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      液壓平推CNG子站改造為標(biāo)準(zhǔn)CNG子站的建議

      2020-11-23 13:57:34
      石油庫(kù)與加油站 2020年2期
      關(guān)鍵詞:推子子站拖車

      〔中國(guó)石化重慶石油分公司 重慶 400010〕

      中國(guó)石化重慶石油分公司目前共有液壓平推式CNG子站8座,液壓平推式子站存在諸多問(wèn)題,且液壓平推式CNG管束拖車到了更新?lián)Q代的時(shí)間窗口。為保證加氣站設(shè)備運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性,提高加氣站的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,有必要將液壓平推式子站改造為標(biāo)準(zhǔn)CNG子站。

      1 液壓平推子站的工藝流程

      1.1 液壓平推子站系統(tǒng)的構(gòu)成

      液壓平推子站由CNG子站拖車、液壓增壓撬、液體介質(zhì)、卸氣系統(tǒng)、PLC控制柜、加氣機(jī)、儀表風(fēng)氣源設(shè)備及氣、油、儀表風(fēng)連接軟管等組成(見圖1)。

      圖1 液壓平推子站工藝流程示意圖

      1.2 液壓平推CNG子站的工作原理

      液壓式CNG拖車將CNG從母站運(yùn)送至子站作為氣源,子站通過(guò)柱塞泵將專用的特殊性質(zhì)的液壓油直接充入CNG管束拖車的儲(chǔ)氣鋼瓶中,將鋼瓶?jī)?nèi)的CNG推出,再通過(guò)加氣機(jī)把CNG充入汽車的儲(chǔ)氣瓶?jī)?nèi),實(shí)現(xiàn)給汽車加氣的目的。

      設(shè)備運(yùn)行時(shí),由PLC過(guò)程控制實(shí)現(xiàn)8個(gè)鋼瓶依次順序工作。氣動(dòng)執(zhí)行器根據(jù)PLC控制程序適時(shí)開啟和關(guān)閉各鋼瓶的進(jìn)出口閥門,轉(zhuǎn)換工作鋼瓶。

      當(dāng)前一輛拖車的天然氣卸完氣后,由人工調(diào)換快裝接頭到第二輛拖車,實(shí)現(xiàn)加氣站不間斷運(yùn)行。

      設(shè)備運(yùn)行時(shí),除更換拖車時(shí)由人工操作外,整套設(shè)備的所有動(dòng)作均由設(shè)備自帶的PLC進(jìn)行過(guò)程控制,無(wú)須人工干預(yù)。

      液壓CNG加氣子站工藝流程見圖2。

      圖2 液壓CNG加氣子站工藝流程圖

      2 標(biāo)準(zhǔn)子站的工作原理

      2.1 標(biāo)準(zhǔn)CNG子站系統(tǒng)的構(gòu)成

      標(biāo)準(zhǔn)CNG子站由普通CNG管束拖車、卸氣柱、子站壓縮機(jī)、順序控制盤、儲(chǔ)氣井(瓶組)和加氣機(jī)及工藝管路等組成。

      標(biāo)準(zhǔn)CNG子站工藝流程見圖3。

      圖3 標(biāo)準(zhǔn)CNG子站工藝流程示意圖

      2.2 標(biāo)準(zhǔn)CNG子站的工作原理

      CNG管束拖車將CNG從母站運(yùn)至子站作為氣源,通過(guò)卸氣柱將拖車內(nèi)的CNG卸至子站,分兩路:一路直接進(jìn)入加氣機(jī),加氣機(jī)低壓加入汽車;一路通過(guò)壓縮機(jī)增壓后,由順序控制盤按高、中、低壓給儲(chǔ)氣井(瓶組)分配供氣,再供給加氣機(jī)以中、高壓給汽車充裝。

      該裝置由PLC全過(guò)程控制,接通管束車后無(wú)需人員操作。目前,標(biāo)準(zhǔn)子站的壓縮機(jī)有機(jī)械式、液壓活塞式等可供選擇。

      3 標(biāo)準(zhǔn)子站與液壓平推子站的比較(見表1)

