技術(shù)引進 中外結(jié)合 高起點高標準建設CNG汽車加氣站

西安天潔航天科技股份有限公司（710061） 劉錫麟

　　摘要：本文詳細論述了引進先進技術(shù)，進行國際合作，高起點高標準建設加氣站的實踐過程，對多年從事加氣站建設的經(jīng)驗教訓進行了認真的總結(jié)，提出了CNG加氣站建設中值得注意的一些基本原則和技術(shù)見解，具有一定的參考價值。

1 選擇一流的國際合作伙伴

1． 1 考察和掌握國內(nèi)同行業(yè)發(fā)展狀況
　　在天然氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中，我國起步較晚，和國際先進國家有著較大差距。為了緊跟國際先進技術(shù)的發(fā)展步伐，盡快縮短和先進國家的距離，我們就必須積極通過和國外合作的途徑，引進先進技術(shù)，高起點、高標準地發(fā)展我們的CNG加氣站技術(shù)。因此，我們首先對四川、河北廊坊、新疆等地已建成的加氣站和國內(nèi)加氣站設備（如壓縮機、干燥器等）的生產(chǎn)廠商進行了多次實地考察，從而對國內(nèi)CNG加氣站技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)水平有了全面的了解。在此基礎上，積極與國外許多加氣站設備供應商進行了廣泛接觸。尤其是，通過對美國安吉公司、艾里爾公司、意大利新比隆公司、加拿大的克勞斯公司、IMW公司、新西蘭的英特邁克公司等廠商的實地考察，他們所生產(chǎn)的機器設備和所建加氣站給我們留下了深刻的印象。對各自的技術(shù)狀況進行了認真細致的分析對比后，使我們了解了國際加氣站技術(shù)的發(fā)展趨勢，看到了我們的差距所在。同時我們也認識到，雖然先進國家的總體水平較高，但發(fā)展也不平衡，其技術(shù)水平和發(fā)展狀況參差不齊，良莠不一落千丈。 就要求我們在選擇合作伙伴時，一定要全面考察認真分析，擇優(yōu)而為之。

1．2 優(yōu)選高水平的加氣站設備和技術(shù)
　　 通過對各先進國家的CNG壓縮機生產(chǎn)商和加氣站設備集成商的全面考察和分析對比后，我們感到美國艾里爾公司（ARIEL）生產(chǎn)的水平對稱平衡式CNG壓縮機，美國安吉公司（ANGI）和加拿大的克勞斯公司（KRAUS）生產(chǎn)的橇裝式壓縮機站和售氣機，以及美國CPI公司生產(chǎn)的站用儲氣裝置等加氣站設備，屬國際著名品牌，代表了國際一流水平。這些設備不僅結(jié)構(gòu)合理、技術(shù)先進，而且用戶普遍反映，由于自動化程度較高，操作運行簡單，工作安全可靠、故障率低維護費用小。所以受到各國加氣站用戶的普遍歡迎，市場占有率較高。因此我們決定選用此類加氣設備作為我們國產(chǎn)化發(fā)展的方向。

2 中外結(jié)合進行設備配置

　　經(jīng)過幾年的實踐，我們認為要建設高起點高標準的加氣站，既要引進先進技術(shù)，還要和中國實際相結(jié)合，走中外結(jié)合的道路，二者缺一不可。根據(jù)我們的經(jīng)驗，應注意以下幾個方面。

2．1 基本原則
2．1．1 保持機組的技術(shù)先進性
　　 由于國內(nèi)在加氣站技術(shù)方面的差距，要建設高起點高標準的加氣站，我們以為加氣站的主機，如橇裝式壓縮機站，至少是壓縮機組，在近期內(nèi)最好采用進口設備，以保持機組的技術(shù)先進性。

2．1．2 減少加氣站占地面積
　　 土地資源，尤其是城市的建設用地非常寶貴，必須節(jié)約。因此為了減少加氣站的占地面積，一方面應參考國外技術(shù)標準，盡快修訂行業(yè)建站標準，縮短安全距離。另一方面積極采用技術(shù)先進的橇裝式壓縮機站，露天安裝，盡可能少建或不建永久性建筑，也可降低加氣站的投資，提高經(jīng)濟效益。

