摘要
近年来cng减压器，随着我国经济的迅速发展，城镇化率大幅提高，城镇对于能源的需求也日益增长。天然气作为一种优质、高效的清洁能源，对带动城镇经济增长、调整能源结构、提高人民生活水平等方面具有重要意义。
由于城镇分布较为分散，CNG减压站凭借其建设周期短，造价低，安装灵活等优点，在长输管道未到达的城镇燃气供应中成为优选气源，本文就CNG减压站在城镇燃气供应中的具体应用方式进行了探索，主要为中小城镇居民用户供气，工业用户供气，应急气源及调峰气源。
引言
随着经济的快速发展，我国的城镇化率得到了大幅提高，预计到2020年将达到70%，城镇对于能源特别是清洁能源的需求日益增长，天然气作为一种优质、高效的清洁能源，对带动城镇经济增长、调整能源结构、提高人民生活水平、促进节能减排、应对气候变化等方面具有重要的战略意义。
由于燃气场站及管网建设投资较大，建设周期长，在一定时期内，建设周期短的点供站已成为率先占领市场的主要方式。CNG减压站投资灵活，单次体量小，并且投产快，收益快，成为中小城镇燃气供应的优选气源[1]。目前中小城镇燃气供应是CNG减压站应用的主要方向，总量占比80%以上[2]。
1
CNG减压站的简要介绍
CNG减压撬的典型流程为cng减压器：
CNG拖车进入供气站，将卸气台的高压软管与CNG减压撬连接，压缩天然气进入减压装置，先进行过滤、一级换热，将压缩天然气加热至60℃，加热后的压缩天然气经一级调压，压力由20MPa降到1.6MPa左右，此时压缩天然气的温度降至5℃左右。
再经过二级换热加热至15℃左右进入二级调压装置，压力降至0.1~0.4MPa，最后经过滤、计量、加臭进入燃气输配管网。进CNG减压撬前管道设计压力为22MPa，出CNG减压撬后管道设计压力为1.6MPa，管道设计温度为-30℃~50℃。具体的流程如下图所示：
图1CNG减压站工作流程
CNG减压站一般由5个系统组成：
（1）卸车系统，主要是快速拼接的接头、耐高压的胶管、耐高压的阀体等等。
（2）压力调节热处理系统，主要是压力调节的设备比如调压器、压力过高时用到的紧急断流阀、散气阀等，还有就是热处理的设备比如换热器等等。
（3）气体计量控制系统，主要是对气体流量进行调节控制，主要设备就是流量计。
（4）低压控制系统，主要是对压力的控制，最重要的就是位于主体地位的控制中心了。
（5）加热系统，主要是配合热处理系统进行加热的处理，主要设备为锅炉和热水泵。
2
城镇的燃气供应中CNG减压站的具体运用
2.1 中小城镇居民供气
城镇分布较为分散，管道很难敷设至每个城镇居民用户，特别是管道敷设滞后的区域，选择CNG减压站可提前为该区域供应燃气。
由于城镇居民的燃气用量存在月、日、小时的不均匀性，在不同的季节也会存在很大的变动，因此在城镇的燃气供应上需要考虑用量的变动情况，特别要注意燃气在使用高峰的安全问题。[3]
所以在设计CNG减压站的时候，除了一些必要的考虑如安全性等还要注意以下事项：
（1）燃气需求变动大的问题。对于这一问题主要需要注意的是建立多条管道供应，最少需要有2条能够同时运行的管道，这样才能确保需求高峰时期能够供应上。在需求低谷的时候只需要运行一条管道，这样能够节省资源。
（2）燃气泄露不易察觉问题。由于燃气无色无味，不易被人们察觉，燃气泄露是一件后果非常严重的问题。因此为了使燃气泄露以后，人们能够及时的察觉并做好预防，必须要对燃气进行加臭处理。可以在燃气出口处留出加臭的阀门，也可以加设加臭机器来解决这一问题。
（3）安全问题。燃气的输出设备具有很高的压力，出口处燃气温度也是一个需要注意的问题。要是不能很好的把控温度问题，会很容易使得出口的位置燃气温度低的现象，要解决这一问题需要在降压前就要对燃气进行一定的加热处理。在CNG减压站中安全是最为重要的一件事，应引起高度重视。
2.2 工业用户供气
