摘　要：本文探討了在農村地區應用無人值守型撬裝CNG減壓供氣站，以壓縮天然氣(CNG)作為農村燃氣供應氣源的技術方案．

關鍵詞：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散煤消耗的目的。但是，在農村地區，受居住分散、用氣量小的客觀條件限制，若以燃氣代替燃煤，市政燃氣管網建設將面臨投資大、推廣困難等問題。壓縮天然氣(CNG)作為北京市遠郊區縣農村供應氣源，擁有投資規模小、見效快的優勢，比管網輸送天然氣更靈活、經濟效益更高，并且技術成熟，安全可靠。

以現有壓縮天然氣減壓供氣站技術為依托，研究開發無人值守型撬裝CNG減壓供氣站，具有快速安裝、實時監控、無人值守等優勢，對減少CNG減壓供氣站建設投資和運行成本有著積極作用。

根據農村地區用氣量小的特點，開發無人值守型撬裝CNG減壓供氣設備，將減壓設備、儲氣設備、伴熱系統、控制系統集成成撬，減少設備占地面積及儲氣設備的投入成本。

無人值守型撬裝CNG減壓設備既要高集成化，主要滿足方便運輸和現場吊裝要求，因此設備設計外形尺寸為5m×2m×2.2m。受撬裝設備體積所限，供氣能力為500Nm³／h，CNG減壓設備設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減壓設備采用3N減壓形式，其中二級減壓后預留中壓出口1個，出口壓力為0.2MPa～0.4MPa；三級減壓后預留低壓出口1個，出口壓力為2kPa～5kPa。見圖1。

 

根據《城鎮燃氣設計規范》G50028—2006中對采用瓶組式供應的壓縮天然氣供氣站規定“氣瓶組可與調壓計量裝置設置在一起”(第7．4．4條內容)，故撬裝CNG減壓設備自帶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。另外設備預留1個高壓進口，可以外接其他儲氣設備，見圖2。

 

結合農村地區居住分散、用氣量小的特點，以撬裝CNG減壓設備為基礎，并開發無人值守系統，組成撬裝CNG減壓供氣站，并實現自動運行、遠程臨控、氣量預警、緊急切斷等功能。

系統通過撬裝CNG減壓設備內PLC控制系統，采集、處理設備運行工況信號，并通過有線寬帶或3G無線寬帶遠傳至調度中心的遠程計算機，可在調度中心顯示設備運行工況。

系統可監測設備各儲氣單元壓力和氣動閥工作狀態、進口壓力和氣動閥工作狀態、各級調壓后壓力、出口流量計流量、伴熱鍋爐溫度和水位、以及箱體內部燃氣濃度報警。以保證撬裝CNG減壓供氣站安全穩定供應。

同時，系統納入生產調度信息化平臺，與車輛GPS定位系統、車用儲罐參數采集系統、場站視頻監控系統共同管理，使調度人員在平臺七對撬裝CNG減壓設備運行狀況、儲氣設備內氣量的使用情況、儲氣設備運輸的全過程、設備和場站周邊環境等，進行實時監控。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、合理的進行調配，最大限度的提高設備的使用效率。

由于撬裝CNG減壓設備自帶儲氣單元只能儲存200Nm³天然氣，所以可以采用預留的高壓進口外接其他形式儲氣設備，滿足更大的供氣需求。

目前儲氣設備多數采用CNG長管拖車，少數采用儲氣瓶組撬裝設備作為氣源，均可通過高壓卸氣柱與撬裝CNG減壓設備進行法蘭連接，安裝方便、快捷。

該工程選址密云縣穆家峪鎮華潤希望小鎮，按照國內的法律法規要和相關標準及北京市燃氣集團有限責任公司相關要求和流程進行設計、建設、驗收，建設完成后進行通氣，下游負荷為20m³／d～30m³/d，設備運行正常。

無人值守型撬裝CNG減壓供氣站在設備運行方面與普通減壓設備并無區別，CNG減壓設備通過無人值守系統進行自動運行和遠程監控，運行人員每周進行定期巡檢、運行和維護。

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

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

在安全用氣方面，無人值守系統中設置自動切斷和復位功能，當進口、各級調壓器后和出口燃氣壓力過高時，系統通過氣動閥自動切斷供氣，以保護下游用戶用氣設備；當壓力趨于正常后，氣動閥復位，繼續為下游供氣。同時設備箱體內安裝有燃氣濃度報警和排風扇，當燃氣泄漏時燃氣濃度報警通過無人值守系統控制排風扇，進行強制通風，以降低箱體內燃氣濃度。箱體內還懸掛溫感型干粉滅火器，可控制火災蔓延。

出于治安保衛要求，現場安排值守人員1名，負責現場及周邊安全巡視，防止偷盜事件發生。與標準CNG減壓供氣站運行相比，可以節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，應在城市遠郊區縣未接通市政燃氣管網的偏遠農村使用，供應能力在400戶以下，日用氣量100Nm³以下為佳。

(2)采用無人值守系統可以降低運行成本，但在站區建設和后期運行應充分考慮安全性，安防技防設施必須安裝齊備，并安排治安保衛人員1人～2人負責安全值守。

(3)無人值守型撬裝CNG減壓供氣站減壓設備和儲氣沒備在生產制造和后期運行，應按照國家、行業、地方的法律法規和標準進行，保證設施運行安全。

 

1顧安忠.液化天然氣技術.機械工業出版社，2013：3

2汽車加油加氣站設計與施工規范GB 501562012.中國計劃出版社出版

3城鎮燃氣設計規范GB 50028—2012.中國建筑工業出版社

4中國城市燃氣協會信息委，北京市燃氣協會.燃氣咨訊，2013；1-9

5投資北京(CN 11—5205/F)，2014；6-7