劉明明 孫殿民

新地能源工程技術(shù)有限公司 河北廊坊 065001

天然氣是一種環(huán)保性能好的汽車燃料，可以有效的減少大氣污染，因此為了更好的保護(hù)大氣環(huán)境，有必要做好LNG加氣站及CNG加氣站的設(shè)計(jì)與建設(shè)工作，強(qiáng)化研究相關(guān)施工工藝[1]。

1 LNG/L-CNG及其加氣站情況

1.1 LNG與L-CNG情況

LNG與L-CNG均指天然氣，其中LNG是一種液化天然氣（即天然氣通過(guò)高壓液化處理后的形態(tài)），要求必須存儲(chǔ)在低溫環(huán)境中；在壓縮處理天然氣時(shí)，使其處于20-40MPa的高壓狀態(tài)下就可以得到一組液化的壓縮天然氣L-CNG，實(shí)際在存儲(chǔ)時(shí)必須嚴(yán)格把控高壓環(huán)境，以此才能將其保存狀態(tài)維持下來(lái)。

針對(duì)這兩種不同的天然氣，存儲(chǔ)方式、存儲(chǔ)時(shí)所用到的設(shè)備都是相同的，具體存儲(chǔ)時(shí)要求先借助LNG罐車，運(yùn)輸天然氣到指定的加氣站中，然后將其保存在LNG儲(chǔ)罐內(nèi)。對(duì)于這兩種天然氣而言，通常會(huì)面臨不同的存儲(chǔ)環(huán)境，對(duì)汽車添加燃料時(shí)的中間過(guò)程存在明顯差異，LNG加氣站給汽車添加LNG時(shí)，針對(duì)那些預(yù)先保存在儲(chǔ)罐內(nèi)的LNG，通常會(huì)借助潛液泵的力量緩緩的向汽車燃料箱中注入。值得一提的是，通常是在低壓環(huán)境下來(lái)完成整個(gè)輸送過(guò)程。

1.2 LNG/L-CNG加氣站介紹

現(xiàn)如今，天然氣加氣站多選擇合建，為確保合建工程的順利進(jìn)行就需要認(rèn)真分析這兩種加氣站。

1.2.1 LNG加氣站

基于LNG加氣站在運(yùn)營(yíng)時(shí)所處的環(huán)節(jié)不同，相應(yīng)的所用到的設(shè)備也會(huì)存在明顯不同，基于不同場(chǎng)地可將設(shè)備分為兩種，即站內(nèi)設(shè)備、站外設(shè)備。其中，站內(nèi)設(shè)備已LNG儲(chǔ)罐、加氣機(jī)、潛液泵撬等為主；而站外設(shè)備主要設(shè)計(jì)運(yùn)輸LNG的槽車、添加LNG的車輛。

儲(chǔ)罐從字面意思上理解就是存儲(chǔ)LNG，潛液泵撬涉及潛液泵、增壓氣化器、EAG氣化器等，在潛壓泵的作用下有助于LNG卸車、加注的順利完成。其中，EAG氣化器所具有的一項(xiàng)重要功能就在于：在高溫原理的幫助下來(lái)有效降低放散氣體本身的密度，這對(duì)于安全防護(hù)作用的強(qiáng)化至關(guān)重要。

1.2.2 L-CNG加氣站

這一加氣站在給汽車添加燃料時(shí)有必要將LNG向CNG進(jìn)行轉(zhuǎn)化，相比較于LNG加氣站，期間會(huì)用到更多的設(shè)備。同時(shí)，嚴(yán)格按照一定順序，在向相應(yīng)的儲(chǔ)氣系統(tǒng)中輸送CNG氣體，在這種情況下為了實(shí)現(xiàn)科學(xué)的調(diào)控就需要借助順序控制盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)，以此才能順利的完成輸送操作。在輸送、儲(chǔ)存CNG氣體以后，需要借助CNG加氣機(jī)來(lái)給車輛加注燃料[2]。

2 工藝設(shè)計(jì)中的相關(guān)注意事項(xiàng)與具體設(shè)計(jì)

