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【摘 要】 当今科学技术的突飞猛进，世界能源消费结构不断地朝向低碳化发展。天然气作为低碳化的清洁能源，引起了世界各国的高度重视和发展。本文介绍了CNG加气子站、CNG常规加气站、LNG加气站及L-CNG加气站的工艺流程。
【关键词】 CNG加气子站；CNG常规加气站；LNG加气站；L-CNG加气站；工艺流程
天然气工业的迅速发展和城市环境保护的加强，汽车尾气对城市环境的污染越来越严重。为了减少污染，利用天然气代替汽油和柴油作为汽车燃料，可降低尾气污染物的排放，作为新兴的绿色替代能源之一，天然气作为车辆燃料已成为普遍的共识并得到了迅速发展。随着技术的不断完善，目前的天然气加气站有CNG，LNG，L-CNG3种形式。
一、CNG加气子站工艺流程
（1）工艺流程简图（见下图）
（2）工艺流程概述
压缩天然气由管束拖车从上一级母站运至子站内，经过与卸气柱连接进入子站压缩机进气系统，在压缩机进气口前CNG分为两路，一路通过旁通管线直接连接到三线加气机的低压管路系统，如果有加气需求，子站拖车将作为低压储气瓶组，首先给三线加气机的低压管充气；另一路连接到压缩机进口管路上，将气体压缩到25MPa，经智能化的顺序控制盘首先向高压储气瓶组充气，然后向中压储气瓶组充气，直到全部达到25MPa时停机。当有车辆前来加气时，开启加气枪，加气机内电磁阀进行切换，自动选择管束拖车、中压储气瓶组或高压储气瓶组作为气源，为车辆气瓶加气。同时加气机内的质量流量计经变送器输出到电脑控制器计数，计算出相应体积、金额。当汽车内气瓶的气压达到20MPa时（或按下停止键时），加气机自动停止加气，然后关闭加气枪，再关闭汽车储气瓶的连接阀，打开放空阀放出加气枪到枪嘴之间的高压气体，取出加气枪，加气过程完成。
CNG加气子站流程的特点是采用专用的CNG管束拖车将天然气运至站内，为天然气车辆充装，工艺设备较少，布置方便。不足之处是管束车辆内的气体使用到一定阶段，需更换车体。
二、CNG常规加气站工艺流程
1.工艺流程简图
2.工艺流程概述
CNG常规加气站依托于城市管网供应的管道天然气，经过滤、计量，调压后进入脱水装置，再经缓冲干燥后，进入压缩机，经四级压缩，压缩到25MPa。
此时CNG进入顺序控制盘，智能化的优先顺序控制盘首先向高压储气瓶组（井）充气，然后向中压储气瓶组（井）充气，直到全部达到25MPa时停机。以上工艺流程由压缩机生产厂自带的PLC控制柜对整个系统进行信号采集、运行、管路开闭、故障诊断、故障显示、优先顺序控制、顺序启动、停机等全过程管理，为无人值守全自动方式工作。
CNG常规加气站的优点是气源供应由输气管道提供，气源供应不需中断，与CNG加气子站流程相比，工艺设备较多，工艺过程较复杂。
三、LNG加气站工艺流程
1.工艺流程简图
2.工艺就成概述
LNG即液化天然气，是天然气在常压低温时的液化产物。LNG气化站建设周期短，能迅速满足用气市场需求，这些优势决定了LNG氣化站在我国东南沿海众多能源紧缺、经济发达的中小城市已经广泛分布，成为永久供气设施或者管输天然气到达前的良好过渡供气设施。LNG加气站工艺流程分为卸车流程、调压流程、加气流程以及卸压流程四部分。
（1）卸车流程：将集装箱或汽车槽车内的LNG转移至LNG加气站储罐内，有三种方式：增压器卸车、浸没式低温泵卸车、增压器和低温泵联合卸车。
a.增压器卸车：
