用集成技术进行cng加气站工程建设

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1、1用集成技术进行用集成技术进行 CNG 加气站工程建设加气站工程建设刘 锡 麟原发表于原发表于 2002 年年 3 月月全国天然气汽车加气站技术研讨会论文集全国天然气汽车加气站技术研讨会论文集 新浪博客新浪博客秋林红似火秋林红似火摘 要：本文简要介绍了集成技术的概念，并详细论述了集成技术在 CNG 加气站建 设中的应用情况。集成技术的运用，提高了加气站工程的工作效率，缩短了建设周期，为将 原产生于现代产品制造业的这一先进理念，成功应用于工程建设，积累了宝贵的实践经验。 关 键 词：设计与过程 集成技术 CNG 加气站 工程建设一一、集成技术的概念、集成技术的概念集成技术，即设计与过程集成技术（

2、Integrated Design and Process Technology） ，原先 译为集成设计与过程技术，是近年来国际上迅速发展起来的一门新兴学科。目前在我国许 多单位已开始了这项技术的应用研究，并取得了可喜的成果。 设计与过程集成技术中的设计技术，或者称产品技术，不同于传统理解上的产品设计， 它不只是具体的设计理论、方法和技巧，更重要的是具体设计前的基于市场用户和新技术 应用的策划和构思。 设计与过程集成技术中的过程技术含义，涵盖了从物化前的产品构思和设计制造成物 化了的具体产品的全过程。因此过程技术不只是传统的工艺技术，更包含生产控制技术、 生产组织技术以及整个生产过程的构思、规

3、划与设计。 由此可见，设计与过程技术的集成不是一种新的制造模式或新技术、新方法，它体现 于诸多特定的技术和理论之中，代表了一种理念与思维的原则和方法、一种从实践中来又 回到实践的指导思想、一种组织制造业生产活动的基本观念和方法论。 任何一个系统或领域（部门、行业、产品、服务）大体都可以认为包括硬件技术和软 件技术两大范畴。硬件技术包括从设计、运行到控制的各个环节的技术；软件技术则是指 经营、管理、购销等方面的问题。在过去，这些方面的设计和策划都是分散的、相互孤立 的，各个环节之间存在着衔接障碍。而集成的“设计” ，是指将硬件技术和软件技术的设计、 规划和实施本身相互衔接、统筹考虑，并且集成为一

4、个“过程” 。二二、用集成技术进行、用集成技术进行 CNG 汽车加气站工程建设汽车加气站工程建设从集成技术的概念可知，技术与过程的集成包含了设计与制造，技术与管理、技术与 组织、技术与经济等内容的集成融合。根据我们多年的建站经验，CNG 汽车加气站工程建 设，一般要经过八个步骤：包括立项和可行性研究、方案和平面图设计、建站审批、工艺2设计（包括设备选型订货和非标件加工制造） 、工程设计和施工指导与监督、设备安装和系 统调试、技术培训、售后服务和技术保障。如下图所示：时 间从图中可以清楚的看出，这些步骤，许多是交叉或同步进行。这里采用了产品与过程 集成技术中的并行工程方法。取得了非常突出的效果。

5、几年来，将产品与过程集成技术的 思维原则和思路用于 CNG 汽车加气站工程建设使我们获益斐浅。可行性研究可行性研究CNG 汽车加气站的立项和可行性研究，一般由加气站用户进行。但往往用户第一次介 入这个领域，由于了解不多，困难较大。我们便采用早期介入的办法，帮助用户一起完成 加气站的可行性研究报告。在这个工作过程中，我们可以进一步了解用户的想法、要求， 以及他们的基础和条件，这对我们进行方案设计是大有益处的。同时我们站在用户的立场 上，帮助他们进行方案比较、设备选型、以及投入产出比和经济效益分析。一方面可使用 户对我们的技术和设备优势有了深入了解，增强了他们的信心，同时也提高了对我们的信 任度，

6、为后面的合同签订打下了良好的基础。几年来的实践证明，这种做法是十分凑效的。方案设计方案设计加气站的方案设计往往是结合可行性研究报告进行，在其过程中进一步修改完善。一 般情况下，我们提出多个方案帮助用户分析选择，可减少失误，提高了效率。 方案设计包括加气站规模、构成形式、设备配置、供电容量，以及加气站的位置和平 面布局图等。方案设计和可行性报告都是加气站立项和建设审批的必要资料。由于我们的立项和可行性研究方案和平面图设计办理建站审批手续工艺设计、设备选型订货或加 工工程设计、施工指导和监 督设备安装和系统调试用户操作人员的技术培训售后服务和技术保障工作程序3参与，设计文件满足相应标准和规范要求，