2.1 選擇、安裝LNG儲(chǔ)罐

存儲(chǔ)天然氣的一個(gè)重要設(shè)備就在于LNG儲(chǔ)罐，為確保能夠正常的存儲(chǔ)天然氣就需要制定一個(gè)科學(xué)、合理的選擇與安裝方案作保障。關(guān)于LNG儲(chǔ)罐規(guī)格主要有兩種，即30m3、60m3，具體在選擇時(shí)必須嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)規(guī)定，加氣站的規(guī)格不同、等級(jí)不同，其儲(chǔ)罐規(guī)格也會(huì)存在明顯差異；儲(chǔ)罐數(shù)量具有一定有限性，30m3的儲(chǔ)罐數(shù)量必須控制在2個(gè)以內(nèi)，30m3的儲(chǔ)罐最多3個(gè)。值得一提的是，要求同一加氣站的儲(chǔ)罐規(guī)格必須保證一致，切記不能混合使用兩種容積不同的儲(chǔ)罐。實(shí)際在安裝儲(chǔ)罐時(shí)有必要站在安全角度來(lái)充分調(diào)查周圍環(huán)境，當(dāng)儲(chǔ)罐安裝位置與加氣站以外的安全距離相符時(shí)，可以選擇臥式儲(chǔ)罐，安裝可以采用全地下或半地下的方式；若加氣站的規(guī)模不大，就可以采取比較靈活的儲(chǔ)罐安裝方式，諸如地上、全地下或半地下，除了臥式儲(chǔ)罐外在條件允許的情況下可以選擇立式儲(chǔ)罐，具體在選擇哪種安裝方式時(shí)有必要結(jié)合不同情況來(lái)定。另外，有必要按照不同地區(qū)要求對(duì)儲(chǔ)罐高度進(jìn)行嚴(yán)格的規(guī)范。

2.2 管道設(shè)計(jì)

為正常的輸送天然氣，有必要科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)輸氣管道。加氣管道在壓力設(shè)計(jì)過(guò)程中有必要對(duì)儲(chǔ)罐氣相壓力、潛液泵揚(yáng)程進(jìn)行充分考慮，致力于壓力標(biāo)準(zhǔn)的適當(dāng)提高，防止因?yàn)閴毫^(guò)大而損壞管道。由于必須在低溫環(huán)境中輸送LNG，相應(yīng)的就必須確保管道內(nèi)部不存在任何的水分，防止因?yàn)樗謱⒐艿纼鼋Y(jié)、阻塞，從而才能正常的輸送天然氣。另外，為了正常的輸送天然氣，通常會(huì)用到真空技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)管道，以此可以防止在輸送液化天然氣時(shí)因?yàn)槲沾罅繜崃慷霈F(xiàn)蒸發(fā)的情況，以此可以更好的節(jié)省天然氣，提高管道運(yùn)行安全性。為此，具體在處理時(shí)就需要應(yīng)用相應(yīng)的真空技術(shù)與方式[3]。

2.3 消防安全設(shè)計(jì)

在汽車加氣站設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容就在于消防設(shè)計(jì)，為充分確保人員安全就需要致力于消防設(shè)計(jì)水平的不斷提高，并營(yíng)造一種相對(duì)安全的加氣站環(huán)境。第一，圍繞加氣站規(guī)模、儲(chǔ)罐規(guī)格，對(duì)滅火器進(jìn)行科學(xué)、合理的設(shè)置，并重視相應(yīng)安全標(biāo)示、危險(xiǎn)提醒告示牌的設(shè)置工作。第二，受液化天然氣自身特性的影響，在面對(duì)火災(zāi)的情況下如果用水撲救，不僅無(wú)法有效的撲滅火災(zāi)，而且還會(huì)導(dǎo)致險(xiǎn)情的進(jìn)一步加劇，因此一旦加氣站出現(xiàn)火災(zāi)，最好使用干粉滅火劑、泡沫滅火劑，通過(guò)隔絕氧氣的方式來(lái)滅火，確保能夠有效的控制險(xiǎn)情。在確定不存在任何明火的情況下，為了給火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行降溫通常會(huì)用到消防水。