通过增压器将气化后的气态天然气送入LNG槽车，增大槽车的气相压力，将槽车内的LNG压入LNG储罐。此过程给槽车增压，所以卸完车后需要给槽车减压0.2～0.3MPa，需排出大量的气体。
b.浸没式低温泵卸车：
将LNG槽车和LNG储罐的气相空间连通，平衡槽车与储罐之间的压力。通过低温泵提供动力将槽车内的LNG卸入储罐内储存，卸车约消耗18KWh电。
c.增压器和低温泵联合卸车：
先将LNG槽车和LNG储罐的气相空间连通，然后断开，在卸车的过程中通过增压器适当增大槽车的气相压力，用泵将槽车内的LNG卸入储罐，卸完车后需要给槽车降压。约消耗15KWh电。
第一种卸车方式的优点是节约电能，工艺流程简单，缺点是产生较多的放空气体，卸车时间较长；第二种卸车方式的优点是不用产生放空气体，缺点是耗电能，工艺流程相对复杂；第三种卸车方式，优点是卸车时间较短，耗电量小于第二种，缺点是工艺流程较复杂。
（2）调压流程：LNG的汽车发动机需要车载气瓶内饱和液体压力较高，一般在0.52～0.83MPa，而运输和储存时LNG饱和液体压力越低越好。因此，在给汽车加气之前，需对储罐中的LNG升压以得到一定压力的饱和液体，同时在升压的过程中饱和温度相应升高。升压有三种方式：增压器升压/泵低速循环升压/增压器与泵低速循环联合升压。这三种方式各有优缺点，应根据工程的实际需要进行选用。
（3）加气流程：储罐中的饱和液体LNG流经低温泵进行加压，通过LNG加气机计量后由加气枪给车载LNG瓶加液。加气可根据车载LNG瓶情况实现单管和双管加气，加气状态下，泵的扬程为0.4-0.5MPa。
（4）卸压流程：系统漏热以及外界带进的热量致使LNG气化，产生的气体会使系统压力升高。当系统压力大于设定值时，系统中的安全阀打开，释放系统中的气体，降低压力，保证系统安全。
通过对目前国内外采用先进的LNG加气站工艺的调查了解，正常工作状态下，系统的放空与操作和流程设计有很大关系。操作和设计过程中应尽量减少使用增压器。如果需要给储罐增压时，根据储罐液体压力情况进行增压。
四、L-CNG加气站工艺流程
储罐内的LNG通过柱塞式低温泵，将LNG压力升高到25MPa，之后进入空温式高压气化器迅速气化成高压天然气。当室外温度较低时，经过空温式气化器气化后得到的NG温度较低，需再经过温水循环式增热器将温度提高后，通过CNG加气顺序控制盘自动分配进入高、中、低压CNG储气瓶组存储。当有车辆加气时，开启CNG加气机，CNG加气机上的自动控制系统自动选择相应的储气瓶组里的天然气为CNG汽车进行加气。
LNG加气和L-CNG加气都是立足于采用低温储罐储存的LNG作为气源，因LNG具有1：600的存储比例，因此站内存储气量较大，具有较长时间的供气能力。与CNG相比，加注一次可供车辆行驶的里程更远，减少了车辆日常加气次数，但其设备要求制造精度较高，工艺较复杂，设备较多。
五、天然气加气站的工艺选择
针对几种天然气加气工艺形式，在建设天然气加气站时，可视地区的不同情况，分别选择不同的工艺形式。远离天然气管道气源的城市，可建设CNG加气子站，在有LNG卫星站的城市或在有LNG资源的城市和地区，可建设LNG加气站、L-CNG汽车加气站，在具有城市燃气管网并且气源充足的依托下可建设CNG常规加气站。
六、结束语
天然气在日常生活中的使用，具有显著的环保、成本合适的优点，在其它工业上的应用也日趋呈现。在积极贯彻科学发展观、实现循环经济的大背景下，中国必将能够不断创新。
参考文献：
[1]吴红华.CNG加气子站的工艺设计[J].煤气与热力，2009，29（3）：B17-B19.
