摘要：探讨了5种CNG卸气柱的结构和工艺流程。

关键词： CNG减压橇；  卸气柱；拉断阀

Discussion on Structure of CNG Unloading Column

Abstract: The structures and process flows of five kinds of CNG unloading columns are discussed．

Key words: CNG decompression skid；gas unloading column；break-away coupling

1 概述

当今天然气行业正处于快速发展过程中，尤其是随着西气东输、川气东送、海气登陆等供气格局的形成，沿线CNG加气母站数量猛增，带动了CNG加气母站周边(一般离CNG加气母站不超过200 km)管输天然气未到达城镇的天然气发展。这给CNG的发展带来了很大的契机^[1]。

CNG减压橇的必备附件之一就是卸气柱。卸气柱是从与CNG气瓶车相连的高压胶管(包含高压胶管管子和快装接头)开始，到减压橇CNG进气口之前的阀组和管道部分。由于各个CNG减压橇的设备生产厂家对卸气柱的工艺流程设计不同，虽然主要功能一样，但是从实用和安全两个角度来说，区别很大。

2 卸气柱结构和工艺

2.1 简易卸气柱

简易卸气柱由连接CNG气瓶车的快装接头、高压胶管、主阀、放散阀、连接管道组成。简易卸气柱结构见图l。

简易卸气柱不工作时主阀和放散阀都处于关闭状态，每一个卸气柱在主阀之后通过汇管跟CNG减压橇连接在一起进行供气。当第一辆CNG气瓶车通过快装接头跟卸气柱连接后，打开主阀就可以实现CNG气瓶车往CNG减压橇内供气的功能。由于单辆CNG气瓶车储气量有限，CNG气瓶车内还剩少量余气时就要更换下一辆气瓶车来保持供气。具体操作步骤如下：①当第一辆CNG气瓶车内CNG余气较少时，把第二辆CNG气瓶车跟另一个卸气柱连接起来，做好卸气的准备工作。②先关闭与第一辆CNG气瓶车连接的卸气柱的主阀和CNG气瓶车的出口阀，再打开与第二辆CNG气瓶车相连的卸气柱的主阀和CNG气瓶车的出口阀，使气瓶车对CNG减压橇进行供气。③打开与第一辆CNG气瓶车相连的卸气柱的放散阀(此时放散快装接头与卸气柱主阀之间的CNG气体)，当放散完毕之后，把此卸气柱的快装接头从CNG气瓶车上取下，第一辆CNG气瓶车开去母站充气。

简易卸气柱的工艺结构简单，安全性和维护性都不完善，下面介绍在此工艺流程的基础上改进的卸气柱。

2.2 带拉断阀的卸气柱

近年来，许多城市的CNG储配站曾发生过由于操作工人或驾驶人员误操作，导致卸气柱高压胶管被拉断而引发重大安全事故的情况。可以在胶管接头后面增加一个拉断阀来防止此类事故的发生^[2]。带拉断阀的卸气柱见图2。

拉断阀就是在一定外力下可被拉成两节，拉断后具有自密封功能的阀门。当拉断阀承受的拉力大于额定值时，该阀会自动断开，并且断开处两端自动密封，防止高压胶管被拉断引起泄漏，从而防止意外发生。拉断阀的拉断力大小要适中，如果太小，有可能正常操作时就被拉断；如果太大，又起不到保护作用，因此一般拉断阀的拉断力为400～700 N。

2.3 带双阀的卸气柱

考虑到卸气柱是高压管道系统，其主阀在使用过程中发生内漏时，就要及时更换。由于一般都是2套或3套卸气柱通过高压管道汇合在一起后连接到CNG减压橇的进口，如果某一卸气柱的主阀需要更换时，就要停止所有卸气柱工作并放空高压管道中的CNG。如果不允许CNG减压橇停气，就无法更换阀门。要解决这一问题，可以在卸气柱主阀后面增加一个常开阀(此时主阀成双阀结构)。带双阀的卸气柱见图3。

平时运行时主阀后面的阀门处于常开状态，只有在主阀内漏或其他损坏需进行更换时，关闭常开阀，使得本套卸气柱跟整个卸气系统分开，对主阀进行更换维修。

2.4 带单向阀的卸气柱

在卸气柱卸气过程中，由于工作人员的疏忽，在更换第二辆CNG气瓶车时，误操作将第一辆和第二辆CNG气瓶车所连接的卸气柱主阀同时打开。这时就会造成第二辆车内的CNG反充入第一辆车(尤其是CNG减压橇流量不大的时候)，使得第一辆车内的余气量增加，影响正常运营。为了防止工作人员误操作所带来的问题，可以在卸气柱主阀的前面增加一个单向阀。带单向阀的卸气柱见图4。

双阀结构(主阀后面增加一个常开阀)和带单向阀的工艺流程可以同时存在于一套卸气柱上面，带单向阀和双阀的卸气柱见图5。

2.5 带质量流量计的卸气柱

有些用户考虑到CNG气瓶车卸气的结算问题。要求在卸气柱上增加质量流量计，使得卸气柱上的计量方式跟CNG母站上的计量方式一致(都采用质量流量计)。但一般CNG的结算方式不采用卸气柱上的质量流量计作为贸易计量，而是采用CNG减压橇的中压段的流量计或者卸气前后CNG气瓶车上压降对应的标况体积。

对于在卸气柱上增加质量流量计的工艺。是从CNG加气机的工艺流程借鉴过来的，还应该在流量计之前增加压力表，为卸气柱增加一个箱体，另外，拉断阀、单向阀(此处的单向阀还有防止管道气逆流时，保护质量流量计的作用)必须加装。带质量流量计的卸气柱见图6。

2.6 实际应用情况

实际应用中大部分采用图1和图2的形式，其中图2的形式所占的比例也小。其他方式较少采用，这不仅是因为成本问题，还有以下原因：①高压段增加一个配件就增加了2道焊口，理论上来说增加了2个潜在泄漏点(由于高压管道的焊缝都是100％探伤，只能说是潜在的隐患)；②工作人员常规卸气操作出现错误概率很低，单向阀的作用也很少能体现出来；③很少有用户不允许临时停止CNG减压橇供气，实际上能给设备维修提供时间。随着用户安全及方便维修意识的提高，越来越多的用户希望卸气柱的工艺尽量完善，减少由于工作人员误操作带来的隐患(即减少人为因素)。

3 结论

①用CNG减压橇来临时供气，或是不连续供气(由于维修等原因可以临时停止供气的情况)时，带单向阀的卸气柱工艺是较为合理的，不仅简单，也达到了较高的安全性。

②对于要求严格的用户来说，带单向阀和双阀的卸气柱工艺是较为完善的，不仅安全可靠，也方便维修，具有较高的应用价值。

参考文献：

[1] 薛凯喜．我国天然气行业发展态势[J]．煤气与热力，2011，31(12)：B32-B37．

[2] 王传惠．CNG储配站卸气软管加装拉断阀的研究[J]．煤气与热力，2012，32(7)：Bl5-Bl6．

本文作者：孙清泰

作者单位：天津华迈燃气装备股份有限公司