(6) 售气 售气系统由售气机和其气路系统组成。当向气瓶转运车(或)CNG汽车上的气瓶充气时,来自加气站储气瓶组的高压天然气流经加气柱(或售气机)的质量流量计,流量计传感器产生的脉冲信号,经变送器(检测器)传送给电子装置(微电脑装置),再由电脑识别传送来的脉冲信号进行计量、计价和显示。售气机气路系统负责完成对售气过程的顺序控制和售气结束后自动关闭电磁阀。
2. 加气母站的主要设备
(1) 天然气压缩机 压缩机是CNG加气站的关键设备,加气站的压缩机与一般压缩机相比,其排气量小,但压缩比高。压缩机性能好坏直接影响加气站的稳定运行。目前,国内外压缩机生产厂家均有定型产品,如何选型,需综合比较并根据用户的要求进行选择。
(2) 储气装置 目前,站内高压储气方式主要有三种:小储气瓶组、大容积储气瓶、地下储气井。
小储气瓶组是指用储气瓶(60L或80L)用管线串联成组储气,其特点是投资少,每立方水容积投资(包括连接管线)约2万元,且利于储气瓶容积按高、中、低压1:2:3的比例分组;缺点是接口多,安装复杂,占地大,压力容器年检时很麻烦。
大容积储气瓶储气的特点是安装方便,接口少,即泄露点少,工艺管线简单,占地较储气瓶组小,压力容器年检较储气瓶组简单。但其投资较高(每立方水容积投资国内约4.5万元,国外约为1.2万美元)。
地下储气井是利用钻井套管制作的深100m左右的地下储气装置。其优点是占地小,地上连接管线简单。缺点是施工较困难,投资大(每立方水容积投资约6.5万元)。
(3) 加气岛及加气柱 加气岛、加气柱是给气瓶转运车及CNG汽车上的气瓶充气的场所。一般设在采用非燃烧材料筑成的罩棚内,罩棚有效高度不应小于4.5m,罩棚与加气柱的水平距离不小于2.0m;加气岛略高出车位地坪0.15~0.2m,其宽度不小于1.2m,其端部与罩棚支柱净距不应小于0.6m。
加气柱设施应根据地区环境、温度条件建设,应设有截止阀、泄压阀、拉断阀、加气软管、加气嘴(枪)和计量表(压力一温度补偿式流量计),其进气管道上应设止回阀。拉断阀在外力作用下分开后,两端应自行密封。加气柱充装CNG的额定压力为20MPa,计量准确度不应小于1.0级,最小计量分度值为0.1kg。
(4) 气瓶转运车 CNG子站的气瓶转运车的气瓶组,与加压、加气站内储气装置的气瓶组一样有几种形式,但管束式大气瓶转运车用得较多。
气瓶转运车一般由框架管束储气瓶组、运输半挂拖车底盘和牵引车三部分组成,实际上其本身就是CNG子站的气源。常用管束气瓶组有7管、8管和13管等几种组合。
(5) 压缩机入口过滤器 压缩机入口过滤器下部采用椭圆形封头,上部采用快开盲板便于滤芯更换。支座为腿式支座。容器类别为Ⅰ类。压缩机入口过滤器内装设过滤元件,过滤元件具有除尘效率高、阻力小、过滤比表面积大、耐腐蚀等优点,能有效滤除天然气中的粉尘、液滴,对粒径大于1~3μm的液滴其捕集率可达99%,对粒径大于5μm的液滴其捕集率可达99.9%,保证了工艺要求。为便于拆卸、更换滤管减轻劳动强度在过滤器上部采用快开盲板结构。其几何尺寸一般为DN300m、H2950m(立式)。
(6) 管线连接系统 站内压缩后的天然气管线具有压力高、管径小的特点,因此对该管线采用卡套连接的方式。国外生产卡套的厂家较多,在中国用得较多的是美国几家公司的产品,其外径在ф10~ф22之间。国内也有厂家生产,例如乐山长江仪表厂,但国内卡套在外径较大(一般大于14mm)时,密封性较差。压缩后的天然气管线设计压力为30MPa。
(7) 控制系统加气母站的控制系统对于其正常运行非常重要,一个自动化程度高、功能完善的控制系统可以极大提高加气站的工作效率,保证加气站的安全、可靠运转。加气母站的控制系统主要有电源控制、压缩机运行控制、储气系统的优先控制、售气控制。
压缩机运行控制及售气机的售气控制一般分别由压缩机及售气机厂家配套供应,国外压缩机控制系统一般包括储气系统的优先充气控制,也有的不包括,而通过顺序程控盘来实现;国内压缩机控制系统无储气系统的优先充气控制,其储气系统的优先充气控制均通过顺序程控盘来实现。