7、减少了返工，比较容易审批通过。建站的项目审批建站的项目审批项目审批主要包括工程建设前期的计经委、规划、消防、环保、环卫、城建、天然气 公司等部门的审批，还包括进口设备减免税手续、商检、压力容器监检和工商登记注册等。 这些一般都由建设单位，即用户负责进行。其中有些环节审批人员需要了解项目的技术细 节，用户往往感到困难，而求助于我们前去帮助说明，一般都能使问题得到较快解决。通 过这些工作既帮助用户解决了困难，又提高了我们的信誉，密切了和用户的关系，为今后 的进一步合作创造了良好的气氛。工艺设计和设备成套工艺设计和设备成套在与用户签订合同后，在原方案设计的基础上进一步修改完善，进行工艺设计，包括 设

8、备的选型、成套、和非标件加工等项工作，可按并行工程的原则同时进行。系统设计、综合考虑系统设计、综合考虑 CNG 加气站虽小，但系统复杂技术要求较高。如何正确解决系统最佳性能和资源的合 理配置这一矛盾，是系统工艺设计中需要重点考虑的问题。 我们在进行 CNG 加气站系统设计和设备配置时，依据我们多年从事航天产品研制的 丰富经验，应用系统工程技术对加气站流程中的各个环节，各种设备进行优化分析，在保 证关键设备技术先进的前提下，不去苛求每个设备的最高性能指标，而是力求整个系统的 先进性，确保系统合理、高效、最佳配置，同时可降低成本费用。比如，系统设计中我们 没有采用脱水性能好的高压后置脱水方案，而采

9、用了低压前置脱水方式。在确保压缩机安 全运行的基础上，达到了应有的脱水效果。现在西安、新疆等地数座加气站的正常运行， 证明了系统设计先进合理，性能稳定可靠。标准配置、优化修改标准配置、优化修改 为了便于用户选型，CNG 加气站我们一般都设计成标准配置，比如： 入 口 压 力：0.10.3Mpa 0.61.0Mpa 0.10.3Mpa 压缩机 排量： 500Nm3/h 650 Nm3/h 850 Nm3/h 储气瓶组储气量：1000Nm3 1500Nm3 3000Nm3前置脱水装置： 一套 一套 一套 驱 动 方 式： 电机 电机 电机当用户提出特殊要求时，我们可以进行优化修改，以保证设备的安全

10、运行。比如，有 些地区天然气中二氧化碳含量高，就必须增加脱二氧化碳装置；硫化氢含量高的需要加装 脱硫装置；高寒地区必须在橇装内加装特种加热器，以解决冬季运行时高压管路冰堵问题； 缺电的地区可采用天然气发动机驱动；或者用户要求增加储器瓶组、售气机以及压缩机组 采用开一备一方案等，都可以方便地予以解决。 配套辅机、严控质量配套辅机、严控质量 脱水、脱硫、储气瓶组等配套辅机，虽不是加气站的关键设备，但其工作性能往往对 整个系统的正常运行造成很大影响或隐患。所以必须根据系统工艺要求，努力提高配套设4备的技术性能和产品质量。一般我们采用三种方式。对于和进口设备相关的国产化设备， 如大功率电机起动器，从设

11、计研制到生产全过程，我们都派技术人员一起合作进行，确保 该起动器满足进口电机的技术要求；对于储气瓶组一类压力容器产品，我们不仅加强了设 计质量控制，而且从气瓶的选购、加工单位的资质、原材料的选用以及焊接、探伤、水压 气密试验等过程，我们都派人进行现场监检，并将所有质量证明文件整理归档；对于定型 产品的生产厂商，我们根据现场条件提出新的技术要求，如高原高寒地区干燥器脱水后的 天然气水露点，必须满足当地的气候条件，并经试验合格后方可使用。引进创新、中外结合引进创新、中外结合 在加气站设计中，一方面要确保整体技术先进可靠，又要设法降低成本费用。对于国 内短期内难以解决或性能不好的关键设备和技术，如压

