我国天然气资源丰富，储量估计为3．8×10¨m ，居世界第三位 J。天然气替代汽油作为汽车燃料，能有效降低汽车尾气对环境的污染 。车用天然气通常有LNG和CNG两种。其中LNG多用于长途客车、重卡等，CNG则多用于城市公交车和出租车等。CNG加气站的建站方式通常有两种，一种为常规站，另一种为母站和子站 。常规加气站是指从站外天然气管网取气，经过工艺处理并增压后，通过加气机给汽车CNG储气瓶充装的场所，是CNG汽车产业必不可少的组成部分，也是交通系统的重要组成部分 J。母站和子站的形式为母站从管网取气，经压缩机增压后充装至车载储气瓶组，经拖车运输至CNG子站使用。

加气站的经济效益与工艺设计、设备选型有关，优化设备选型是提高加气站经济效益的前提和基础。设计规模取决于加气站的日加气量和高峰时期的小时加气量。加气量在全天不同时刻有很强的不均衡性。因此在设计和设备选型时要考虑这种不均衡性，否则会出现所选设备负荷远大于实际负荷的现象，造成投资过大、资源浪费；也可能出现设备负荷过小，满足不了高峰时加气的需求，造成加气时间延长、加气站汽车拥堵及压缩机频繁启动等，最终影响经济效益。合理的设备选型，应该在用气高峰时，可满足用气需求，且具有较高的运行效率，即各设备潜能得到较大发挥，减少不必要的能耗浪费 。

本文结合CNG常规加气站的工艺流程，以拟建加气站日加气能力、站外管网压力、管网气质情况、建站位置、占地面积、加气时间集中与否、停运影响大小等基本条件为基础，根据国家相关标准和行业经验，给出CNG常规加气站主要设备的选型方法，为加气站的高效运行提供参考。

1 常规加气站的装置和设备及工艺流程

CNG常规加气站通常包括调压计量设备、脱硫装置、脱水装置、压缩机、程序控制盘、储气设施、CNG加气机及工艺管路和控制系统等，控制系统包含站级SCADA 系统和销售管理系统等 。

其中，调压计量设备用于对管网来气的调压计量，减小波动，保护压缩机；脱硫装置对来气进行脱硫，使其达到国家标准要求；脱水装置是除去来气中的水；压缩机为管网来气增压；程序控制盘将CNG依照一定的次序输送至储气系统；储气系统分为储气瓶或者储气井，储气设备的选用应能避免压缩机频繁启停；加气机则为汽车充装CNG。

2 常规站的主要设备选型

2．1 调压计量设备

天然气从外部管网进入加气站前，通常先经过调压计量设备。为保证压缩机的正常、安全、高效运行，当管网压力下限和上限的波动范围过大时，需对管网人口压力进行调整，之后再进入压缩机。压缩机的选型应使进气压力变化范围较小，越小越有利于压缩机的稳定和低能耗运行。调压设备的选型方法如下：

给定管网压力下限P i 工作压力P。、压力上限P (MPa)。据此判断是否需要设置调压设备以及调压后的压力值、压缩机工作压力范围和工作点压力。

判断1：如果P >((P i +0．1)×2—0．1)，且P。≤((P i +0．1)X 2—0．1)，则压缩机工作压力为P。；下限值为P i ；上限值调压为P。。

判断2：如果P >((P i +0．1)×2—0．1)，且P0>((P i +0．1)X 2—0．1)，则压缩机工作压力为((P +0．1)×2—0．1)，下限值为P i ，上限值调压为((P +0．1)×2—0．1)。

判断3：如果P ≤((P i +0．1)×2—0．1)，则压缩机工作压力为P。，下限值为P ，上限值为P无需调压设备。

计量设备的选型在满足管网压力要求下，能够精确计量进气量即可。

2．2 脱硫装置

根据国家标准要求，车用天然气含硫量不得大于15 rag／1TI ，而管网气源的含硫量可能会高于这一数值，特别是在川渝地区。为了满足国家标准，常规站需根据管网气质条件来确定是否选用脱硫装置。脱硫装置可选为单塔或双塔(宜选择双塔)。脱硫塔由床层、支承板，顶部和底部的气体进口、出口管和分配器、装料孔和排料孔以及测试接口、排污口、压力表插孔等组成。

目前，常规站对原料天然气的脱硫方法，是使天然气流经脱硫塔内的脱硫剂(通常为氧化铁)床层，所含硫化氢与脱硫剂反应生成硫的化合物而将硫除去。脱硫剂在脱出一定的硫化氢后逐渐失效，需要进行再生或更换新的脱硫剂。脱硫塔脱硫能力=压缩机设计点排量×台数。进气压力低限为管网最低进气压力；高限为调压后的压缩机最高进气压力X 1．1。

2．3 脱水装置

脱水装置按照在加气站工艺流程中的位置又可以分为低压脱水(又称为前置脱水)、高压脱水(又称后置脱水)和中压脱水(又称压缩机级间脱水)。目前加气站普遍采用低压脱水或高压脱水，中压脱水很少采用 。

(1)低压脱水装置。低压脱水装置(前置式天然气干燥器)最主要的优点是在压缩前将天然气中存在的水分脱除，给天然气压缩机提供较高品质的天然气，可延长压缩机气阀、活塞环、填料函等运动密封件的使用寿命。另一方面，由于大多数管输天然气在长距离集输前，经过了相当程度的净化，其中水分含量很低，此时采用前置式干燥器，由于天然气压力较低，整个脱水系统压力等级较低，设计、制造、检验、运行、维护管理都较简便。此外，运行成本较低也是大部分天然气加气站采用前置式干燥器的重要原因之一。

(2)高压脱水设备。高压脱水设备(后置式天然气干燥器)实际上是加压冷却脱水法和吸附分离法的串联应用。与前置干燥器相比，同等处理量的后置干燥器具有更小的体积，电加热功率也较低。对后置干燥器运行成本影响最大的是再生气，因为约是干燥器处理量(体积流量)3％ 一5％再生气会浪费天然气压缩机功率的3％ ～5％ 。以一座CNG常规加气站配置2台主要功率为160kW 的压缩机为例，损失的电量大约在lO一15kW 。

从技术性、安全可靠性、经济性以及维护费用等方面综合考虑，前置脱水装置较后置脱水装置有更大的优势，因此推荐采用低压前置脱水装置。脱水装置的脱水能力=单台压缩机排气量×台数×1．1。脱水装置工作压力选为进气压力上限。