CNG加氣站的安全放散系統(tǒng)

CNG加氣站的安全放散系統(tǒng)自然?氣是一種可燃?xì)怏w，在特定的條件下有發(fā)生爆炸的危急。在CNG加氣站系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，自然?氣又總是處于高壓狀態(tài)，壓力高達(dá)25Mpa。這種苛刻的條件，要求在加氣站的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，必需實(shí)行一系列完善的平安技術(shù)，以保證設(shè)備的運(yùn)行平安。平安放散系統(tǒng)即是其中的一項(xiàng)重要措施。現(xiàn)以美國(guó)某公司的橇裝式CNG加氣站相關(guān)設(shè)備為例，對(duì)加氣站的平安放散系統(tǒng)作以介紹。

一、

平安放散系統(tǒng)的設(shè)置部位

平安放散系統(tǒng)所放自然?氣氣體應(yīng)包括，壓縮機(jī)停機(jī)后滯留在系統(tǒng)中的氣體；各氣動(dòng)閥門(mén)的回位氣體；平安閥釋放的氣體；壓縮機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)所泄漏的氣體；各級(jí)分散式過(guò)濾器所排出的氣體；售氣機(jī)軟管中的剩余氣體以及脫水干燥器的再生氣體等。為了保證這些氣體除部分可回收利用以外，其余能平安地放散到高空中去，就必需在系統(tǒng)的相關(guān)部位設(shè)置平安放散系統(tǒng)。主要有以下幾個(gè)環(huán)節(jié)。

⒈壓縮機(jī)的排氣管路

假定該壓縮機(jī)是四級(jí)壓縮，每一級(jí)壓縮后的氣體要經(jīng)過(guò)冷卻器（風(fēng)冷）降溫，再經(jīng)分散式過(guò)濾器除油凈化后，進(jìn)入下一級(jí)氣缸。為了避開(kāi)每一級(jí)壓縮后的管路系統(tǒng)超壓，在冷卻器前的管路中設(shè)置了一組平安閥，并和集中放空管相連。當(dāng)冷卻器和高壓管由于某種緣由壓力上升超限時(shí)，平安閥自動(dòng)打開(kāi)，釋放壓力，保證系統(tǒng)的平安。

壓縮機(jī)活塞桿密封填料函中的潤(rùn)滑油和泄漏氣體的混合物，以及經(jīng)活塞泄漏到腔體中的少量氣體皆通過(guò)兩根管子匯合到集油箱中。最終經(jīng)集油箱上的排氣管，排放到降噪箱體上的空氣中去。

末級(jí)氣缸排氣管路在進(jìn)入冷卻器前和平安閥并列設(shè)置一個(gè)手動(dòng)針閥，和集中放空管相連。主要用于故障排解時(shí)，降低系統(tǒng)壓力，排空系統(tǒng)中的氣體，確保修理人員在平安狀態(tài)下從事修理工作。

⒉氣動(dòng)掌握系統(tǒng)

該橇裝式壓縮機(jī)站的掌握系統(tǒng)，是由電磁先導(dǎo)閥和氣動(dòng)閥相結(jié)合的方式進(jìn)行氣路掌握的。是將壓縮機(jī)最終輸出的壓縮自然?氣，經(jīng)分流降壓后作為氣源，驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)球閥。當(dāng)兩位三通電磁閥將驅(qū)動(dòng)氣源接通時(shí)，通過(guò)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)打開(kāi)充氣球閥等閥門(mén)。若要關(guān)閉充氣球閥時(shí)，必需先通過(guò)掌握系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)電磁閥，將管路中的驅(qū)動(dòng)氣源與放散系統(tǒng)（如回收罐）接通后降壓排掉，氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)才能在彈簧力的作用下回位，將充氣球閥關(guān)閉。這部分氣體經(jīng)回收罐可以回收利用。

