設(shè)備設(shè)計外形尺寸為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)計流量為單路燃氣輸送流量為300Nm³／h，一開一備形式，雙路全開時可達500Nm³／h。

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

 

根據(jù)《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》G50028—2006中對采用瓶組式供應(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組儲氣單元，儲氣單元南6個無縫鋼瓶組裝成型，每個儲氣單元儲氣能力為100Nm³。儲氣單元均帶有手動閥門、快裝接口，通過軟管與撬裝箱體連接，使每個儲氣單元可獨立裝卸、移動、充氣。另外設(shè)備預(yù)留1個高壓進口，可以外接其他儲氣設(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，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，并實現(xiàn)自動運行、遠程臨控、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)備運行工況信號，并通過有線寬帶或3G無線寬帶遠傳至調(diào)度中心的遠程計算機，可在調(diào)度中心顯示設(shè)備運行工況。

系統(tǒng)可監(jiān)測設(shè)備各儲氣單元壓力和氣動閥工作狀態(tài)、進口壓力和氣動閥工作狀態(tài)、各級調(diào)壓后壓力、出口流量計流量、伴熱鍋爐溫度和水位、以及箱體內(nèi)部燃氣濃度報警。以保證撬裝CNG減壓供氣站安全穩(wěn)定供應(yīng)。

同時，系統(tǒng)納入生產(chǎn)調(diào)度信息化平臺，與車輛GPS定位系統(tǒng)、車用儲罐參數(shù)采集系統(tǒng)、場站視頻監(jiān)控系統(tǒng)共同管理，使調(diào)度人員在平臺七對撬裝CNG減壓設(shè)備運行狀況、儲氣設(shè)備內(nèi)氣量的使用情況、儲氣設(shè)備運輸?shù)娜^程、設(shè)備和場站周邊環(huán)境等，進行實時監(jiān)控。并且還可以在平臺上掌握就近CNG加氣母站的加氣情況，及時、合理的進行調(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)備自帶儲氣單元只能儲存200Nm³天然氣，所以可以采用預(yù)留的高壓進口外接其他形式儲氣設(shè)備，滿足更大的供氣需求。

目前儲氣設(shè)備多數(shù)采用CNG長管拖車，少數(shù)采用儲氣瓶組撬裝設(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)華潤希望小鎮(zhèn)，按照國內(nèi)的法律法規(guī)要和相關(guān)標準及北京市燃氣集團有限責(zé)任公司相關(guān)要求和流程進行設(shè)計、建設(shè)、驗收，建設(shè)完成后進行通氣，下游負荷為20m³／d～30m³/d，設(shè)備運行正常。

無人值守型撬裝CNG減壓供氣站在設(shè)備運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)進行自動運行和遠程監(jiān)控，運行人員每周進行定期巡檢、運行和維護。

根據(jù)下游用氣負荷，在無人值守系統(tǒng)中設(shè)置儲氣設(shè)備壓力值下限，當(dāng)儲氣設(shè)備壓力達到下限時，系統(tǒng)通過遠程計算機提示調(diào)度中心，安排配送車輛進行儲氣設(shè)備的更換、充氣。采川多組儲氣設(shè)備時，系統(tǒng)可通過壓力傳感器和氣動閥，自動切換至壓力高的儲氣設(shè)備繼續(xù)供氣。

無人值守型撬裝CNG減壓供氣站日常運行時，無人值守系統(tǒng)可實時顯示設(shè)備運行狀況，在出現(xiàn)壓力過低、伴熱溫度過低、泄露引起燃氣濃度報警等極端情況時，系統(tǒng)會自動報警提示調(diào)度中心，調(diào)度中心可安排就近維修人員到場維修。

在安全用氣方面，無人值守系統(tǒng)中設(shè)置自動切斷和復(fù)位功能，當(dāng)進口、各級調(diào)壓器后和出口燃氣壓力過高時，系統(tǒng)通過氣動閥自動切斷供氣，以保護下游用戶用氣設(shè)備；當(dāng)壓力趨于正常后，氣動閥復(fù)位，繼續(xù)為下游供氣。同時設(shè)備箱體內(nèi)安裝有燃氣濃度報警和排風(fēng)扇，當(dāng)燃氣泄漏時燃氣濃度報警通過無人值守系統(tǒng)控制排風(fēng)扇，進行強制通風(fēng)，以降低箱體內(nèi)燃氣濃度。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)場安排值守人員1名，負責(zé)現(xiàn)場及周邊安全巡視，防止偷盜事件發(fā)生。與標準CNG減壓供氣站運行相比，可以節(jié)省運行成本中的人工費用。

(1)無人值守型撬裝CNG減壓供氣站的適用范圍，應(yīng)在城市遠郊區(qū)縣未接通市政燃氣管網(wǎng)的偏遠農(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)可以降低運行成本，但在站區(qū)建設(shè)和后期運行應(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)備和儲氣沒備在生產(chǎn)制造和后期運行，應(yīng)按照國家、行業(yè)、地方的法律法規(guī)和標準進行，保證設(shè)施運行安全。

 

1顧安忠.液化天然氣技術(shù).機械工業(yè)出版社，2013：3

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

3城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范GB 50028—2012.中國建筑工業(yè)出版社

4中國城市燃氣協(xié)會信息委，北京市燃氣協(xié)會.燃氣咨訊，2013；1-9

5投資北京(CN 11—5205/F)，2014；6-7