摘要：探討了5種CNG卸氣柱的結(jié)構(gòu)和工藝流程。

關(guān)鍵詞： CNG減壓橇；  卸氣柱；拉斷閥

Discussion on Structure of CNG Unloading Column

Abstract: The structures and process flows of five kinds of CNG unloading columns are discussed．

Key words: CNG decompression skid；gas unloading column；break-away coupling

1 概述

當(dāng)今天然氣行業(yè)正處于快速發(fā)展過(guò)程中，尤其是隨著西氣東輸、川氣東送、海氣登陸等供氣格局的形成，沿線CNG加氣母站數(shù)量猛增，帶動(dòng)了CNG加氣母站周邊(一般離CNG加氣母站不超過(guò)200 km)管輸天然氣未到達(dá)城鎮(zhèn)的天然氣發(fā)展。這給CNG的發(fā)展帶來(lái)了很大的契機(jī)^[1]。

CNG減壓橇的必備附件之一就是卸氣柱。卸氣柱是從與CNG氣瓶車相連的高壓膠管(包含高壓膠管管子和快裝接頭)開始，到減壓橇CNG進(jìn)氣口之前的閥組和管道部分。由于各個(gè)CNG減壓橇的設(shè)備生產(chǎn)廠家對(duì)卸氣柱的工藝流程設(shè)計(jì)不同，雖然主要功能一樣，但是從實(shí)用和安全兩個(gè)角度來(lái)說(shuō)，區(qū)別很大。

2 卸氣柱結(jié)構(gòu)和工藝

2.1 簡(jiǎn)易卸氣柱

簡(jiǎn)易卸氣柱由連接CNG氣瓶車的快裝接頭、高壓膠管、主閥、放散閥、連接管道組成。簡(jiǎn)易卸氣柱結(jié)構(gòu)見圖l。

簡(jiǎn)易卸氣柱不工作時(shí)主閥和放散閥都處于關(guān)閉狀態(tài)，每一個(gè)卸氣柱在主閥之后通過(guò)匯管跟CNG減壓橇連接在一起進(jìn)行供氣。當(dāng)?shù)谝惠vCNG氣瓶車通過(guò)快裝接頭跟卸氣柱連接后，打開主閥就可以實(shí)現(xiàn)CNG氣瓶車往CNG減壓橇內(nèi)供氣的功能。由于單輛CNG氣瓶車儲(chǔ)氣量有限，CNG氣瓶車內(nèi)還剩少量余氣時(shí)就要更換下一輛氣瓶車來(lái)保持供氣。具體操作步驟如下：①當(dāng)?shù)谝惠vCNG氣瓶車內(nèi)CNG余氣較少時(shí)，把第二輛CNG氣瓶車跟另一個(gè)卸氣柱連接起來(lái)，做好卸氣的準(zhǔn)備工作。②先關(guān)閉與第一輛CNG氣瓶車連接的卸氣柱的主閥和CNG氣瓶車的出口閥，再打開與第二輛CNG氣瓶車相連的卸氣柱的主閥和CNG氣瓶車的出口閥，使氣瓶車對(duì)CNG減壓橇進(jìn)行供氣。③打開與第一輛CNG氣瓶車相連的卸氣柱的放散閥(此時(shí)放散快裝接頭與卸氣柱主閥之間的CNG氣體)，當(dāng)放散完畢之后，把此卸氣柱的快裝接頭從CNG氣瓶車上取下，第一輛CNG氣瓶車開去母站充氣。

簡(jiǎn)易卸氣柱的工藝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全性和維護(hù)性都不完善，下面介紹在此工藝流程的基礎(chǔ)上改進(jìn)的卸氣柱。

2.2 帶拉斷閥的卸氣柱

近年來(lái)，許多城市的CNG儲(chǔ)配站曾發(fā)生過(guò)由于操作工人或駕駛?cè)藛T誤操作，導(dǎo)致卸氣柱高壓膠管被拉斷而引發(fā)重大安全事故的情況。可以在膠管接頭后面增加一個(gè)拉斷閥來(lái)防止此類事故的發(fā)生^[2]。帶拉斷閥的卸氣柱見圖2。

拉斷閥就是在一定外力下可被拉成兩節(jié)，拉斷后具有自密封功能的閥門。當(dāng)拉斷閥承受的拉力大于額定值時(shí)，該閥會(huì)自動(dòng)斷開，并且斷開處兩端自動(dòng)密封，防止高壓膠管被拉斷引起泄漏，從而防止意外發(fā)生。拉斷閥的拉斷力大小要適中，如果太小，有可能正常操作時(shí)就被拉斷；如果太大，又起不到保護(hù)作用，因此一般拉斷閥的拉斷力為400～700 N。

