加气站的工艺及管道系统设计

加气站的工艺及管道系统设计
摘要：天然气在人们的日常生产生活中已经得到广泛的应用。

这种新型的能源
在运输和使用的过程中对环境造成的不良影响较小，用于汽车领域还可以减少有
害气体的排放量。

因此，加强对加气站的管道系统设计和管理，对于城市能源的
可持续发展有着重要的意义。

本文主要就加气站的工艺及管道系统设计进行探讨
分析，以供参考。

关键词：加气站；工艺；管道系统设计
1加气站主要工艺设备的选用
随着社会经济的不断发展，人们对于能源的大量使用造成了严重的环境污染。

一些新型清洁能源慢慢受到了人们的重视。

现如今，天然气作为清洁能源已经广
泛应用于汽车、工业以及人们的日常生活，从而减少了污染气体的排放量。

液化
天然气主要成分为甲烷，一般储存在特殊的绝热储罐中。

液化天然气遇热容易气化，产生一定的损耗。

同时，在天然气泄漏的过程中可能会对人体的皮肤造成灼伤，遇明火会发生大范围的爆炸，所以要加强对设备的选用和管理。

天然气的主
要工艺设备包括储罐、卸车/储罐增压器、EAG加热器、潜液泵、高压柱塞泵、加气机、储气瓶组等设备。

天然气加气站的设计规模应依据往来的车流量大小来进
行分析设计和选用。

高压柱塞泵、潜液泵的流量应根据加气站的设计规模来进行
合理的选取。

EAG加热器要根据加热前后的比焓和介质的密度及体积进行计算，
最终选择EAG加热器的处理量。

2加气站的主要操作流程
2.1卸车流程
目前国内一般应用槽车来运输天然气，并将其储存到加气站的储罐中。

在卸
车的过程中需要应用增压器、潜液泵等来完成卸车的工作[1]。

首先，将槽车停放
在特定的位置，利用增压器或潜液泵对槽车的储罐进行升压操作，也可两者同时
卸车。

通过这种压力差的作用原理，使液化天然气通过与车体连接的卸车软管转
移到加气站的储罐中。

卸车时可采用上进液方式，也可采用下进液方式。

2.2调压及泄压流程
加气站需要针对储罐液体压力的实际情况和加气工作的进展情况进行调压和
泄压操作。

一些车载储气瓶在没有配备增压器的情况下，就需要将储罐内的液化
天然气调至饱和状态，然后才能加注液化天然气。

调压流程要在加液之前进行，
调压工作可以利用专业的低温泵、增压气化器等来进行操作。

低温泵将储罐中的
部分输送到气化器，液体被加热后返回储罐，直到罐内压力达到设定的饱和压力，本流程可实现液体调饱和的功能，可以增加的温度，以提高储罐的压力。

泄压工
作一般通过安全阀来自动完成。

在储罐内部压力超过安全阀承受的设定压力要求时，安全阀就会自动打开，将储罐内气化和蒸发出来的气体释放出去，使储罐内
部的压力降低，保证储罐处于安全稳定的状态[2]。