⒊回收罐

回收罐在系統(tǒng)中起到兩個(gè)作用，一是緩沖作用，可降低管路中的氣流脈動(dòng)，穩(wěn)定系統(tǒng)壓力；二是收集廢液廢氣，如將除油過(guò)濾器分別出的廢液廢氣，氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的回位氣體，平安閥釋放的氣體等先收集起來(lái)，經(jīng)過(guò)調(diào)壓后再反饋到壓縮機(jī)的一級(jí)入口處，既能起到穩(wěn)壓作用，又可重復(fù)利用，節(jié)省氣源。

⒋儲(chǔ)氣瓶組

儲(chǔ)氣瓶組一般都設(shè)置一組或幾組平安閥和放散系統(tǒng)。主要為了防止系統(tǒng)由于受熱或者其它緣由而使壓力急劇上升時(shí)，可通過(guò)該系統(tǒng)釋放壓力保證平安。另一方面，是為了檢修時(shí)的便利和平安。由于氣瓶和管路壓力高達(dá)25Mpa，必需經(jīng)過(guò)該系統(tǒng)泄放到常壓后方可拆卸檢修。儲(chǔ)氣瓶組一般都分為高、中、低三組，所以最好用閥門(mén)（通常用針閥）將三組分別掌握，最終都通到同一個(gè)放散管中排出。這樣，修理某一組時(shí)，其它兩組可不受影響，不必排空。

⒌干燥器

脫水干燥器的放散系統(tǒng)包括兩部分，一個(gè)是系統(tǒng)中的平安閥，假如系統(tǒng)因故超壓時(shí)可自動(dòng)釋放壓力；另一個(gè)指干燥器再生時(shí)為了降低罐內(nèi)壓力而釋放氣體的閥門(mén)（如氣液分別器下的排液閥等）。過(guò)去這部分氣體都被排空而鋪張掉了，現(xiàn)在很多生產(chǎn)廠商，都已設(shè)法將其回收到進(jìn)站輸氣管道中加以利用。

⒍售氣機(jī)

售氣機(jī)的放散系統(tǒng)，除了管路中的平安閥，檢修時(shí)用的放氣閥（一般為針閥）外，主要是加氣槍上的回氣管。當(dāng)給汽車(chē)加完氣后，盡管汽車(chē)上的氣瓶閥門(mén)和售氣機(jī)的電磁閥已經(jīng)關(guān)閉，但是管路中的20Mpa的高壓氣體作用在加氣槍和氣瓶受氣嘴上，拔不下來(lái)，必需將這部分氣體壓力釋放掉，所以設(shè)置了回氣管。為了保證售氣機(jī)四周的平安，一般都將回氣管沿高壓輸氣管引回到壓縮機(jī)站四周放散。

二、

設(shè)置平安放散系統(tǒng)的原則

依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJJ84-2000《汽車(chē)用燃?xì)饧託庹炯夹g(shù)規(guī)范》，并參考國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，可知在CNG汽車(chē)加氣站設(shè)置平安放散系統(tǒng)時(shí)，必需滿意以下基本原則，才能確保放散系統(tǒng)的有效和牢靠。

⒈若泄放流量較小，如平安閥超壓泄放的氣體和設(shè)備釋壓泄放的氣體，可用管線排出至平安區(qū)或通過(guò)放空管排放；對(duì)泄放量大于2m3，泄放次數(shù)平均每小時(shí)2～3次以上的操作排放，應(yīng)設(shè)置專用回收罐。

⒉壓縮機(jī)的每一級(jí)都應(yīng)裝置泄壓裝置，限制每一級(jí)的最大許用工作壓力，以愛(ài)護(hù)每一級(jí)的氣缸和連接管線。依據(jù)閱歷，泄壓裝置中的平安閥的開(kāi)啟壓力，設(shè)定為系統(tǒng)最大許用工作壓力的0.90~0.95倍較宜。也可取系統(tǒng)工作壓力的1.10~1.15倍。

⒊從壓縮機(jī)各級(jí)活塞桿填料函等處泄漏的自然?氣，由于排放量較小，可經(jīng)匯總后引出室外放散；壓縮機(jī)的卸載排氣宜采納回收罐?；厥盏淖匀?氣可輸入壓縮機(jī)進(jìn)氣管，不得外排放空。

