加气站主要生产工艺系统由过滤、计量、压缩、脱水、脱硫、储存、加气等组成。辅助生产工艺系统由循环冷却水、冷凝液处理、废润滑油回收、供电、供水等组成。因压缩天然气易燃易爆，且在高压状态下，所以加气站建设原则必须以安全为第一，在各容易发生事故处都应设安全装置和排放装置，保证安全生产。

1 气源调压计量系统

1.1 气源压力与压缩机进气压力的匹配

    CNG加气站由城市管网中压管道供气，其供气压力一般在春、夏、秋三季基本能保证适应压缩机的进气要求；但冬季来临后，由于季峰用气的到来，城市气源的季峰调节能力尚无法适应城市冬季用气的需求，以至CNG加气站的供气压力普遍下降，部分加气站供气压力有时会更低。对于要求一定供气压力的压缩机，当供气压力下降为此压力以下时，压缩机的供气量亦随之下降，因此，CNG加气站建设在一段时期内还必须认真考虑季峰供气对加气站自身能力的影响。

    另外还需考虑对天然气管道前压的利用，通过直接利用未经处理的前压，可以减小压缩机的输入功率，从而减小压缩机设备的运营成本。因为这样仅需要较少的能量去压缩已经压缩过的天然气。利用前压时，每日的运行时间是非常关键的。因为在使用升压设备时，由于较高的入口压力，也要求使用输送量高的压缩机。如果使用升压机的每日运行时间比较少，应该适当的减小前压，以便节约投入的成本。同样，也可将燃气入口压力调整到压缩机允许的最大的入口压力，这样同高压输送管相连产生了较高的连接费用，但能保留一个较小的燃气输送潜力增加值。

1.2 进站计量装置

    目前采用的计量装置有孔板流量计和涡轮流量计，其中后者使用更为广泛。为保证流量计正常、准确的运行。应按规定设置缓冲罐，同时在流量计和缓冲罐之间设置止回阀，从而实现对压缩机工况的调节和阻止压缩机排污时气体冲击的逆向传递，避免对孔板流量计差压变送装置和涡轮流量计造成损坏。

2 天然气压缩机

    天然气压缩机是CNG加气站的关键设备，它的性能好坏，将直接影响全站的运行。CNG加气站生产能力不大，气体压力变化很大，这种高压缩比、低排量的机型，以往复式压缩机最适合。现国内主要使用往复活塞式压缩机作为加压装置，应用证明，性能较好的机型有V型和L型。应根据生产气量合理选择机型，尽量使设备在最佳工况下运行。压缩机冷却方式可为循环水冷却。

2.1 循环水冷却系统

    CNG加气站压缩机循环水冷却系统普遍使用当地自来水作水源，随着运行时间的增加。循环水冷却系统在工作过程中不可避免地产生结垢，从而造成压缩机传热效率下降、温度升高、设备故障率增加甚至寿命缩短等问题。为解决压缩机结垢的问题，曾先后采用了电子除垢器、机械清洗法、化学投药法、化学清洗法、软水器等。

2.2 传动机构润滑系统

    天然气压缩机传动机构润滑系统是采用强制与飞溅润滑相结合的方法，由曲轴的非动力输入端带动轴头油泵，压力油经曲轴内油孔润滑曲轴销、连杆大头瓦，再挤入连杆体油孔输入到小头衬套、十字头销处，从连杆大小头溢出的润滑油由于离心作用而飞溅润滑到各级十字头滑道面上。经运行实践表明，十字头和滑道故障时有发生，是传动机构中故障率甚高之组件。究其原因，滑道间隙过小或变形、以及润滑油牌号不当、油压低和流量过小、缺油等均是造成十字头和滑道磨损过快或烧研的主要因素。为此，对于在运行的天然气压缩机，定期检查与保持滑道合理间隙、防止温度过高是十分必要的，同时开车前(特别是每天第一次开车前)均应手动盘车，必须十字头滑道等摩擦面上有油注人为止。另一方面，天然气压缩机制造厂亦应注意润滑方式，并结合压缩机转速、活塞行程确定十字头滑道的合理间隙，从而消除这一缺陷之高发率。

2.3 压缩机的运行

    在压缩机启动和运行中，操作人员必须随时在机房查看和监听有无异常现象及声音出现，并作记录。因为机械故障不受电控控制，切忌不可产生因使用了PLC控制系统便万无一失之误解。