2．1．3 確保設備運行安全
　　 國內(nèi)標準通過距離保證安全，既是由于國內(nèi)加氣站設備的技術(shù)水平所限，也有認識上的局限性。為了確保加氣站的運行安全，關(guān)鍵是采用先進技術(shù)，通過嚴格的質(zhì)量控制，提高設備和系統(tǒng)的安全可靠性。

2．1．4 降低設備的投資費用
　　 設備費用在加氣站的總投資中占的比例很大，如何降低設備費用，是減少加氣站投資的重要環(huán)節(jié)。依據(jù)幾年來的經(jīng)驗，我們認為主機進口，輔機如脫水干燥設備、脫硫設備、儲氣設備等采用國產(chǎn)設備的方式比較合適。因為國產(chǎn)輔機近年來技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量已大大提高，可滿足加氣站的技術(shù)要求，而價格卻比進口設備低的多。

2． 1。5 入口壓力較寬適應能力強
　　 加氣站壓縮機選型時應注意，入口壓力要寬適應能力較強。因為適于建站的城市天然氣管網(wǎng)的壓力較大，同一地區(qū)不同時間區(qū)段的壓力波動也比較大，因此壓縮機入口壓力范圍要寬一些，而且要和當?shù)氐膲毫Ψ秶�相匹配。這樣可避免由于管網(wǎng)壓力高，需要降壓后輸入壓縮機而造成資源的浪費�；蛘吖芫W(wǎng)壓力長期過低，降低了壓縮機的工作效率甚至損壞壓縮機。

2．1．6 適應寒冷地區(qū)的特點
　　 我國北方廣大地區(qū)屬于寒帶，冬天冰凍季節(jié)很長，因此在建站時必須考慮它的特殊性。
　　 （1） 天然氣深度脫水
　　 天然氣的脫水干燥在一般地區(qū)的矛盾并不突出，但在青海、新疆、東北等寒冷地區(qū)就顯得非常的重要。天然氣脫水后的水露點在工作壓力下必須低于當?shù)刈畹铜h(huán)境溫度50C以下，大約在--200C以下。這對脫水干燥裝置提出敢很高的要求。
　　 （2） 安裝保溫系統(tǒng)
　　 建有房子的加氣站，房內(nèi)應有暖氣設備，露天安裝的橇裝式壓縮機站應在橇裝內(nèi)安裝取曖保溫裝置。
　　 （3） 采用風冷系統(tǒng)
　　 加氣站中的壓縮機氣缸和級間冷卻，采用風冷方式。在寒冷地區(qū)采用水冷方式，冬天水要結(jié)冰，維護工作量很大，很麻煩，應盡可能地采用風冷方式。

2．1．7 儲氣瓶組容量應和壓縮機匹配
　　 設置儲氣瓶組的容量既要考慮汽車加氣量，又必須和壓縮機的排氣量相匹配。過小的儲氣瓶組容量，會造成壓縮機的頻繁起動，影響壓縮機的使用壽命；過大的儲氣容量，雖然在加氣高峰可和壓縮機一起解決供氣量不足的矛盾，但隨著儲氣容量的增大，每次壓縮機充滿儲氣瓶組的時間會大大延長，往往儲氣瓶壓力還沒有達到20Mpa以上，就必須起動壓縮機給汽車加氣，而造成儲氣容積的浪費。因此儲氣瓶組的容積應經(jīng)過仔細測算后合理確定。

