论与加油站合建的压缩天然气加气站的设计要求

摘要 压缩天然气作为一种重要的清洁能源，其污染小、价格便宜，是一种绿色能源。压缩天然气汽车正处于快速发展中，加油、压缩天然气加气合建站将成为今后的发展趋势。本文讨论了CNG加气站的结构、类型以及安全设计要求，着重讨论了与加油站合建的情况下CNG加气站的设计要求，包括设计内容、设计方案以及主要设施。

关键词：CNG加气站；汽车加油站；油气合建站

【分类号】：TG33

引言

进入二十一世纪后，随着环境问题日益凸显，以及汽车作为代步工具日益普及，洁净能源的广泛应用已形成不可逆的趋势。天然气属于清洁能源之一，以天然气为燃料的汽车正处于快速发展中。这种“绿色汽车”与以汽油为燃料的汽车相比，在行驶相同历程的前提下，可降低30%至50%的环境污染；从经济方面考量，天然气燃料也低于汽油燃料。由此可见，以天然气为燃料的汽车大有市场，为给未来大量的“绿色汽车”提供加气服务，建设相当数量的压缩天然气加气站是市场所需。然而，为节约土地与资金，提高服务效率，建设与加油站压缩天然气加气站的合建站成为必然。

《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB50156-2002）一文中，规定了与加油站合建的压缩天然气加气站的相关规范要求。本文的主题是在该规定的框架内，讨论油气合建站的设计要求，即侧重于讨论压缩天然气加气站的设计。首先探讨了CNG加气站的结构与类型，其次讨论了它的安全设计要求，本文的最后着重讨论了与加油站合建的情况下CNG加气站的设计要求。

一、CNG加气站的结构与类型

CNG加气站（压缩天然气加气站）系统目前已发展成为一个成熟的系统，天然气的净化、压缩等过程的控制过程均已完善，其工作流程大致经过气体的净化、压缩、存储。

撬装式结构与开放式结构为CNG加气站系统的两种基本结构。撬装式结构CNG加气站的所有系统设备（净化、压缩等）都安装在撬装底座上，由此可见，撬装式结构是一种闭环的集成的系统，在抵抗外来干扰方面，它具有鲁棒性的优点。而开放式结构的CNG加气站是将流程中的各种系统设备开放置于空间内，呈现开环形态，鲁棒性能较撬装式结构低。两种结构的CNG加气站就安全性能上来说，撬装式结构具有较高的安全性能。

在CNG加气站系统完成基本功能的基础上，按照其应用功能进行分类，其种类包括天然气加气站、油气混合加气站，以及子、母加气站。顾名思义，天然气加气站与油气混合加气站所提供的服务分别为提供天然气、提供汽油和天然气。这里着重分析子加气站与母加气站，母站为子站提供加注用的天然气，从输气管道中接入天然气，为气体净化与增压，子站直接从母站中获得压缩后的天然气，两者都可为汽车加注天然气。这种子母站的类型的加油站设计绿色环保，既节约了土地和资金，又方便天然气加注服务的集中管理，同时又提高了加气站的安全性能。

二、CNG加气站安全设计要求

CNG加气站的安全性是建站设计时首要考虑的问题，安全管理与安全监控的重要性不言而喻。为了提高CNG加气站的安全性能，必须加强橇装结构、防爆设计、放散装置、紧急自动关闭阀、手动紧急制动阀、强风制冷装置、橇内安装气体泄漏报警装置、安全阀、计算机远程监控这些安全监控设备和防护措施的安全设计。

对于撬装结构来说，由于其系统设备都集成封装在封闭金属箱内，这样的设计满足防潮、隔离爆炸、减噪的安全要求。在撬装结构内部安装有气体泄漏报警装置，设置一个安全数值，一旦天然气浓度超过这个数值，即刻启动报警装置，进而停止CNG加气站工作。在撬内除了报警装置之外，尚有防爆设计，系统内的一切装置的元器件皆为防爆元器件，一旦报警器失灵，防爆元器件在一定程度上也能降低爆炸带来的损失。强风制冷系统位于撬装结构内，其作用在于产生强风，即是换气。CNG加气站的压缩机停止运转后，使用放散装置快速排出压缩机内的天然气。