      表1 液壓平推子站與標(biāo)準(zhǔn)CNG子站的比較

      續(xù)表1

      4 改造的必要性

      (1)液推子站改造為標(biāo)準(zhǔn)子站是新購(gòu)大容量管束車減少CNG運(yùn)輸成本的需要。公司2021年將有10臺(tái)管束車到強(qiáng)制報(bào)廢期,其中有8臺(tái)為液推式管束車,根據(jù)目前市場(chǎng)價(jià),水容積18m3、充裝量(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))4540m3的液推式管束車售價(jià)約為80萬(wàn)元/臺(tái),而水容積33m3、充裝量達(dá)(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))8512m3的常規(guī)管束車售價(jià)約為50萬(wàn)元??紤]卸氣率,1臺(tái)33m3的常規(guī)管束車運(yùn)氣量相當(dāng)于1.8臺(tái)18m3的液推管束車,即同樣的運(yùn)輸條件下,常規(guī)管束車的天然氣運(yùn)費(fèi)將是液推管束車運(yùn)費(fèi)的一半。改用大容量的常規(guī)管束車將大大地減少天然氣的運(yùn)費(fèi)。目前天然氣的平均運(yùn)費(fèi)約為0.56元/m3,換大容量的常規(guī)管束車后,運(yùn)費(fèi)可能下降到0.3元/m3。為減少天然氣運(yùn)費(fèi),提高子站的盈利能力,需要將液推子站改造為標(biāo)準(zhǔn)子站。

      (2)液推子站改造為標(biāo)準(zhǔn)子站可增加子站市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,是提高銷量的需要。一是液推子站給客戶加氣壓力不足,加氣站競(jìng)爭(zhēng)能力差。由于液推子站采用管束車氣瓶作為加氣站增壓和儲(chǔ)氣設(shè)備,受氣瓶充裝壓力不得超過(guò)20MPa的限制,目前液推裝置調(diào)整的工作壓力范圍為19.5~22MPa,給客戶車輛充裝壓力只能達(dá)到17~19.5MPa,不能滿足給客戶充裝到20MPa的要求,造成很多出租車和大客車每天要多充裝一次,造成加氣站競(jìng)爭(zhēng)能力差,部分客戶(特別是大客車)選擇不在液推子站加氣。標(biāo)準(zhǔn)子站儲(chǔ)氣井壓力可以加到24MPa以上,可以保證每臺(tái)車的充裝壓力達(dá)到20MPa。二是充裝時(shí)“拉氣”現(xiàn)象嚴(yán)重。多車加氣時(shí),由于使用單線加氣機(jī),多個(gè)不同壓力的汽車同時(shí)接入時(shí)會(huì)造成已加氣至高壓的汽車加氣速度下降,甚至停止加氣。標(biāo)準(zhǔn)子站采用三線加氣機(jī),按低、中、高的順序取氣,有效地將多臺(tái)同時(shí)充裝的車輛分散開,最大限度地減輕了“拉氣”的情況。三是液推子站使用幾年后設(shè)備故障多,停業(yè)頻繁,影響客戶體驗(yàn)。液推子站設(shè)備沒有備用設(shè)計(jì),只要某一設(shè)備發(fā)生故障,即造成整個(gè)加氣站停業(yè),客戶排隊(duì)后不能加氣,怨氣較大,客戶體驗(yàn)差。標(biāo)準(zhǔn)子站設(shè)備故障率明顯較低。四是液推子站換車作業(yè)時(shí),為保證回油干凈,多采用手動(dòng)換車,多次回油操作,換車時(shí)間長(zhǎng),且對(duì)調(diào)度要求高,標(biāo)準(zhǔn)子站因有儲(chǔ)氣井緩沖,還能將中壓儲(chǔ)氣井的儲(chǔ)氣增壓后加入高壓儲(chǔ)氣井,保證換車過(guò)程中不停止加氣,還能在調(diào)度車輛不到位的情況下維持一段時(shí)間加氣,緩解調(diào)度的壓力。為增強(qiáng)子站的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,需要將液推子站改造為標(biāo)準(zhǔn)子站。