2.4 減少BOG放散量

在放散BOG的同時(shí)所產(chǎn)生的熱量比較多，而這些熱量的存在通常會(huì)直接威脅到加氣站的安全，而為了致力于加氣站安全性的不斷提高就需要想方設(shè)法的減少BOG放散量。第一，實(shí)際在管道設(shè)計(jì)過(guò)程中有必要合理的設(shè)置管道布局、走向，減少不必要的轉(zhuǎn)彎設(shè)計(jì)，以此可以提供一個(gè)更為暢通的管道環(huán)境來(lái)更為順利的輸送天然氣。第二，認(rèn)真做好管道保冷工作，以此可以有效減少BOG所帶入的熱量，這對(duì)于營(yíng)造一個(gè)良好的低溫環(huán)境十分重要，可以防止在天然氣輸送中出現(xiàn)溫度過(guò)高的情況。第三，針對(duì)BOG氣體散發(fā)量較多的情況，為了更好的對(duì)其進(jìn)行回收利用，就可以借助相關(guān)技術(shù)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，以此有助于BOG放散量的減少，還能夠?qū)OG本身所具有的利用價(jià)值充分體現(xiàn)出來(lái)[4]。

3 工藝管線施工前的準(zhǔn)備工作

3.1 圖紙準(zhǔn)備

繪制工藝施工系統(tǒng)簡(jiǎn)圖指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)管工下料，圖中需要將相關(guān)內(nèi)容明確的標(biāo)注出來(lái)，諸如支架編號(hào)、管徑、管線等。

3.2 機(jī)具準(zhǔn)備

鋼卷尺（12m、4把）、角尺（45cm、2把）、鋼板尺（1m、2把）、電動(dòng)切割機(jī)（670w、4把）、角磨機(jī)（670w、4把）、彎管機(jī)（DN15-DN50、1臺(tái)）、四氟墊（100*100*4mm、200塊）、焊口檢驗(yàn)尺（4個(gè)）、水平尺（1m，0.5m，各1個(gè)）與無(wú)油空壓機(jī)（0.8m3，1臺(tái)）[5]。

4 工藝管線施工

4.1 焊前準(zhǔn)備

焊接之前有必要科學(xué)的評(píng)定焊接工藝，在此基礎(chǔ)上完成焊接作業(yè)指導(dǎo)書(shū)或焊接工藝卡的編制；焊工必須滿足一定資質(zhì)，才能安排正式上崗，即鍋爐壓力容器焊接合格證、Ws4-11與Ws4-12合格項(xiàng)；所選用的直流焊接電源要求必須具備帶電頻引弧器；在準(zhǔn)備焊絲、氬氣時(shí)要求必須嚴(yán)格按照焊接作業(yè)指導(dǎo)書(shū)或工藝卡進(jìn)行，具體存放焊絲時(shí)要求避免造成不必要的污染，諸如油污等，要求氬氣純度必須超過(guò)99.9%；使用與進(jìn)口管材相配套的焊絲開(kāi)展焊接作業(yè)；使用鎢極氬弧焊的方式進(jìn)行焊接；若管材壁厚不足1.5mm則需要使用Ⅰ形對(duì)接口，反之需要修磨成V型坡口（30°），鈍邊留1.0-1.5mm；正式焊接之前需要將管口20-30mm范圍以內(nèi)的污染物清理干凈，還需要封死管子的兩端，將氬氣從另一端沖入，控制每分鐘的氬氣流量為6-10L，做好背面保護(hù)工作。

4.2 施工焊接

焊接之前，有必要牢固的連接地線、工件，防止彼此之間產(chǎn)生不必要的火花而將工件表面灼傷；口內(nèi)引弧，為防止電弧將管子表面灼傷，禁止在管子表面開(kāi)展這項(xiàng)操作；焊接時(shí)需要在確保完全焊透的情況下盡量加快焊接速度，防止出現(xiàn)焊縫過(guò)熱的情況；運(yùn)弧時(shí)禁止擺動(dòng)，要求必須將背面焊透，兩邊能夠完好的熔合，設(shè)置余高在0-1mm之間；均勻的送絲，確保焊縫表面存在一定余高；要求必須一次性完成每道焊口[6]。