3 深度脱水装置

    天然气在高压状态下容易析出水分和形成水化物。水分和一定的硫化氢结合，会对钢类容器造成腐蚀及硫化氢致脆裂纹现象，对容器的危害很大。水化物在聚集状态下是白色或带铁锈色的结晶体，它的生成会缩小管道流通截面，堵塞管路、阀件和设备。因此以城市天然气为气源的CNG加气站，还必须对城市天然气进行深度脱水，使其水露点在25MPa时，比最低环境温度低5℃以上。用于天然气深度脱水的干燥装置通常为橇装式，内有两座脱水塔。一塔脱水。一塔进行吸附剂的再生、冷却。该过程为一可逆的物理过程，通过提高温度和降低压力改变平衡方向，达到吸附剂的再生，从而可以重复使用。干燥装置一般分为两种形式，一种是压缩前的净化和干燥，通常称低压干燥装置，另一种是压缩后的净化和干燥，通常称高压干燥装置。低压脱水装置系硅胶与分子筛复合吸附处理方式，高压脱水为分子筛吸刚处理方式。运行中的脱水装置，如何达到与保持脱水效果的规定要求，是加气站产出合格压缩天然气的重要环节之一，它涉及到再生循环效果和分子筛的性能稳定两个方面。

3.1 再生循环流程

    再生循环过程中，吸附剂再生温度越高。吸附剂再生越完全，残余吸附质含量越少。有利于增大干燥吸附时的吸附容量。

3.1.1 再生温度

    再生温度是再生工艺和设备安全运行的需要，它的确定与设备结构、工艺需要、再生剂性质、天然气性质及组份中污染成份的含量等有关。合理确定再生温度及控制点、确保再生温度的实现是保证再生与干燥效果的基础，特别是天然气中含有轻质油成份时尤为重要。

3.1.2 高压脱水装置的再生气与冷却水循环

    高压脱水装置进行再生操作时，需要有再生气循环及向水冷却器供应循环冷却水，通常CNG加气站都采用由压缩机循环水系统供应冷却水。当压缩机运行与再生操作不同步时，再生气与冷却水循环均不能实现，将影响再生操作的顺利完成，结果导致压缩天然气质量的下降。所以，应在压缩机运行中进行高压脱水装置的再生运行。为此，当压缩机运行时间少于再生操作时，可让压缩机轻负荷运行一定时间，以达到两者同步运行的目的。

3.1.3 再生过程的温度控制

    高压脱水装置多系外置加热器，某些脱水装置仅通过控制再生塔的进口温度和热吹时间来确定再生过程的完成与否，然而在进口温度相同时，相同热吹时间形成的塔内温度场的分布还受到再生气流速的影响，而调压器出口压力变化及冰堵将影响气流速度，因此宜以控制再生塔进、出口温度来确定过程的终结，这样能更准确的达到再生过程的温度要求。

3.1.4 再生气的回收问题

    有的加气站，因存在上述“冰堵”问题了，便干脆直接采用进入压缩机前的低压天然气作再生气气源。当其压力跟压缩机额定工作压力接近时，则再生后的天然气便很难再顺到压缩机前的缓冲罐里去，只能以每小时几十立方米的流量，排空进入大气之中而被白白浪费掉，太不应该。还是应合理设置高压减压阀，利用压缩机生产的或是储气库储存的高压天然气经减压阀减至适当压力后作为再生气源较为合理，再生后的天然气可以很方便的回到缓冲罐里去。

3.2 吸附剂

    分子筛有较强的吸附能力，特别是对水的吸附尤为强烈。但分子筛有比较脆弱的一面，即油分子会污染分子筛，特别是重油。重油分子在分子筛表面附着，使分子筛的微孔被堵塞。再生时，重油分子在分子筛表面结焦使其使用寿命大大降低；对于轻质油，由于沸点较低，对分子筛的影响相对减少，再生时大部分轻质油被蒸发，少部分残留、结焦。此外，在使用过程中分子筛产生粉化，也是其失效的重要原因。为此，应定期清洗或更换分离器滤芯，以维持正常压降和保障分离效果，减小油污染；同时，对于低压脱水装置净化气源含油组分亦是十分重要的问题；另一方面，再生与干燥相互切换时，升压与降压均应缓慢进行，以防止形成冲击。