2．2 工藝設計和設備配置
　　 依據(jù)上述基本原則，要采用系統(tǒng)工程技術(shù)，進行加氣站的總體和系統(tǒng)設計。這里不能簡單的將幾部分設備連接起來就完事。不僅要依據(jù)輸氣管網(wǎng)的壓力、所需供氣的汽車數(shù)量而確定壓縮機的基本參數(shù)和品牌；依據(jù)天然氣的氣質(zhì)情況和含硫含水狀況，以及當?shù)氐淖畹铜h(huán)境溫度，確定脫硫和脫水干燥的工藝方法以及裝置的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格型號；還應以壓縮機的技術(shù)參數(shù)為基礎，對各個環(huán)節(jié)的工作壓力、氣體流量和流速、工作溫度，以及管徑、接口狀態(tài)等主要參數(shù)進行核算、優(yōu)化和合理匹配；在進行工藝設計時還要考慮系統(tǒng)的運行安全、施工的方便和維修簡單等。在工藝設計和設備配置選型時，還應強調(diào)以下幾點：

　�。�1） 為了保證加氣站的技術(shù)先進性和工作的安全可靠性，我們主張加氣站的主機，主要是橇裝式壓縮機站和售氣機采用進口設備；輔機，包括電機啟動器、脫硫裝置、脫水裝置、儲氣瓶組等采用國產(chǎn)設備，以便降低加氣站的建設成本。
　　 （2） 為了保證壓縮機的運行安全，延長使用壽命，我們推薦采用低壓前置脫水工藝方案，即將脫水干燥裝置設在壓縮機入口之前。
　　 （3） 由于從安吉公司進口的橇裝式壓縮機站中設置了回收罐，可以起到穩(wěn)定壓縮機入口壓力的作用，所以系統(tǒng)設計中不需在壓縮機前設置容積較大的緩沖罐。
　　 （4） 地下高壓管線采用焊接方式連接，經(jīng)過探傷和壓力氣密試驗，安全可靠不留隱患，地上高壓管線的連接采用卡套式連接方式，便于維修更換。

2． 3 逐步國產(chǎn)化和技術(shù)創(chuàng)新相結(jié)合
　　 （1） 在確保產(chǎn)品質(zhì)量的前提下分步實施國產(chǎn)化加氣站設備的國產(chǎn)化是產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的必然方向，但由于國內(nèi)基礎工業(yè)的現(xiàn)狀和技術(shù)水平所限，短期內(nèi)在某些關(guān)鍵技術(shù)方面還難于達到國際先進水平。所以國產(chǎn)化不可能一步到位，只能分步實施，成熟一項，完成一項。這樣穩(wěn)妥可靠，可保證設備的總體技術(shù)水平不會降低。
　　 （2） 先采用SKD（semi knock down部分拆散）方式進行部件組裝，逐步提高國產(chǎn)化率對于主機中的壓縮機組和售氣機，先采用SKD方式進行部件組裝。在熟悉組裝工藝的基礎上，由外到里，由易到難，逐步提高國產(chǎn)化。
　　 （3） 國內(nèi)能生產(chǎn)的部件盡可能在國內(nèi)解決，以降低成本比如橇裝箱體、橇裝底座、進排風箱、回收罐、電機起動器等部件，技術(shù)要求不高，對壓縮機站的總體技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量影響不大，國內(nèi)的加工工藝可以滿足要求，所以要盡可能在國內(nèi)生產(chǎn)以降低成本。
　　 （4） 短期內(nèi)閥門等關(guān)鍵件盡可能采用進口件CNG加氣站的介質(zhì)是高壓可燃氣體，安全是第一位的，因此，國產(chǎn)化時要注意，在近期內(nèi)，盡可能的采用高質(zhì)量的進口高壓氣體閥門和PLG等控制元器件，以保證關(guān)鍵環(huán)節(jié)的可靠性。
　　 （5） 結(jié)合國情，通過創(chuàng)新對產(chǎn)品技術(shù)進行優(yōu)化進口設備技術(shù)固然先進，但它是按美國標準生產(chǎn)的。一些地方，比如美國的許多加氣站不設置脫硫和脫水裝置，而且每個站都是單機運行，不設置備用機等。諸如此類的設計并不一定適合我國的實際情況。所以必須在消化吸收進口技術(shù)的基礎上，結(jié)合我國的具體環(huán)境，進行優(yōu)化和創(chuàng)新。