2.3 帶雙閥的卸氣柱

考慮到卸氣柱是高壓管道系統(tǒng)，其主閥在使用過(guò)程中發(fā)生內(nèi)漏時(shí)，就要及時(shí)更換。由于一般都是2套或3套卸氣柱通過(guò)高壓管道匯合在一起后連接到CNG減壓橇的進(jìn)口，如果某一卸氣柱的主閥需要更換時(shí)，就要停止所有卸氣柱工作并放空高壓管道中的CNG。如果不允許CNG減壓橇停氣，就無(wú)法更換閥門。要解決這一問(wèn)題，可以在卸氣柱主閥后面增加一個(gè)常開閥(此時(shí)主閥成雙閥結(jié)構(gòu))。帶雙閥的卸氣柱見圖3。

平時(shí)運(yùn)行時(shí)主閥后面的閥門處于常開狀態(tài)，只有在主閥內(nèi)漏或其他損壞需進(jìn)行更換時(shí)，關(guān)閉常開閥，使得本套卸氣柱跟整個(gè)卸氣系統(tǒng)分開，對(duì)主閥進(jìn)行更換維修。

2.4 帶單向閥的卸氣柱

在卸氣柱卸氣過(guò)程中，由于工作人員的疏忽，在更換第二輛CNG氣瓶車時(shí)，誤操作將第一輛和第二輛CNG氣瓶車所連接的卸氣柱主閥同時(shí)打開。這時(shí)就會(huì)造成第二輛車內(nèi)的CNG反充入第一輛車(尤其是CNG減壓橇流量不大的時(shí)候)，使得第一輛車內(nèi)的余氣量增加，影響正常運(yùn)營(yíng)。為了防止工作人員誤操作所帶來(lái)的問(wèn)題，可以在卸氣柱主閥的前面增加一個(gè)單向閥。帶單向閥的卸氣柱見圖4。

雙閥結(jié)構(gòu)(主閥后面增加一個(gè)常開閥)和帶單向閥的工藝流程可以同時(shí)存在于一套卸氣柱上面，帶單向閥和雙閥的卸氣柱見圖5。

2.5 帶質(zhì)量流量計(jì)的卸氣柱

有些用戶考慮到CNG氣瓶車卸氣的結(jié)算問(wèn)題。要求在卸氣柱上增加質(zhì)量流量計(jì)，使得卸氣柱上的計(jì)量方式跟CNG母站上的計(jì)量方式一致(都采用質(zhì)量流量計(jì))。但一般CNG的結(jié)算方式不采用卸氣柱上的質(zhì)量流量計(jì)作為貿(mào)易計(jì)量，而是采用CNG減壓橇的中壓段的流量計(jì)或者卸氣前后CNG氣瓶車上壓降對(duì)應(yīng)的標(biāo)況體積。

對(duì)于在卸氣柱上增加質(zhì)量流量計(jì)的工藝。是從CNG加氣機(jī)的工藝流程借鑒過(guò)來(lái)的，還應(yīng)該在流量計(jì)之前增加壓力表，為卸氣柱增加一個(gè)箱體，另外，拉斷閥、單向閥(此處的單向閥還有防止管道氣逆流時(shí)，保護(hù)質(zhì)量流量計(jì)的作用)必須加裝。帶質(zhì)量流量計(jì)的卸氣柱見圖6。

2.6 實(shí)際應(yīng)用情況

實(shí)際應(yīng)用中大部分采用圖1和圖2的形式，其中圖2的形式所占的比例也小。其他方式較少采用，這不僅是因?yàn)槌杀締?wèn)題，還有以下原因：①高壓段增加一個(gè)配件就增加了2道焊口，理論上來(lái)說(shuō)增加了2個(gè)潛在泄漏點(diǎn)(由于高壓管道的焊縫都是100％探傷，只能說(shuō)是潛在的隱患)；②工作人員常規(guī)卸氣操作出現(xiàn)錯(cuò)誤概率很低，單向閥的作用也很少能體現(xiàn)出來(lái)；③很少有用戶不允許臨時(shí)停止CNG減壓橇供氣，實(shí)際上能給設(shè)備維修提供時(shí)間。隨著用戶安全及方便維修意識(shí)的提高，越來(lái)越多的用戶希望卸氣柱的工藝盡量完善，減少由于工作人員誤操作帶來(lái)的隱患(即減少人為因素)。

3 結(jié)論

①用CNG減壓橇來(lái)臨時(shí)供氣，或是不連續(xù)供氣(由于維修等原因可以臨時(shí)停止供氣的情況)時(shí)，帶單向閥的卸氣柱工藝是較為合理的，不僅簡(jiǎn)單，也達(dá)到了較高的安全性。

②對(duì)于要求嚴(yán)格的用戶來(lái)說(shuō)，帶單向閥和雙閥的卸氣柱工藝是較為完善的，不僅安全可靠，也方便維修，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1] 薛凱喜．我國(guó)天然氣行業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)[J]．煤氣與熱力，2011，31(12)：B32-B37．

[2] 王傳惠．CNG儲(chǔ)配站卸氣軟管加裝拉斷閥的研究[J]．煤氣與熱力，2012，32(7)：Bl5-Bl6．

本文作者：孫清泰

作者單位：天津華邁燃?xì)庋b備股份有限公司