液壓子站如何防止高壓氣體回油箱(JKGSQTN20120908V1.0)

四川金科液壓CNG加氣子站

如何防止高壓氣體回油箱液壓CNG加氣子站工作原理液壓CNG加氣子站，不同于傳統(tǒng)機械壓縮機子站的工作原理，它基于液體具有相對不可壓縮的性質(zhì)，通過高壓泵將專用的液壓油增壓到高壓，并注入CNG長管拖車鋼瓶中，將拖車鋼瓶里的CNG等壓置換出來，經(jīng)加氣機計量計費對NGV汽車加氣（如下圖）。

液壓CNG加氣子站的每一單元瓶工作有注油（油推氣）、注油到位（切換閥門）、回油（氣推油回油箱）三個過程。

1、注油：油推氣液壓CNG加氣子站工作原理保留5%容積的剩余氣體3、回油，氣推油2、注液結(jié)束，氣閥門關(guān)閉，注油閥門切換液壓CNG加氣子站工作原理3、回油，氣推油氣體余壓膨脹,將液壓油推回到油箱液壓CNG加氣子站工作原理

液壓CNG子站的工作原理，使其相對于傳統(tǒng)機械活塞式壓縮機CNG子站具有以下天然優(yōu)勢和特點：

一、較機械活塞式壓縮機CNG子站節(jié)能30%～35%；

二、取氣率高達95%；

三、單線加氣，加氣速度較機械活塞式CNG子站快25%～30%；

四、無需儲氣儲氣瓶組（井），節(jié)約建站土地和投資；

五、設(shè)備撬裝化，安裝簡單；

六、標準化程度高，維護經(jīng)濟簡便。

上述優(yōu)點使其逐漸替代傳統(tǒng)機械活塞式子站，成為CNG加氣子站建設(shè)的首選設(shè)備。

液壓CNG加氣子站的特點和優(yōu)勢液壓CNG加氣子站的液壓油箱是常壓容器，拖車鋼瓶是壓力容器，它們之間通過控制閥門連接在一起。設(shè)備注油時，油箱中的液壓油通過油泵注入拖車鋼瓶；設(shè)備回油時，拖車鋼瓶內(nèi)的液壓油，靠鋼瓶內(nèi)剩余CNG膨脹壓力與油箱內(nèi)氣體形成的壓差，流入常壓的油箱。由于油液幾乎不具有可壓縮性和膨脹性，流入油箱的油液使油箱內(nèi)油位上升，油箱上端的氣體通過油箱頂部的呼吸管緩緩排除，油箱內(nèi)的壓力仍然維持常壓，因此對油箱不具有破壞性。拖車鋼瓶與油箱連接示意圖如下：液壓CNG加氣子站的結(jié)構(gòu)特點

和注回油控制原理回油結(jié)束時，流入油箱中的介質(zhì)不再是油液，而是壓縮天然氣，由于壓縮氣體具有膨脹性，所以當壓縮天然氣進入油箱時，會導(dǎo)致油箱內(nèi)壓力升高。設(shè)備正?；赜蜁r，因鋼瓶剩余CNG較少（僅5%），膨脹后壓力僅1MPa左右，加之油箱通過其頂部的呼吸管向外放空釋放壓力，油箱壓力只發(fā)生微小升高，使壓差開關(guān)獲得回油結(jié)束信號，通知總回油閥門關(guān)閉，結(jié)束回油。系統(tǒng)正常的回油過程是：1、自動注回油：

a、設(shè)備自動運行當前單元注油，此時撬體前艙注油氣動球閥、拖車后艙氣動球閥、拖車前艙氣動球閥、橇體前艙總排氣閥打開；

b、當PLC得到注油到位信號時（檢測點：低液位計浮球），橇體前艙注油氣動球閥、拖車前艙氣動球閥關(guān)閉，撬體前艙回油氣動球閥和總回油電磁閥打開，當前注油單元開始回油，同時切換下一單元注油；液壓CNG加氣子站的結(jié)構(gòu)特點

和注回油控制原理c、當PLC得到回油到位信號時（檢測點：油箱壓差開關(guān)），拖車后艙氣動球閥、橇體前艙回油氣動球閥和總回油電磁閥關(guān)閉，一次回油結(jié)束；第二次回油，二次回油結(jié)束后，該單元回油完成；2、手動注回油：

在液位正常情況下，手動注油當前單元，當檢測到注油到位信號時，系統(tǒng)自動停止；進入手動回油，正?；赜彤斍皢卧?，拖車后艙氣動球閥、撬體前艙回油氣動球閥、總回油電磁閥打開，當檢測到回油到位信號時，上述氣動球閥全部關(guān)閉，回油結(jié)束；