⒋售氣機(jī)加氣嘴的泄壓排放，小型加氣站可以放散，大型加氣站可采納回收罐回收，削減鋪張和污染。

⒌回收到緩沖罐或回收罐中的氣體，經(jīng)過(guò)減壓后可引入進(jìn)站自然?氣管道內(nèi)或壓縮機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)，重復(fù)利用。緩沖罐頂部應(yīng)設(shè)有平安閥，平安閥的開(kāi)啟壓力應(yīng)為緩沖罐設(shè)計(jì)壓力值的0.90～0.95倍。

⒍儲(chǔ)氣瓶組的放散管，當(dāng)采納人工操作掌握放散時(shí)，放散氣可引至自然?氣進(jìn)氣站管內(nèi)回收；非人工掌握的放散自然?氣，不宜直接引入進(jìn)站自然?氣管道。由于事故放散氣量大，會(huì)使接近的自然?氣管道及燃具的壓力急劇上升而引發(fā)事故。

儲(chǔ)氣瓶組的放散管在閥后宜擴(kuò)大管徑2級(jí)以上，防止產(chǎn)生笛音。

⒎平安放散系統(tǒng)的放散管口應(yīng)當(dāng)伸出屋頂，高出建筑物2.0m以上，且距地面不應(yīng)小于5.0m，放散管管口應(yīng)設(shè)有防雨罩；

⒏平安泄放裝置應(yīng)具有足夠的泄放力量。壓縮機(jī)各級(jí)管路中的平安閥的泄放力量，不應(yīng)小于壓縮機(jī)的平安泄放量；各種壓力容器上的泄壓裝置的最小排放速率，必需滿意泄壓裝置標(biāo)準(zhǔn)，即不能低于容器平安排放的需要。

三、平安放散系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算

平安放散系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，主要包括系統(tǒng)管路的計(jì)算和各種閥門(mén)的選型。這里我們僅以儲(chǔ)氣瓶組的放空系統(tǒng)為例，簡(jiǎn)要介紹一下平安放散系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。

儲(chǔ)氣瓶組放空系統(tǒng)示意圖<imgalt=““src=“/UploadFiles/2015001/20154/Tech/201542715540.jpg”/

⒈設(shè)計(jì)原則

⑴儲(chǔ)氣瓶組檢修時(shí)需放空瓶組和管系中的自然?氣。

⑵當(dāng)消失緊急狀況時(shí)必需保證在半小時(shí)內(nèi)排空儲(chǔ)氣瓶組中的全部自然?氣。

⒉依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)：

⑴四川標(biāo)準(zhǔn)DB51/5013-1996《車(chē)用壓縮自然?氣充裝站建設(shè)技術(shù)規(guī)范》

⑵行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY0092-1998《汽車(chē)用壓縮自然?氣加氣站設(shè)計(jì)規(guī)范》

⑶建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)CJJ84-2000《汽車(chē)用燃?xì)饧託庹炯夹g(shù)規(guī)范》

⒊主要參數(shù)

⑴儲(chǔ)氣瓶組的儲(chǔ)氣量：

3000Nm3（12.5Nm3/支）

⑵儲(chǔ)氣瓶組的氣瓶數(shù)量：

240支

氣瓶配比：高壓：中壓：低壓

40：80：120

⑶儲(chǔ)氣瓶組管匯尺寸（假定）：

主管道：Φ12×1.5

（內(nèi)徑Φ9）

支管道：Φ6×1

（內(nèi)徑Φ4）

⑷儲(chǔ)氣瓶組中氣體的最大壓力：25Mpa

⑸壓縮機(jī)的排量：650Nm3/h

(11Nm3/min)

⒋管系的設(shè)計(jì)計(jì)算

⑴流量驗(yàn)算

依據(jù)有關(guān)資料和閱歷，流速取平均值：V=15m/s

平均壓力：P=12.5Mpa

①支管道允許流量：

(πd2/4)×V=π42/4mm2×15000mm/s=188496mm3/s=0.68m3/h

換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)為：0.68×125=85（Nm3/h）

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