紧急自动切断阀安装于压缩机的入口前，一般安装两组单向阀，用于在装备的异常检测，如发现装置内压力增大或降低等状况，为了避免天然气泄漏，紧急自动切断阀将会关闭。除了紧急自动切断阀外，为确保安全性，设计了手动紧急制动阀，在发生意外后以便于人工操作，快速关闭电源、切断气路，与紧急自动切断阀达到双重保险的作用。除此之外，CNG加气站装有大量安全阀，以此确保加气机、压缩机、高压管道、储气罐、缓冲罐的压力处于安全数值范围内，一旦超过数值范围，安全阀将会启动泄压。

计算机远程监控的设计为CNG加气站的高安全性能增加了一层保障，工作人员可在监控场所发现加气站现场的不妥之处。

三、 油气合建站的设计要求

1、主要设计内容

要设计油气合建站，需要进行总图消防及给排水设计、建筑结构设计、电气设计以及工艺设计等。总图消防及给排水设计需参考《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB50156-2002）中的条款。建筑结构设计是指合建站的整个建筑物，满足相应功能外，也应注意建筑物外观。在电气设计中，合建站的供电负荷等级为3级，此外，需额外设计合建站的独立供电电源。工艺设计中，应完成加油加气设备选型、安装设计、工艺流程等方面的内容。

2、设计方案

设计方案中包括合建站的选址、等级划分、主要设计确定这几项基础内容。

合建站的地址应当选择交通便利之地，主干道、国道旁、高速公路旁都是理想的建站地址。对于一级站，由于存储量大，易对周边事物造成有害影响，对群众的健康与安全造成危害，一旦泄露，不但污染环境，还将对群众生命财产安全造成威胁，因此，一级合建站在选址上不应选择在城区。

至于加油与CNG加气合建站的等级，应根据具体加气情况而定，在城区内储气设施的总容积应符合下列规定：管道供气的加气站固定储气瓶（井）应小于等于18立方米；加气子站的站内固定储气瓶（井）应小于等于8立方米，车载储气瓶的总容积应小于等于18立方米。对于一级合建站，油品储罐总体积应处于61～100立方米之间，单罐容积小于等于50立方米，对于二级合建站，油品储罐总容积应小于等于60立方米之间，单罐容积小于等于30立方米，两者的通道提供气体的加气站储气装备总容积皆小于等于12立方米，加气子站储气设施总容积皆小于18立方米。

2、主要设施

油气合建站的设施系统主要包括供油系统与加气系统。加油系统采用密闭卸油方式，由汽车油槽车运至储罐，再由潜油泵将油品送至加油机进行加油任务。CNG加气系统的储气设施包括：储气井、储气瓶、加气子站。

结束语

与传统的汽车燃料（柴油、汽油）相比，天然气作为一种洁净能源具有巨大的优势以及发展潜能，天然气燃烧后产生的污染物远远小于柴油、汽油燃烧后产生的污染物，是一种环保的绿色燃料。而将CNG加气站与油站综合建设规划，不仅节约了土地与资金成本，还提高了加气、加油服务效率。从经济方面考率，天然气燃料也低于汽油燃料，是一种便民的可推广能源。虽然在动力性能上稍低于柴油、汽油，但基本可满足部分车辆的运输要求。综上所述，与加油站合建的压缩天然气加气站的建设是大势所趋。

参考文献

[1]武新生. 压缩天然气加气站的安全技术管理[J]，煤气与热力，2008（5）.

[2]中国石油化工集团公司. GB50156-200，汽车加油加气站设计与施工规范[S]，中国计划出版社，2006.

[3]申粤，乔衍，徐正康. 压缩天然气供应工艺及规模探讨[J]，煤气与热力，2001.

[4]王刚，岳建兵. 天然气加气站安全设施设计中风险与危害浅析[J]，建设科技2009 （11）.