(8) 各类仪表 在满足工艺要求的前提下,应使仪表品种统一,减少备品备件品种,为仪表的维护提供方便。所有仪表均为隔爆型,防护等级不低于IP65。
① 温度仪表 温度检测可选用结构简单、维护量小、无漂移的隔爆型号钼电阻(Pt100),精度A级,所有铂电阻配安装套管。
② 压力仪表 压力检测全部选用智能压力变送器。
③ 流量仪表 天然气出加气母站和进加气母站流量检测可选用涡街流量计,并进行温、压补偿,加气枪入口流量检测选用高压涡街流量计并进行温、压补偿。
④ 紧急切断阀 考虑到进站气的露点比较低,可以用天然气作气源,因此进站紧急切断阀可选用气动球阀。
⑤ 可燃气体浓度检测与报警对可能出现可燃气体的压缩机组、加气区、储罐区进行监测,选用可燃气体报警器对可燃气体进行检测,浓度超标时进行报警,提示操作人员及时处理。
⑥ 火灾探测与报警 车库内设感温、感烟探测器,信号传到火灾联动控制器。
3. 加气母站的安全管理与防护
① 安全间距方面
a. 储气瓶组、放散管管口和加气柱与站外建、构筑物的防火间距。
b. 站内设施之间的防火间距。
压缩天然气加气站与天然气储配站合建时,站内的天然气储罐与气瓶车固定车位的防火间距不应小于表6-6的规定。
表6-6 天然气储罐与气瓶车固定车位的防火间距 单位:m
储罐总容积/m3 | ≤50000 | >50000 |
气瓶车固定车位最大储气容积/m3 | ≤10000
>10000~≤30000 | 12.0
15.0 | 15.0
20.0 |
注:1. 气瓶车固定车位最大储气容积(m3)为固定车位储气的各气瓶车总几何容积(m3)与其最高储V气压力(绝对压力102kPa)乘积之和,并除以压缩因子。
2. 天然气储罐与气瓶车固定车位的防火间距,除符合本表规定外,还不应小于较大罐直径。
压缩天然气加气站与天然气储配站的合建站,当天然气储罐区设置检修用集中放散装置时,集中放散装置的放散管与站外、内建、构筑物的防火间距不应小于表6-7、表6-8的规定。集中放散装置的放散管与气瓶车固定车位的防火间距不应小于20m。
气瓶车固定车位与站外建、构筑物的防火间距,不应小于表6-9的规定。
气瓶车固定车位与站内建、构筑物的防火间距不应小于表6-10的规定。
② 为了在偶发事故时能及时切断气源,避免次生灾害产生,应在进站天然气管道上设置手动快速切断阀,一般设于阀井内,若母站从城镇高、中压输配管道上取气时,还应在紧急切断阀后再设安全阀,并选用全启封闭弹簧式,其开启压力为站外输配系统允许最高压力的0.9倍。
③ 站内每个储气瓶均应设安全阀、截止阀及紧急放散管。各瓶组应设压力表(压力传感器)和超压报警器。
④ 站内压缩机前的缓冲罐和各级出口均应设置安全阀。
表6-7 集中放散装置的放散管与站外建、构筑物的防火间距
项目 | 防火间距/m |
明火或散发火花地点 | 30 |
民用建筑 | 25 |
甲、乙类液体储罐、易燃材料堆场 | 25 |
室外变配电站 | 30 |
甲、乙类物品库房,甲、乙类生产厂房 | 25 |
其他厂房 | 20 |
铁路(中心线) | 40 |
公路、道路(路边) | 高速、Ⅰ、Ⅱ级、城市快速路 | 15 |
其他 | 10 |
架空电力线(中心线) | >380V | 2.0倍杆高 |
≤380V | 1.5倍杆高 |
架空通信线(中心线) | 国家Ⅰ、Ⅱ级 | 1.5倍杆高 |
其他 | 1.5倍杆高 |
表6-8 集中放散装置的放散管与站内建、构筑物的防火间距
项目 | 防火间距/m | 项目 | 防火间距/m |
明火或散发火花地点 | 30 | 控制室、配电间、汽车库、机修间和其他辅助建筑 | 25 |
办公生活建筑 | 25 | 燃气锅炉房 | 25 |
可燃气体储气罐 | 20 | 消防泵房、消防水池取水口 | 20 |
室外变配电站 | 30 | 站内道路(路边) | 2 |
调压间、压缩机间、计量间及工艺装置区 | 20 | 站区围墙 | 2 |
表6-9 气瓶车固定车位与站外建、构筑物的防火间距 单位:m
项目 | 气瓶车固定车位最大储气容积/m3 |
>4500~≤10000 | >10000~≤30000 |