2.3汽车加液流程
在给汽车加液过程中，需要利用潜液泵、加气机、车载气瓶等完成加液工作[3]。

首先，储罐的通过低温泵加压后送入加液机，并利用加液机计量气体的总量，然后通过加液枪将天然气液体输送到汽车的储液瓶中，整个加液流程基本完成。

在进行加液时，加液的压力不能超过1.6MPa。

在给车载气瓶加液前应先给车载气瓶卸压，通过回气口回收车载气瓶中的余气。

设有车载气瓶到储罐气相的回流管，可对车载气瓶中的余气进行回收和计量。

在液化天然气转移的过程中，加液机和
流量计对于整个输送过程起到重要的控制作用，在控制面板上显示质量（或标方数）和价格。

加液的同时还可卸车，两者互不影响。

2.4汽车加气流程
加气时需要应用高压柱塞泵、高压气化器等作为基本工具。

在控制系统指令下，由高压柱塞泵将增压，然后进入高压气化器气化并由加热器加热至常温，通
过程序控制盘储存至储气瓶组。

在加气的过程中，通过CNG储气瓶组和CNG加
气机的组合可以提高加气工作的效率。

2.5余气回收流程
加气站的余气回收工作主要针对潜液泵和车载气瓶。

潜液泵在预冷处理过程中，部分液化天然气发生气化，这时可以利用回气管使其回收到低温储罐中。

这
样不仅可以提升潜液泵的预冷效果，还可以调节储罐内部的压力情况。

车载气瓶
加气过程中，可通过回气接口与回气管路进行连接，并通过回气管路将气瓶中的
剩余气体回收到储罐中，利用流量计可以有效的记录回收气体的流量。

3确保安全性设计原则
在加气站工艺管道设计过程中,要贯彻落实安全第一的基本准则,从根本上有效
确保安全性设计,不管在什么条件和什么因素的影响下,都要秉持着安全性的首要
准则,特别是针对加气站管道来说,设计过程中要着重考虑到管道的现实应用价值,
以及相应的成本问题,另外,在操作方面的简易程度、安装的适用性等一系列相关
问题都要进行切实有效的考虑。

在具体的设计环节,最首选的材料一定是安全性更
大的材料,并且要针对所挑选的材料进行严格细致的审核和測试,针对实际操作条
件中可能遇到的严苛环境进行有针对性的测试和核对,在最大程度上有效确保管道
设计中的安全性能。

4管道系统设计
4.1管道材质的选择
在对液化天然气管道进行选材时，要充分分析天然气自身的特性，根据其特
性进行合理的选取。

液化天然气具有低温、化学成分复杂、压力大、易于膨胀等
特点，所以要考虑管材的耐低温、耐腐蚀、耐高压等性能。

在管道低温阀、止回阀、切断阀等阀门进行选择时，要优先选择绝热性能和密封性能良好的材质。

同
时要保证各种零部件和管道的材质都符合国家相关的标准要求。

管道的外径尺寸
要符合设计要求，并将管道相应的配件准备齐全。

管道与零部件之间要做好焊接
工作，并对管道的密封性进行反复检验。

因为一旦发生管道泄漏，再遇到高温、
明火的情况，极易引发大范围的爆炸，危及人们的生命安全。

目前我国加气站使
用的管道材质多为不锈钢无缝钢管材质。

管件、垫片、法兰等配件的规格应保持
一致，确保安装的严密性。

管道弯头可选用3D弯头，使用的螺母、紧固件等应
做好硬化处理，并配备配套的垫片。

各项材质和施工技术应符合相关的施工规范
和管理规定。

确保管道安装后能够满足加气站的流量、压力等方面的要求。

4.2管道的选型计算方式
天然气管道系统对于管道的选型要求较高。

在对管道进行具体的设计过程中，需要对管道的应力补偿、自然补偿、环境影响等方面进行综合计算和考虑。

通过
相应的公式对管道壁厚进行精准的计算，确保管道壁厚能够承受管道内部的压力。

同时，要将各系统构件的相关数据建立联系，确保管道设计更加科学、规范、精准。

4.3天然气管道的保冷
天然气管道的保冷措施一般为真空绝热管道和保温材料包覆两种。

真空绝热
管道还包括焊接和法兰接头的真空管道两种。

这种管道适用于储罐、潜液泵进出
液以及潜液泵回气管路中。

其在绝热性能方面表现优良，但也存在很多的问题。

例如在安装的过程中容易因尺寸偏差问题发生返工，而且安装方式繁琐，前期制
作复杂，投入的资金成本和后期维护成本都较大等。

不利于加气站的后期维护管
理工作正常开展。

相比之下保温材料包覆型天然气管道更具实用价值和技术优势。

一般将改性聚氨酯泡沫塑料包覆在管道结构外侧，不仅可以降低加气站的投资成本，还能为后期维修工作提供很多的便利。

而且这种管道结构稳定，安装方便，
更加适用于加气站的管道设计和施工工作。

5结语
综上所述，随着社会的不断发展，加气站在城市建设中发挥着越来越重要的
作用，使天然气能够得到充分的利用和回收。

提高天然气的有效利用率，不仅有
利于我国城市经济发展，还有利于城市环境的保护，更能有效缓解我国目前的能
源危机问题。

所以，应加大对相关行业的研究，做好加气站的管道设计和建设工作，为城市建设的可持续发展提供有效的基础保障。

参考文献：
[1]张国栋.加气合建站消防设计审核要点[J].低碳世界,2017(20):148-149.
[2]文昱舜.加气站的工艺及管道系统设计[J].广州化工,2013,41(16):177-179.
[3]陈璐.加气站设计优化[D].西安:西安石油大学,2016.。