當進入油箱內(nèi)的壓縮天然氣壓力很高（鋼瓶剩余CNG遠大于5%），遠遠大于油箱呼吸管排出氣體的能力時，油箱內(nèi)氣壓必將瞬間急速升高，導(dǎo)致油箱安全蓋打開，嚴重時會導(dǎo)致噴油，氣壓超過油箱承受極限時，油箱就會變形甚至破裂。液壓CNG加氣子站的結(jié)構(gòu)特點

和注回油控制原理

拖車從母站到子站，鋼瓶CNG壓力一般在18～20MPa左右，假設(shè)鋼瓶氣壓上限為20MPa，對拖車每只氣瓶注油到其容積的95%，回油結(jié)束時剩余氣壓應(yīng)為1MPa左右，此狀況屬于正?；赜?，不會造成噴油或者損壞油箱的情況發(fā)生；但假如某鋼瓶只注油到容積的50%，便開始回油，回油結(jié)束時剩余氣膨脹后壓應(yīng)為10MPa，即高壓氣體回到油箱，此時狀況往往會造成噴油現(xiàn)象發(fā)生。更極端的情況，如果對拖車某一鋼瓶注油極少或者根本未對其注入液壓油，就開始回油，進入油箱的氣體壓力就非常接近或等于拖車鋼瓶初始壓力，油箱頂部呼吸管來不及排放卸壓，油箱內(nèi)壓力瞬間升高，導(dǎo)致噴油甚至油箱損壞。從上面分析看，凡是注油不足95%就開始回油都將不同程度導(dǎo)致超過1MPa的CNG進入油箱，注油越少，回油結(jié)束時壓力越高，造成的破壞性越大。那么，有哪些情況會導(dǎo)致注油不足就開始回油呢？歸納起來有以下三類：高壓氣體回油箱的幾種情況一）在可控情況下人為操作當我們發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障以及中途需要對設(shè)備檢修，或者未取完氣需要提前換車時，往往通過手動回油，此種情況只要遵循操作規(guī)范，在可控狀態(tài)下的進行操作，一般不會導(dǎo)致噴油、損壞油箱等嚴重后果。二）球閥內(nèi)漏或者相關(guān)元器件故障，或擅自改變系統(tǒng)元器件設(shè)置，將可能發(fā)生高壓氣體回油箱：

◆當拖車后艙氣動球閥內(nèi)漏時（見下圖）；

◆撬體前艙回油氣動球閥、注油氣動球閥內(nèi)漏時；◆系統(tǒng)發(fā)生“雙回油”時（見下圖）；◆擅自變更液位計高、低液位設(shè)置或液位計干簧管出現(xiàn)故障，系統(tǒng)不能獲得“注油到位”信號或獲得信號錯誤時；

◆擅自變更壓差開關(guān)設(shè)定值（過高或過低）或壓差開關(guān)故障，系統(tǒng)不能獲得“回油到位”信號或獲得信號錯誤時；高壓氣體回油箱的幾種情況◆手動回油時誤將未完成回油，或根本未注油取氣的鋼瓶“手動回油”；◆明知拖車氣瓶內(nèi)剩余氣體較多，壓力較高，仍存僥幸心理未加任何防范措施直接對其進行手動回油；拖車后艙氣動球閥內(nèi)漏，對工作單元注油時，液壓油通過泄漏球閥，竄入其他鋼瓶，造成工作單元注不足95%，剩余氣體超過5%，切換回油時，回油結(jié)束，膨脹余壓超過1MPa。拖車后艙氣動球閥內(nèi)漏高壓氣體回油箱的幾種情況“雙回油”即上一單元回油尚未結(jié)束，下一單元注油已到低液位，亦啟動回油?！半p回油”時上一單元回油未結(jié)束，下一單元注油必然不充分，剩余氣體必然超過5%，必將引發(fā)下一單元高壓氣回到油箱。雙回油◆注油時撬體操作臺放手動球散閥未關(guān)閉，高壓氣通過放散回路進入油箱；◆換車時，8號瓶2次回油沒有完成，就提前換雙注回油管到下一臺車。此時“8號瓶2次回油”，實際是就將下一臺車雙數(shù)鋼瓶高壓氣“回”入油箱。高壓氣體回油箱的幾種情況四）拖車鋼瓶內(nèi)剩余氣體較多，氣壓較高時，需要回油的處理方法：無論什么原因引起，當發(fā)現(xiàn)鋼瓶內(nèi)剩余氣體較多（超過5%）需要回油時，必須先關(guān)閉撬體操作臺相應(yīng)管路的手動球閥，在控制柜上操作“手動回油”，然后緩慢開啟手動球閥，通過手動球閥節(jié)流降壓的方式，控制介質(zhì)流入撬體油箱內(nèi)的速度，達到對油箱的保護作用。具體操作應(yīng)遵循：