因为工业区域相对较为偏远，管道铺设的路途较长，并且工期比较的漫长。加上工厂投产是有一定的时间的，所以当管道没有铺设到工厂的时候，CNG就会是工厂主要的气源。
工业的燃气供应和中小城镇、中小城市燃气供应不同，工业燃气供应具有稳定性，一般来说需求量是稳定不变的。
因此工业区域中CNG减压站需要注意的问题就是：
（1）设备的要求较高。虽然工业燃气需求较为稳定，不会有很大的波动，但是工业燃气需要设备能够连续的、平稳的输出燃气。鉴于这一特性，使得工业燃气对设备的要求较高。针对于这一特性，我们可以采用备用的渠道，可以增加一个卸气柱，将2个卸气柱与一个调压器连通，这样可以减少变换的时间，也能保障正常的供应，减少由于卸气柱产生的停气问题。[4]
（2）燃气用量计量问题。对于气体用了多少这一问题在工业中十分重要，准确的计量出燃气用量是十分关键的一个环节。由于工业燃气的使用比较的平稳，并且比较的连续。因此在燃气用量的计量上我们可以采用速度式的计量流量计。
（3）工厂对于燃气的自我控制要求相对而言更高。针对这一问题，我们可以在设备上做文章，可以装上一系列的控制设备，加强对设备的管理和控制。
2.3 应急气源
应急气源就是指在燃气管道出现一些问题比如管道断裂、燃气供应中断等，导致供气不能正常进行的时候cng减压器；或者是要开展大型的项目需要的时候，准备的应急的储备气源。
对于这类的气源需要考虑以下的几个方面：
（1）应急气源的设备机动性强、占地要小、要很灵活。在选取设备的时候最主要的是移动方便，能够在很快的时间内到达指定的地点，并且能够很快的投入使用。并且由于设备需要经常的移动，为了防止设备损坏、移动方便，一般都是通过集装箱将整套设备收入其中。[5]另外由于应急设备需要经常的移动，应急场所也可能没有没有足够的地方，所以应急设备不能太过于庞大了。
（2）安全性、可靠性要求较高。由于应急气源本来就是救急用的，所以在设备到达指定地点以后，设备就要能够保证能够正常的使用，并且不会出现故障。设备的安全性也要能够得到保障，不然容易在事故地点引发二次破坏，加大抢修的难度。
2.4 调峰气源
在城市中燃气供应极其的不稳定，尤其在高峰时期，大量的燃气供应会导致管道供应的压力不够。并且在最先的城市建设中，对于管道压力的设计大多是稍稍富余或者是刚刚好的容量。随着城市的发展，管道压力满足不了现有的需求，管道本身的储备也很限。
另外上游的燃气供应在需求高峰的时期也无法保证稳定的供应，这使得很多燃气公司自己建立了很多大型的储气装备。这一做法不能从根本上解决问题，并且还带来了很多的后患。随着CNG大型的增压设备的出现，一些大城市的储备站和补充调峰的气源已经开始使用CNG设备了。
对于这类的气源需要考虑以下的几个方面：
（1）CNG设备在一方面处于刚刚开始的阶段，在设计的时候流量都会设计的比较的大。并且因为系统极其的复杂，需要考虑的方面也很多。另外由于这类设备需要尽快的投入使用，使得其对于自动控制的要求也很高。
（2）由于城市对燃气的需要波动较大，因此建议在CNG设备上使用多路并联的设计。这样才能保证设备能够平稳的运行，在一条线路供应不上的情况下，才能通过其他线路进行补充。
总结
CNG减压站凭借其自身优势，已经成为管道未达区域供气过渡的优选气源，从解决中小城镇居民供气，到工业用户供气，到成为城镇的保障气源，受到越来越多的青睐，当然高压天然气在应用过程中，还存在很多问题，特别是安全问题，需要我们在设计中就加以防范，下一阶段应制定更加严格细致实用的规范，确保CNG减压站的根本安全。
在国家大力推动煤改气的大环境下，工商业企业降低成本的诉求日益迫切，CNG减压站项目将可能在更大范围内普及，但随着管道铺设进程加快，CNG减压站仅作为管道气的补充，将目标市场锁定在管道不发达的工业重镇、农村等地，可继续发挥CNG减压站灵活且分散的优势。
文章来源：《化学工程与装备》\作者：曹云 李军武 张攀