[2]王霞，沈路宁.LNG汽车加气站工艺流程[J].煤气与热力，2011，31（4）：B08-B10.
【关键词】 CNG加气子站；CNG常规加气站；LNG加气站；L-CNG加气站；工艺流程
天然气工业的迅速发展和城市环境保护的加强，汽车尾气对城市环境的污染越来越严重。为了减少污染，利用天然气代替汽油和柴油作为汽车燃料，可降低尾气污染物的排放，作为新兴的绿色替代能源之一，天然气作为车辆燃料已成为普遍的共识并得到了迅速发展。随着技术的不断完善，目前的天然气加气站有CNG，LNG，L-CNG3种形式。
一、CNG加气子站工艺流程
（1）工艺流程简图（见下图）
（2）工艺流程概述
压缩天然气由管束拖车从上一级母站运至子站内，经过与卸气柱连接进入子站压缩机进气系统，在压缩机进气口前CNG分为两路，一路通过旁通管线直接连接到三线加气机的低压管路系统，如果有加气需求，子站拖车将作为低压储气瓶组，首先给三线加气机的低压管充气；另一路连接到压缩机进口管路上，将气体压缩到25MPa，经智能化的顺序控制盘首先向高压储气瓶组充气，然后向中压储气瓶组充气，直到全部达到25MPa时停机。当有车辆前来加气时，开启加气枪，加气机内电磁阀进行切换，自动选择管束拖车、中压储气瓶组或高压储气瓶组作为气源，为车辆气瓶加气。同时加气机内的质量流量计经变送器输出到电脑控制器计数，计算出相应体积、金额。当汽车内气瓶的气压达到20MPa时（或按下停止键时），加气机自动停止加气，然后关闭加气枪，再关闭汽车储气瓶的连接阀，打开放空阀放出加气枪到枪嘴之间的高压气体，取出加气枪，加气过程完成。
CNG加气子站流程的特点是采用专用的CNG管束拖车将天然气运至站内，为天然气车辆充装，工艺设备较少，布置方便。不足之处是管束车辆内的气体使用到一定阶段，需更换车体。
二、CNG常规加气站工艺流程
1.工艺流程简图
2.工艺流程概述
CNG常规加气站依托于城市管网供应的管道天然气，经过滤、计量，调压后进入脱水装置，再经缓冲干燥后，进入压缩机，经四级压缩，压缩到25MPa。
此时CNG进入顺序控制盘，智能化的优先顺序控制盘首先向高压储气瓶组（井）充气，然后向中压储气瓶组（井）充气，直到全部达到25MPa时停机。以上工艺流程由压缩机生产厂自带的PLC控制柜对整个系统进行信号采集、运行、管路开闭、故障诊断、故障显示、优先顺序控制、顺序启动、停机等全过程管理，为无人值守全自动方式工作。
CNG常规加气站的优点是气源供应由输气管道提供，气源供应不需中断，与CNG加气子站流程相比，工艺设备较多，工艺过程较复杂。
三、LNG加气站工艺流程
1.工艺流程简图
2.工艺就成概述
LNG即液化天然气，是天然气在常压低温时的液化产物。LNG气化站建设周期短，能迅速满足用气市场需求，这些优势决定了LNG氣化站在我国东南沿海众多能源紧缺、经济发达的中小城市已经广泛分布，成为永久供气设施或者管输天然气到达前的良好过渡供气设施。LNG加气站工艺流程分为卸车流程、调压流程、加气流程以及卸压流程四部分。
（1）卸车流程：将集装箱或汽车槽车内的LNG转移至LNG加气站储罐内，有三种方式：增压器卸车、浸没式低温泵卸车、增压器和低温泵联合卸车。
a.增压器卸车：
通过增压器将气化后的气态天然气送入LNG槽车，增大槽车的气相压力，将槽车内的LNG压入LNG储罐。此过程给槽车增压，所以卸完车后需要给槽车减压0.2～0.3MPa，需排出大量的气体。
b.浸没式低温泵卸车：