      (3)將液推子站改造為標(biāo)準(zhǔn)子站是提高設(shè)備安全運(yùn)行和環(huán)保的需要。一是液推子站使用管束車氣瓶作為增壓和儲(chǔ)氣裝置,最大工作壓力達(dá)22MPa,超過(guò)氣瓶的最大允許充裝壓力20MPa,違反《特種設(shè)備安全法》,發(fā)生事故時(shí)需被追認(rèn)風(fēng)險(xiǎn)。標(biāo)準(zhǔn)子站靠壓縮機(jī)增壓和儲(chǔ)氣井儲(chǔ)氣,保證管束車的工作壓力在設(shè)計(jì)工作壓力以內(nèi)。二是管束車故障多,存在安全風(fēng)險(xiǎn),維修費(fèi)用高。液推子站用管束車閥門多,接頭也多,前后倉(cāng)共有氣動(dòng)閥門16只,手動(dòng)閥門17只,氣動(dòng)閥門全部在高壓條件下頻繁開關(guān),閥門使用壽命短,使用過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生泄漏,維修費(fèi)用高。三是液壓油發(fā)生過(guò)多次加裝到客戶汽車氣瓶的情況,造成事故。四是發(fā)生過(guò)管束車爆破片破裂,液壓油泄漏的環(huán)境事故,影響惡劣;接頭等部位漏油現(xiàn)象嚴(yán)重,地面油污較多,影響環(huán)保。為提高子站的安全運(yùn)行能力和滿足環(huán)保要求,需要將液推子站改造為標(biāo)準(zhǔn)子站。

      5 改造方案

      (1)新增部分。新增卸氣柱、標(biāo)準(zhǔn)子站壓縮機(jī)橇(含機(jī)械子站壓縮機(jī)或液壓活塞式子站壓縮機(jī)和順序控制盤)、儲(chǔ)氣井(9個(gè)水容積)。

      (2)可以繼續(xù)使用的部分。由于標(biāo)準(zhǔn)子站壓縮機(jī)配備功率約75kW,與液推子站兩臺(tái)柱塞泵配備功率37×2=74kW 相差不大,電力系統(tǒng)可以沿用。

      (3)改造后繼續(xù)使用的部分。液推子站使用單線雙槍加氣機(jī),需要送回加氣機(jī)廠改造為三線雙槍加氣機(jī)。

      6 改造經(jīng)濟(jì)分析

      (1)液推子站改造為標(biāo)準(zhǔn)子站投資預(yù)算見表2。

      表2 液推子站改標(biāo)準(zhǔn)子站投資預(yù)算

      (2)管束車更新投資。經(jīng)初步詢價(jià),目前市場(chǎng)上液推管束車約80萬(wàn)元/臺(tái),常規(guī)管束車約50萬(wàn)元/臺(tái),每站按兩臺(tái)配置,改為標(biāo)準(zhǔn)子站后管束車的投資可節(jié)約60萬(wàn)元。(2020年1月起,公司CNG交由第三方運(yùn)輸,車輛更新由承運(yùn)商投資,由于車輛投資節(jié)約60萬(wàn)元,在CNG運(yùn)輸價(jià)格上能體現(xiàn)節(jié)約,結(jié)算時(shí)降低運(yùn)費(fèi)。)

      (3)經(jīng)濟(jì)分析。

      按目前在營(yíng)的南濱路子站改造為標(biāo)準(zhǔn)子站來(lái)分析。南濱路子站目前CNG銷量約5000m3/d,年銷量182.5萬(wàn)m3,母站到南濱路運(yùn)距72km。液推子站改造為標(biāo)準(zhǔn)子站經(jīng)濟(jì)分析見表3。

      表3 液推子站改造為標(biāo)準(zhǔn)子站經(jīng)濟(jì)分析 萬(wàn)元

      加氣站改造總投資約為198.5萬(wàn)元,改造后年節(jié)約增收費(fèi)用74.15萬(wàn)元,投資回收期2.68年,其經(jīng)濟(jì)性可觀。

      7 結(jié)語(yǔ)

      (1)液推子站是購(gòu)置大容量新車的障礙,改造為標(biāo)準(zhǔn)子站,依表3購(gòu)大容量新管束車可以節(jié)約天然氣運(yùn)輸費(fèi)用46%。

      (2)液推子站改造為標(biāo)準(zhǔn)子站后市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力提升,可以引入公交車加氣,銷量可增加20%(表3)。

      (3)液推子站改造為標(biāo)準(zhǔn)子站,防止了管束車氣瓶工作壓力超過(guò)允許的最大工作壓力20 MPa,并可減少設(shè)備運(yùn)行故障,杜絕了安全隱患。

      (4)液推子站改造為標(biāo)準(zhǔn)子站綜合投資約198.5萬(wàn)元。

      (5)液推子站改造后2.68年可以收回改造投資,經(jīng)濟(jì)性較好。

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