3.3 压缩机工作时间过短造成脱水效果差

    目前国内多数加气站都配备有CNG深度脱水装置，只要使用得当，脱水效果均能达到国家标准GBl8047-2000。但是，有的加气站因压缩机连续工作短，明显低于脱水装置中分子筛所需要的再生时间(5h～6h)，则会出现脱水效果不佳，发生“冰堵”现象。这是由于用作再生气源的高压CNG减压器正常工作所必须提供的热能(一般利用压缩机的循环冷却水)不能维持，造成减压器出口处“冰堵”，再生气供给不足所致。只要设法解决该处的加热保暖问题，则此问题可迎刃而解。

4 高压管道

    压缩天然气高压管道最高工作压力达25MPa，同时压力波动频繁、波动幅度大。以往建站时，管道连接多用卡套连接方式。卡套接头往往系国外产品，不锈钢管则多是国内生产。卡套连接利用卡套刃口在装配时切人被连接管道而起连接和密封作用，这种连接方式不用密封件、装拆方便、避免了焊接接头存在的焊缝薄弱环节。卡套连接的连接好坏与卡套材质、制造精度和热处理质量、管材精度与硬度有关，与装配质量关系也较大。国外卡套接头与国产管材在尺寸精度与表面硬度方面的匹配往往较差；另一方面卡套连接用人工装配方式，装配质量取决于操作工的经验，装配质量的稳定性难于保证。在运行中，CNG站易发生接头冲脱的漏气事故，鉴于此，高压不锈钢管道采用了焊接连接，高压阀门则采用金属密封垫焊接管接头，亦有部份在运行站改造时采用球面密封焊接管接头。金属密封垫焊接管接头制造工艺简单、工作可靠、对管道尺寸精度要求不高，其特点是对接焊缝往往成为它的薄弱环节，为了确保焊接质量，施工中必须严格实施氩弧焊和X光射线探伤操作要求。

5 售气机

    售气机具有加气、计量、计价、统计与限压等功能，售气机内有优先取气控制系统，可根据加气车辆气瓶中的残余压力，按低、中、高压的顺序依次从低、中、高压储气装置取气，直至充气汽车上气瓶气体压力达20MPa，售气机自动关闭；在售气机内还设有流量计，由先进的微电脑控制，自动计量、自动计价；在每个加气枪软管上设有安全断开阀，如果加气枪软管被汽车拖走，安全阀将自动断开，气路自动关闭，保证了系统的安全性。目前国产售气机大多采用进口质量流量计，电磁阀采用国内产品的日渐增加。但运行中发现售气机机械故障发生较为频繁，影响了加气站的正常运行。

    (1) 过滤器

    售气机各级电磁阀前大多装有过滤器，这对于设置后置脱水装置的加气站尤为必要，但部分售气机的过滤器其过滤面积过小，造成过滤器极易堵塞或滤网破坏，给售气机阀门带来了隐患，因此设置合理有效的过滤器是售气机正常工作的基础条件之一。

    (2) 两位三通阀泄漏及电磁阀和单向阀故障率高发是应引起重视的问题。特别在经营状况较好的加气站，两位三通阀正常使用寿命仅数月，给加气带来了较大的影响，而电磁阀和单向阀(特别是三连电磁阀)零件损坏频繁，甚至造成一路无法修复整个三连电磁阀报废的局面，所以提高阀件的使用寿命和选用单体电磁阀是售气机制造厂应考虑的问题。

    (3) 限压功能

    售气机普遍具有限压功能，当加气压力达到天然气汽车储气瓶压力最大值(20MPa)时，售气机自动停止售气。目前需要注意的是这一功能的正确发挥，部分售气机的限压设定值往往偏差较大，造成汽车储气瓶的安全隐患。为此，个人认为应加强重视这一涉及安全的充装措施，限压设定值的偏差宜控制在汽车储气瓶允许最高工作压力的±5%以内。

    综上所述，对CNG安全技术规律及相互关系的认识研究和探讨，是为了更科学、更安全、更合理、更规范地驾驭CNG特殊易燃易爆场所的操作和管理，通过提高技术水平、强化设备的维护保养和结合运行实际实施技术改造，提高了加气站的运行质点可靠性。使其在政府倡导发展的同时，更有并CNG新兴技术产业的健康、可持续发展和我国有结构的调整。