将LNG槽车和LNG储罐的气相空间连通，平衡槽车与储罐之间的压力。通过低温泵提供动力将槽车内的LNG卸入储罐内储存，卸车约消耗18KWh电。
c.增压器和低温泵联合卸车：
先将LNG槽车和LNG储罐的气相空间连通，然后断开，在卸车的过程中通过增压器适当增大槽车的气相压力，用泵将槽车内的LNG卸入储罐，卸完车后需要给槽车降压。约消耗15KWh电。
第一种卸车方式的优点是节约电能，工艺流程简单，缺点是产生较多的放空气体，卸车时间较长；第二种卸车方式的优点是不用产生放空气体，缺点是耗电能，工艺流程相对复杂；第三种卸车方式，优点是卸车时间较短，耗电量小于第二种，缺点是工艺流程较复杂。
（2）调压流程：LNG的汽车发动机需要车载气瓶内饱和液体压力较高，一般在0.52～0.83MPa，而运输和储存时LNG饱和液体压力越低越好。因此，在给汽车加气之前，需对储罐中的LNG升压以得到一定压力的饱和液体，同时在升压的过程中饱和温度相应升高。升压有三种方式：增压器升压/泵低速循环升压/增压器与泵低速循环联合升压。这三种方式各有优缺点，应根据工程的实际需要进行选用。
（3）加气流程：储罐中的饱和液体LNG流经低温泵进行加压，通过LNG加气机计量后由加气枪给车载LNG瓶加液。加气可根据车载LNG瓶情况实现单管和双管加气，加气状态下，泵的扬程为0.4-0.5MPa。
（4）卸压流程：系统漏热以及外界带进的热量致使LNG气化，产生的气体会使系统压力升高。当系统压力大于设定值时，系统中的安全阀打开，释放系统中的气体，降低压力，保证系统安全。
通过对目前国内外采用先进的LNG加气站工艺的调查了解，正常工作状态下，系统的放空与操作和流程设计有很大关系。操作和设计过程中应尽量减少使用增压器。如果需要给储罐增压时，根据储罐液体压力情况进行增压。
四、L-CNG加气站工艺流程
储罐内的LNG通过柱塞式低温泵，将LNG压力升高到25MPa，之后进入空温式高压气化器迅速气化成高压天然气。当室外温度较低时，经过空温式气化器气化后得到的NG温度较低，需再经过温水循环式增热器将温度提高后，通过CNG加气顺序控制盘自动分配进入高、中、低压CNG储气瓶组存储。当有车辆加气时，开启CNG加气机，CNG加气机上的自动控制系统自动选择相应的储气瓶组里的天然气为CNG汽车进行加气。
LNG加气和L-CNG加气都是立足于采用低温储罐储存的LNG作为气源，因LNG具有1：600的存储比例，因此站内存储气量较大，具有较长时间的供气能力。与CNG相比，加注一次可供车辆行驶的里程更远，减少了车辆日常加气次数，但其设备要求制造精度较高，工艺较复杂，设备较多。
五、天然气加气站的工艺选择
针对几种天然气加气工艺形式，在建设天然气加气站时，可视地区的不同情况，分别选择不同的工艺形式。远离天然气管道气源的城市，可建设CNG加气子站，在有LNG卫星站的城市或在有LNG资源的城市和地区，可建设LNG加气站、L-CNG汽车加气站，在具有城市燃气管网并且气源充足的依托下可建设CNG常规加气站。
六、结束语
天然气在日常生活中的使用，具有显著的环保、成本合适的优点，在其它工业上的应用也日趋呈现。在积极贯彻科学发展观、实现循环经济的大背景下，中国必将能够不断创新。
参考文献：
[1]吴红华.CNG加气子站的工艺设计[J].煤气与热力，2009，29（3）：B17-B19.
[2]王霞，沈路宁.LNG汽车加气站工艺流程[J].煤气与热力，2011，31（4）：B08-B10.