4.3 清理

打磨焊道時(shí)可以借助砂輪機(jī)，但是不能對(duì)管材表面造成破壞；使用不銹鋼刷清理。

4.4 質(zhì)量要求與相關(guān)注意事項(xiàng)

組對(duì)之前，必須清理檢查焊接結(jié)構(gòu)，要求兩側(cè)20mm范圍內(nèi)不存在任何的雜質(zhì)與有害物質(zhì)，諸如油漆、毛刺、氧化皮、影響焊接的有害物質(zhì)等；焊件在整個(gè)施焊過(guò)程中要求必須處于穩(wěn)固狀態(tài)，不能強(qiáng)力組對(duì)接頭；要求焊縫表面不存在任何的裂紋、融合、氣孔、夾渣、飛濺等情況，必須高于管道表面；使用100%射線檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)焊縫，針對(duì)那些不能進(jìn)行射線檢測(cè)的接頭有必要使用100%滲透檢測(cè)，要求焊接接頭無(wú)損檢測(cè)質(zhì)量評(píng)定與現(xiàn)行相關(guān)規(guī)定相符；施工保護(hù)措施：在焊接作業(yè)過(guò)程中一旦出現(xiàn)下列一種情況就必須采取切實(shí)可行的爆出措施。諸如相對(duì)濕度超過(guò)90%、下雨下雪、環(huán)境溫度低于零下5攝氏度、氣體保護(hù)焊環(huán)境豐富≥2m/s[7]。

5 儲(chǔ)罐、管線預(yù)冷

5.1 做好預(yù)冷之前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作

對(duì)上下進(jìn)液、卸車增壓系統(tǒng)各個(gè)閥門的正常開(kāi)啟情況進(jìn)行全面仔細(xì)的檢查；要求相關(guān)人員在遇冷時(shí)必須在場(chǎng)，諸如監(jiān)理、業(yè)主、質(zhì)量監(jiān)督與特檢院相關(guān)人員；在現(xiàn)場(chǎng)合格的劃分警戒區(qū)域，將全部操作人員的崗位、相關(guān)職責(zé)確定下來(lái)；將上下進(jìn)液、卸車增壓系統(tǒng)、BOG、EAG系統(tǒng)的全部閥門都關(guān)閉。

5.2 儲(chǔ)罐、管線預(yù)冷

將卸車軟管連接起來(lái)、增壓器進(jìn)液開(kāi)啟，將出氣閥門改為液氮罐車增壓卸車；在開(kāi)啟截?cái)嚅y門和放散閥門、排空管道內(nèi)的空氣時(shí)必須嚴(yán)格根據(jù)罐車進(jìn)液的相關(guān)要求[8]。

6 LNG置換

在準(zhǔn)備工作期間，必須將全部系統(tǒng)閥門打開(kāi)，確保能夠充分放散系統(tǒng)內(nèi)部的氮?dú)?；將卸車金屬軟管連接起來(lái)，然后根據(jù)預(yù)冷程序?qū)ο鄳?yīng)的閥門進(jìn)行開(kāi)啟、關(guān)閉操作；卸車之前，罐車、預(yù)留接地必須進(jìn)行可靠的連接。同時(shí)，置換工作同預(yù)冷程序。

7 結(jié)語(yǔ)

總之，修建LNG/L-CNG加氣站的一個(gè)重要目的就在于更好的服務(wù)于往來(lái)車輛，在此期間需要對(duì)多個(gè)環(huán)節(jié)的工作進(jìn)行充分考慮，以此才能順利的開(kāi)展加氣工作。具體在設(shè)計(jì)加氣站時(shí)有必要選擇一種恰當(dāng)?shù)腖NG儲(chǔ)罐，將管道設(shè)計(jì)、消防設(shè)計(jì)工作認(rèn)真做好，致力于BOG放散量的減少，以此才能確保所營(yíng)造的加氣站環(huán)境更加的安全、可靠。