3 合理解決工程建設的資質(zhì)問題

　　CNG加氣站及可燃氣體、高壓容器和高壓管道，為了保證建設質(zhì)量和運行安全，建設單位不僅要按規(guī)定辦理一系列的審批手續(xù)，而且工藝設計、工程設計、設備制造、建設施工單位都必須具備國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門批準頒發(fā)的相應資格證書。

3．1 CNG加氣站的工藝設計
　　 加氣站的工藝設計屬于高壓燃氣設計范疇，包括總體設計、設備選型和配置、管道和閥件的計算和選配等項工作。必須由具有燃氣設計資格的單位來承擔。這種資質(zhì)只有一些實力雄厚的甲級設計院才有資格取得。為此我們便和這些設計院密切合作，由我方提供設計方案、平面布置、設備選型和配置等技術(shù)資料，然后由對方承擔總體和工藝設計。從而妥善的解決了設計資質(zhì)問題。

3．2 加氣站的工程設計
　　 加氣站的工程設計，不同于一般的房屋設計，它對燃氣的防爆安全技術(shù)要求較高，只有乙級以上的設計單位才允許承擔。設計內(nèi)容，不僅包括設備基礎、配電室、營業(yè)室、加氣島、壓縮機房、以及控制、動力和照明、防雷防靜電接地等電路設計，還應包括水、暖和消防設施等設計內(nèi)容。一般由我方或甲方委托有資質(zhì)的工程設計單位進行，或者由上述工藝設計院同時完成。

3．3 壓力容器類設備制造資格
　　 加氣站中的許多重要設備，如脫水干燥裝置、脫硫裝置、儲氣瓶組和回收罐等都屬于壓力容器。為了保證加氣站的運行和安全，對于進口設備，不但要求制造商具有相應的資格，設計制造符合ASME標準要求，還必須取得中國進口許可證；國產(chǎn)設備必須選用有壓力容器制造許可證的國家定點廠商所生產(chǎn)的合格產(chǎn)品。其他廠家生產(chǎn)的設備哪怕價格低也決不選用。這一原則決不能放松。

3．4 燃氣和高壓管道及設備的安裝施工
　　 燃氣和高壓管道及設備的安裝施工質(zhì)量，直接影響加氣站的運行安全。所以必須具有相應資質(zhì)的施工隊伍才能承建。我們一般都選用有三類壓力容器制造和安裝資格的單位進行施工，通常委托具有資質(zhì)，也有經(jīng)驗當?shù)靥烊粴夤�司的工程施工隊伍進行，確保了加氣站的施工質(zhì)量和安全生產(chǎn)。

4 加氣站的建站標準

　　加氣站的相關(guān)標準，是各個國家多年來在加氣站設備制造和建站方面的經(jīng)驗總結(jié)，是我們從事CNG加氣站這個行業(yè)所應遵循的法律依據(jù)，也是加氣站安全的基本保證，必須不打折扣的嚴格執(zhí)行。

4．1 國際標準和國外先進標準
　　 有關(guān)壓縮天然氣汽車加氣站的ISO國際標準正在制定，估計年內(nèi)可能發(fā)布。以美國相關(guān)標準為代表的國外先進標準，已被許多國家所接受并被參照執(zhí)行。主要有：

（1） NFPA52---美國壓縮天然氣汽車燃料系統(tǒng)
（2） NFPA70---美國國家電子標準
這兩個標準為美國國家消防協(xié)會（NFPA）所制定。
（3） ASME/ANS/B31。3---美國化工和煉油廠管道標準
（4） ASME8---美國鍋爐和壓力容器標準
這兩個標準為美國機械工程師學會所制定。

4．2 國內(nèi)實施的行業(yè)標準
　　 （1）SY/T7546--1996 汽車用壓縮天然氣
　　 （2）SY0092--1998 汽車用壓縮天然氣加氣站設計規(guī)范（石油天然氣行業(yè)標準）
　　 （3）SY4060--1993 天然氣凈化裝置設備與管道安裝工程施工及驗收規(guī)范
　　 （4）CJJ84--2000 汽車用燃氣加氣站技術(shù)規(guī)范（建設部行業(yè)標準）