明火、散发火花的地点,室外变、配电站 | 25.0 | 30.0 |
重要公共建筑 | 50.0 | 60.0 |
民用建筑 | 25.0 | 30.0 |
甲、乙、丙类液体储罐,易燃材料堆放,甲类物品库房 | 25.0 | 30.0 |
其他建筑 | 耐火等级 | 一、二级 | 15.0 | 20.0 |
三级 | 20.0 | 25.0 |
四级 | 25.0 | 30.0 |
铁路(中心线) | 40.0 |
公路、道路(路边) | 高速,Ⅰ、Ⅱ级、城市快递 | 20.0 |
其他 | 15.0 |
架空电力线路(中心线) | 1.5倍杆高 |
架空通信线路(中心线) | Ⅰ、Ⅱ级 | 20.0 |
其他 | 1.5倍杆高 |
注:气瓶车在固定车位储气总几何容积不大于18m3,且最大储气容积不大于4500m3时,应符合现行国家标准《汽车加油加气站设计与施工规范》GB 50156的规定。
表6-10 气瓶车固定车位与站内建、构筑物的防火间距 单位:m
名称 | 气瓶车固定车位最大储气容积/m3 |
>4500~≤10000 | >10000~≤30000 |
明火或散发火花的地点 | 25.0 | 30.0 |
压缩机室、调压室、计量室 | 10.0 | 12.0 |
变、配电室、仪表室、燃气热水炉室、值班室、门卫 | 15.0 | 20.0 |
办公生活建筑 | 20.0 | 25.0 |
消防水泵房、消防水池取水口 | 20.0 |
站内道路(路边) | 主要 | 10.0 |
次要 | 5.0 |
围墙 | 6.0 | 10.0 |
注:1. 变、配电室、仪表室、燃气热水炉室、值班室、门卫等用房的建筑耐火等级不应低于现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016中“二级”规定。
2. 露天的燃气工艺装置与气瓶车固定车位的间距可按工艺要求确定。
3. 气瓶车固定车位储气总几何容积不大于18m3,且最大储气容积不大于4500m3时,应符合现行国家标准《汽车加油气站设计与施工规范》GB 50156的规定。
⑤ 站内的泄压装置应具备足够的泄压能力。泄放气体应符合下列规定:
a. 泄放量较小的气体(如仪表泄气)可排入大气;设有放散管时,放散管宜垂直向上,管口高出设备平台不应小于2m,且应高出所在地面5m;
b. 泄放量大于2m3,泄放次数平均每小时2~3次以上的操作排放,应设专用回收罐;
c. 泄放量大于500m3的高压气体,如储气瓶组放气、火灾或紧急检修设备时排放系统内气体等,应通过放散管迅速排放。
⑥ 天然气放散管宜按不同压力级别系统分别设置放散管。放散管应设置在室外安全区域内,宜高于建筑2m,高出所在地面5m,与封闭或半敞开建筑物门窗的水平间距不应小于2.5m,安全阀放散管口应设防雨罩。并应符合表6-11的规定,与站内设施之间的防火间距符合表6-12的要求。
⑦ 站内的设备及管道,凡经增压、输送、储存需显示压力的地方;均应设压力测点,各压力表量程范围为2倍工作压力,准确度不应低于1.5级,并设有拆卸压力表用安全泄压孔。
⑧ 站内调压箱、压缩机组、变配电间、储气装置和加气岛等危险场所应设置天然气检漏报警探头。检漏警报装置的安装与使用应符合现行国标《爆炸性环境用电气设备》GB 3836的相关规定并集中设置,并与本站供电系统(不包括消防泵)连锁和配置不间断电源。
⑨ 加气母站根据工艺参数的检测和控制调节自动化程度不同,应明示全流程设备、仪表、动力的配置外,还要标出一、二次仪表、遥控调节、参数记录或累计、报警与连锁装置的设置点及其功能。
⑩ 加气母站供电负荷等级为三级,流程上的信息系统应设置应急电源。供电电源宜采用6/1OkV外接电源,供电系统宜设单独的计量装置;低压配电装置允许设在加压加气站的站房内,其配电装置所在的房门、窗口均应与生产工艺操作装置保持大于6m的净距;站内各操作间和营业室均应设置事故照明,其连续照明时间不少于20min;站内爆炸危险区域以外的照明,可选用非防爆型灯具,但罩棚下的灯具应选防护等级不低于IP44级的节能型灯具。