12、缩机和售气机等，我们依然选用进 口。其它配套设备、部件和技术，在国内解决或利用航天高技术自行开发研制。如按国内 安全标准要求，用国产高压容器替代进口压力容器；用国产脱水装置代替进口脱水装置； 利用火箭发动机试验台的基础技术，解决了橇桩压缩机站的混凝土基础精度要求等。工程设计、施工监理工程设计、施工监理工程设计一般由具有一定资质的工程设计单位承担。我们作为工艺设计和设备安装单 位，向工程设计单位提供全套详细的工艺设计文件，陪同他们进行现场考察，并对设计方 案，尤其是管线电缆的布局，进行多次认真的商讨和交流，尽可能减少设计上的不足或失 误。这也是保证工程施工质量的前提。 在工程施工中，第一座示范加

13、气站由于缺乏经验，施工质量不高，甚至错误，造成设 备安装调试时的被动局面，使我们清醒的认识到必须重视工程施工质量。尤其是压缩机基 础平面度、管线敷设、电缆穿管、预留管沟等。为了避免返工或失误，除正常的工程监理 外，在施工的关键环节，我们派专人在工地上向施工单位进行技术指导和质量监督，为今 后的设备安装和系统调试创造了有利条件，效果非常明显。设备安装、系统调试设备安装、系统调试在设备基础和管线敷设合格后，方可进行设备安装和系统调试。对于分散布局或称开 放式加气站，设备安装时现场工作量很大。而我们采用的橇装式加气站，集成度很高，部 件安装和机组调试都在工厂完成，质量便于得到有效控制，现场施工量就大

14、大减小，系统 调试相对比较简单。当然也不能因此轻视现场的安装调试工作。设备安装时的控制要点设备安装时的控制要点 严格控制橇装式压缩机站的水平度。首先在浇铸设备基础时，必须保证所有焊接支 点垫铁的平面度要求。这样才能保证压缩机的震动最小、噪声最低、运行安全、寿命最长。 这对高压大功率的水平对称式压缩机组来讲至关重要。 所有管道，尤其是高压管道，安装前严格按有关规定和标准进行分段清理吹扫，然 后进行系统清理吹扫。吹扫用的压缩空气气流速度也应符合规范要求，确保用白布检查无 赃物排出即为合格。这样才能保证售气机电磁阀在工作时不会被脏物堵塞而失灵。 需要现场焊接的管道，主要是低压管道，必须严格按压力管道

15、相关标准进行操作， 包括焊接、探伤、水压、气密试验等项工序，并出具压力容器监检部门认可的合格检验报5告。 对于用法兰或卡套式管接头连接管道时，一定要保证连接强度和气密性。尤其是用 卡套连接时，卡套和管接头一定要进行选配，确保二者配合间隙不得超过 0.1mm，否则难 以保证 25Mpa 的高压，后果将是非常可怕的。 施工中气管和电缆尽可能避免交叉和平行，实在无法避免时，二者之间的安全距离 必须严格保证规范要求。 高压气管（为不锈钢管）应在管沟中敷设，并用干沙填实，上加盖板，以避免有可 燃气体存在的空间；若用卡套式管接头连接时，该处应放在井中或地面上，以方便更换； 对于水位较高或盐碱地区，不锈钢管

16、外还应套上 PVC 塑料管，予以保护，避免钢管腐蚀加 剧。 电缆在穿管或连接时，应采取保护措施，严防划伤造成短路或接地等现象的发生， 以避免调试时造成严重事故。 防雷和防静电接地应严格按有关标准规范和施工图进行施工，并确保满足要求。在 设备调试前必须进行一次接地电阻的复验，否则不得通电调试。系统调试时的控制要点系统调试时的控制要点 系统置换 系统置换主要是指用天然气将系统中所存在的空气置换出来，以避免引起不安全事故。 系统置换要分段进行，尤其要首先将进入设备前的输气管道部分进行置换，通过阀门或法 兰连接处将空气排出。这时往往会有许多天然气地下管道中的积水排出。等污水排净，纯 净天然气排出后，方可按工艺流程顺序，依次将后续设备和管道中的空气置换完成。否则 这些污水进入系统和设备，必将使设备遭到严重损坏。 气密试验 由于橇装式加气站的设备、管路分别在工厂