4．3 部分地區(qū)使用的地方標準
　　 （1） 四川地方標準
　　 DB51/5031--1996 車用壓縮天然氣充裝站建設技術(shù)規(guī)范
　　 （2） 西安地方標準
　　 市城規(guī)字[1999]第089號 西安市天然氣汽車加氣站建設暫行規(guī)定

4．4 編制企業(yè)標準
　　 由于已經(jīng)頒布執(zhí)行的行業(yè)標準和地方標準中，都沒有涉及進口橇裝站的內(nèi)容，為了規(guī)范建站施工，提高工作質(zhì)量，我們依據(jù)多年的實踐經(jīng)驗，在參考了許多相關(guān)行業(yè)的標準后，制定了自己的企業(yè)標準，作為施工和設備安裝的依據(jù)。
　　 橇裝式CNG加氣站施工工藝規(guī)范（試用）
　　 橇裝式CNG加氣站設備安裝規(guī)范（試用）

4．5 西安臨時性地方標準的編制
　　 現(xiàn)行的石油天然氣行業(yè)標準和四川省標準都有一定的局限性，難于解決西安建站中出現(xiàn)的一些問題。為了加快建站速度，1999年西安市決定在國家標準出臺前，先編制西安臨時地方標準。

4．5．1 西安地方標準需要解決的問題
　　 （1） 如何減少土地使用面積，節(jié)約城市寶貴的土地資源，同時解決征地難和投資大的問題。
　　 （2） 為解決油氣混合站的建站問題。在有條件的原加油站的基礎上擴建，可能是今后大量加氣站建設的必然趨勢。
　　 （3） 如何滿足和解決國外先進的橇裝式加氣站的建設標準問題。
　　 （4） 解決子母站和移動加氣站問題。

4．5．2 標準的技術(shù)調(diào)研
　　 為了獲取第一手資料，由西安市天然氣汽車產(chǎn)業(yè)領導小組辦公室牽頭，主管副市長帶隊，有市建委、市規(guī)劃局、市公用事業(yè)局、市消防隊等地的加氣和生產(chǎn)加氣設備的廠家，全面掌握了國內(nèi)CNG汽車技術(shù)的發(fā)展狀況。在此基礎上，又出國考察了美國、加拿大、意大利、澳大利亞、新西蘭、馬來西亞等國，對國際CNG汽車技術(shù)的發(fā)展方向有了全面的了解。為西安標準的編制奠定了良好的基礎。

4．5．3 標準的制定原則
　　 （1） 以建設部標準報批稿為藍本，因為它有油氣混合的內(nèi)容，且安全距離比四川標準大大縮短，可減少加氣站占地面積。
　　 （2） 在油氣混合站中不要和已有的加油站標準相沖突。
　　 （3） 參考國外先進標準，縮短部分安全間距數(shù)值。但考慮到國內(nèi)的接受能力和認識過程，不能全部照搬。
　　 （4） 既要滿足國外橇裝式加氣站，也要適用國產(chǎn)開放式加氣站。
　　 （5） 不主張采用氣井和地下儲氣瓶儲氣方式。
　　 （6） 原標準中對目前建站中難以涉及的一些距離指標予以保留，以便容易評審通過。
　　 （7） 按照"標準、簡要、適用、可操作性強的原則"進行編制。
　　 由西安市城市規(guī)劃管理局、西安市公安局、西安市科學技術(shù)委員會和西安市公用事業(yè)局聯(lián)合頒布的西安臨時地方標準，即《西安市天然氣汽車加氣站建設暫行規(guī)定》，使消防等政府部門的審批，建設單位的施工，都有了法律依據(jù)，無疑將促進西安的天然氣汽車產(chǎn)業(yè)的順利發(fā)展。

5 強化售后服務工作

　　完善售后服務體系，強化售后服務工作，提高售后服務質(zhì)量，是保證CNG加氣站安全高效運行的重要環(huán)節(jié)，必須引起高度重視。在國外考察中我們注意到，國外的CNG加氣站通常都是單機組運行，幾乎不到象國內(nèi)那樣"開一備一"的情況。為什么呢？我們分析，降低加氣站的投資費用是其一，設備技術(shù)先進、安全可靠是其二，但更重要的是他們的售后服務體系完善，可使出現(xiàn)故障的設備在很短的時間內(nèi)恢復生產(chǎn)，為此我們應從以下幾方面進行加強。