1、拖車鋼瓶注入油量少于95%多于80%（瓶內(nèi)剩余高壓氣體多余5%，少于20%），時仍需手動回油→嚴格控制手動球閥開啟度（嚴禁全部開啟）小開度分多次，節(jié)流降壓回油→發(fā)現(xiàn)有氣體導(dǎo)入時→立即關(guān)閉手動球閥；以上操作必須在安全員監(jiān)督，設(shè)備員指導(dǎo)下進行。2、當拖車鋼瓶注入油量少于或等于80%（瓶內(nèi)剩余高壓氣體多于或接近20%）→嚴禁直接操作手動回油→請示安全員和設(shè)備員→先將鋼瓶氣體導(dǎo)出安全泄壓，將其壓力降低至4MPa以下→再按“1”操作步驟手動回油。以上操作必須在安全員監(jiān)督，設(shè)備員指導(dǎo)下進行。高壓氣體回油箱的幾種情況◆按《操作手冊》定期檢查拖車氣動球閥、撬體前艙氣動球閥，如有內(nèi)漏必須及時維修或更換；◆隨時觀察液位計浮球是否正常，定期檢查干簧管及線路，發(fā)現(xiàn)異常及時處理；◆定期對控制柜內(nèi)的電磁閥進行灰塵清理，發(fā)現(xiàn)損壞及時更換，防止電磁閥觸發(fā)故障或短路故障；◆定期檢測壓差開關(guān)設(shè)置是否正常，動作是否靈敏可靠，如有異常及時調(diào)整或更換；◆確保持油箱呼吸管上暢通，阻火器應(yīng)定期清洗；◆嚴格控制油箱內(nèi)的油位，確保取氣率在95%左右。切忌為片面追求過高的取氣率（如超過5%），而將油箱上液位設(shè)的過高。致使鋼瓶剩余氣體過少，膨脹壓力過低，回油效率降低，系統(tǒng)回油超時，甚至不能觸發(fā)壓差開關(guān)動作，“回油不結(jié)束”?！羟屑蔀槠孀非筮^低放空排放（氣損），而擅自將回油壓差開關(guān)值設(shè)定過低，元件過于靈敏，回油壓力波動引發(fā)壓差開關(guān)誤動作，產(chǎn)生誤信號，引發(fā)上一鋼瓶回油不充分，繼而引發(fā)下一鋼瓶注油不充分（低于95%）自動回油，高壓氣體回油箱。防范高壓氣體回油箱的預(yù)防措施2012年1月17日，武漢生一起因高壓回油，引起油箱損壞及液壓油噴失。當時在注第3號瓶時，由于3號瓶控制柜的電磁閥故障，引起拖車前艙的氣動球閥未打開，此時設(shè)備一直向3號瓶注油，導(dǎo)致油壓升高但氣壓卻在逐步下降。操作人員發(fā)現(xiàn)該問題后，停止3號瓶注油，此時瓶內(nèi)壓力為18MPa，逐對3號瓶手動回油，油液很快回到油箱后就是高壓氣體進入油箱，由于高壓氣體瞬間膨脹，導(dǎo)致將油箱底部焊縫撕裂損壞，漏油2桶。附油箱變形圖：案例分析：湖北武漢某CNG加氣站2010年5月，設(shè)備正常運行到8號瓶回油，下一車的1號瓶在注油，此時拖車司機著急拉車走，催促操作班長盡快換車，操作班長在8號瓶一次回油后，將雙注油管拔下更換到下一車連接好，然后又將8號瓶后艙的氣動球閥起源管插上，插上瞬間，PLC控制下的8號瓶二次回油開始，導(dǎo)致下一車的8號瓶高壓氣體瞬間沖入油箱，短短6秒時間，鋼瓶氣壓從20MPa降到8MPa，液壓油損失10桶。附噴油圖片：案例分析：新疆某CNG加氣站該站附近是居民區(qū)，天然氣中的氣味引起居民投訴，客戶將設(shè)備橇體油箱的呼吸管通過Φ108的鋼管，經(jīng)3次90度彎折