徐州华塑化工工程设计研究院有限公司
摘要：以徐州市某CNG常规加气站为研究对象，阐述工艺流程设计要点，针对施工过程工艺管线出现的振动问题，详细分析压缩机进出口管线的布置要点。
关键词：CNG加气站；压缩机；防振管卡
以徐州市某CNG常规加气站为研究对象，阐述工艺流程设计要点，针对施工过程工艺管线出现的振动问题，详细分析压缩机进出口管线的布置要点。
1CNG加气站工艺
1.1工艺流程及设备简述
该CNG标准加气站设置1组12m³的CNG储气瓶组、4台CNG双枪加气机。天然气是由港华燃气城镇供气管网供给，通过站内调压计量橇，经分子筛脱水橇脱除天然气内的水份后进入压缩机将天然气压缩，通过顺序控制盘和高压储气瓶组向CNG加气机供气，从而向用气汽车充装CNG。整个流程中压缩机是核心[1]。流程图见下图1。
图1CNG标准加气站工艺流程图
CNG加气站主要包括4个系统：脱水系统、压缩系统、储气系统，加气系统。脱水系统选用2500Nm³/h的调压计量柜一台，2500Nm³/h的分子筛脱水橇一台；压缩系统是撬装式压缩机，选用DFD-4（2-4）-250型CNG压缩机两台；储气系统选用一组（6个气瓶）总容积12m³的CNG储气瓶组；加气系统选用4台HQHP-JQJ-Ⅰ/ⅡCNG加气机。
1.2管道管件设计及施工要点
设计压力小于1.6MPa的低压工艺管道采用无缝钢管，材质为20#；管件选用钢制对焊无缝管件；紧固件选用六角头螺栓（材质8.8），配套选用Ⅰ型六角螺母。
设计压力为27.5MPa的高压工艺管道采用高压不锈钢无缝钢管，材质为06Cr19Ni10；高压管件须采用专用锻制的加强管件（耐压≥41.25MPa）；紧固件选专用级全螺纹螺柱（材质35CrMo），配套选用Ⅱ型六角螺母。
2压缩系统分析及设计
2.1压缩系统分析
CNG加气站的撬装式压缩机主要包含润滑系统、冷却系统和压缩机主机等[2]，其中压缩机是整个压缩系统中最重要的设备。CNG加气站运行中，压缩机的安全性要求较高。在整个压缩过程中，压缩机的进气压力（约0.4MPa）和出气压力（约20MPa）范围均较宽。一般情况下，考虑运行经济性，排气压力控制在25Mpa以下。并且在撬装外部配有兼具隔音、降噪、防火等功能为一体的防护罩口。
2.2压缩机进出管线设计
该项目在开车试运行时出现连接压缩机的管道振动太大的现象，最后发现在实际施工过程中出现管道走向不按设计图纸施工，支架位置随意挪动以及支架未选用防震措施。最后通过改变管道走向和设置防振支架，调节支架间距使得振动降低。
2.2.1管道支架合理布置减弱振动
由于压缩机是高压、动力设备，所以在设计中一定要注意应力分析。（1）压缩机进出管线的基础最好和建、构筑物基础脱开；最好不在楼板和平台上生根；而且在设计独立的管墩时，第一个支架应靠近压缩机。实际施工中该项目的第一个支架距离压缩机有一定的距离，最后在出口管线高压球阀附近又增设了一个管墩。（2进出管线的支架（或管墩）的高度应尽可能低些，以便于管道的支承；实际设计中进出管线都是沿地铺设。管道敷设在管墩上，支架容易设置，有利于防振；而且阀门和仪表的安装高度不高，易于进行操作和检查。（3）进出管道抑振管架宜设在管道集中荷载处、管道拐弯、分支以及标高有变化处。该项目最后经过应力分析重新调整支架位置，并选用抑振管道支架。支架采用防振管卡（见下图1），生根在单独的基础上，而且支架沿地铺设[3]。从防振角度来说，实际上采用固定支架是最有效的办法。但是固定支架不利于热胀的补偿，所以为了防止机组的转动不平衡力引起管系振动，应给管系轴向的自由度，采用带防振管卡的支架正好满足需要。
图1防振管卡
2.2.2管道走向合理布置减少激振
压缩机进出口管线尽量避免使用长直管道[4]，调整管线长度，使管线的固有频率远离压缩机的固有频率。实际施工中管线不可避免的存在拐弯、变径、分支等设计，从而导致了管线激振力的产生。所以，管线在设置时尽量避免拐弯，弯头选用长半径弯头，而且在弯头处进行固定，尽量避免空间转弯。
3结束语
CNG加气站工艺设计中由于进出口设计压力范围较宽，故在设计选材和施工焊接上一定要慎重。压缩机进出管线的设计涉及设备选型，应力计算，管道选材以及施工等方面的诸多问题，故在配管设计应综合考虑各种因素，保证管线满足管线柔性需要。CNG加气站的推广和使用已经成为新时期不可逆转的一种趋势，它的安全及可靠性更是人们所注的重点，只有对CNG加气站工艺流程进行不断的优化设计，并加强各方面的管理，才能使天然气的绿色环保、节能降耗功能得到良好的体现。
参考文献：
［1］于海欢.CNG加气站工艺流程优化设计探讨［J].科学管理，2016.9：202．
［2］靳国龙.CNG加气站工艺系统与设备优化研究［J].化工管理，2017.12：167
［3］质检总局.全国压力管道设计审批人员培训教材［M].中国石化出版社（第二版），2011：366-367．
［4］刘秀林.往复式压缩机工艺管道的布置及防振措施［J].石油工程建设，2009.35（2）：19-22202