5．1 建立快速反應機構(gòu)和維修中心
　　 作為加氣站設備集成商，尤其是進口設備的獨家代理商，公司要組建售后服務的快速反應機構(gòu)和維修中心。從技術(shù)力量、人員結(jié)構(gòu)、設備配置、維修工具和車輛配備等方面，都要適應快速反應的需要。對用戶的售后服務和設備維修請求，要在最短的時間內(nèi)做出響應，并到達現(xiàn)場進行搶修。對于出現(xiàn)故障的部件，應先更換保證生產(chǎn)，壞件回公司后再作修理。隨著業(yè)務的擴大，可在各地建立一些售后服務的分支機構(gòu)，逐步形成覆蓋全國的售后服務網(wǎng)，快速反應的能力必將進一步提高。

5．2 準備充足的維修備件供應
　　 為了保證售后服務的快速反應，充足的維修備件儲備和供應是關(guān)鍵。我們結(jié)合加氣站設備集成生產(chǎn)線的建立，準備充足的備件是不成問題的。另外，對于進口件，一方面可選用多家廠商的同類產(chǎn)品，另一方面通過國產(chǎn)化的途徑，逐步用質(zhì)量可靠的國產(chǎn)件替代，可較好的解決維修備件的長期供應問題。

5．3 加強對用戶技術(shù)人員和操作人員的技術(shù)培訓
　　 應采取多種途徑和方式方法，加強對用戶的技術(shù)人員和操作人員的技術(shù)培訓，比如，在建站施工前在公司內(nèi)組織專門的技術(shù)培訓班，對他們進行基礎理論和工作原理的培訓 ；在施工過程中，結(jié)合設備安裝和調(diào)試對他們進行現(xiàn)場教學，使他們能夠掌握設備的操作技能和基本的維護保養(yǎng)技術(shù)；在以后的售后服務中，再進一步提高他們的故障診斷和維修技術(shù)�，F(xiàn)場人員技術(shù)水平的提高，既可保證設備的正常運行，也可減小售后服務的壓力和工作量。

5．4 不斷提高售后服務人員的技術(shù)水平和敬業(yè)精神
　　 售后服務尤其是現(xiàn)場維修，多數(shù)是一個人單槍匹馬去進行。這就要求維修人員技術(shù)嫻熟、一專多能，不僅能夠處理機械故障、電器故障、氣路故障，還應具有能夠通過系統(tǒng)分析判斷解決問題的能力。因此不斷提高售后服務人員的技術(shù)水平是保證售后服務質(zhì)量的關(guān)鍵所在。同時售后服務又是非常辛苦的工作，常年在外奔波，需要有敬業(yè)精神和吃苦耐勞的毅力，這也是做好售后服務工作的有力保證。

5．5 進一步提高設備的標準化程度
　　 進一步提高設備的標準化程度，確保絕大部分規(guī)格型號設備的主要部件可以通用，這是大多數(shù)壓縮機生產(chǎn)商和加氣站設備集成商，正在努力進行的一項重要工作。這個工作做好了，可以大大減少維修機構(gòu)和用戶的備件儲備種類和數(shù)量，并使維修工作變得更加方便易行。我們引進國外先進技術(shù)，進行加氣站設備的集成，更要在提高標準化程度上下功夫，為將售后服務工作做得更好而創(chuàng)造有利條件。
　　 通過技術(shù)引進、中外結(jié)合、高起點、高標準建設CNG汽車加氣站的實踐，必將使我們的技術(shù)隊伍得到進一步的鍛煉，技術(shù)水平得到進一步提高。在密切注意國際先進技術(shù)發(fā)展方向的基礎上，努力實現(xiàn)國產(chǎn)加氣站設備和技術(shù)與國際接軌，為我國CNG汽車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展再做新貢獻