技術引進 中外結合 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，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驗教訓進行了認真的總結，提出了CNG加氣站建設中值得注意的一些基本原則和技術見解，具有一定的參考價值。

1 選擇一流的國際合作伙伴

1． 1 考察和掌握國內同行業發展狀況
　　在天然氣產業的發展中，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的發展步伐，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，高起點、高標準地發展我們的CNG加氣站技術。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加氣站設備（如壓縮機、干燥器等）的生產廠商進行了多次實地考察，從而對國內CNG加氣站技術的發展現狀和技術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的發展趨勢，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，但發展也不平衡，其技術水平和發展狀況參差不齊，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，擇優而為之。

1．2 優選高水平的加氣站設備和技術
　　 通過對各先進國家的CNG壓縮機生產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）生產的橇裝式壓縮機站和售氣機，以及美國CPI公司生產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。這些設備不僅結構合理、技術先進，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化發展的方向。

2 中外結合進行設備配置

　　經過幾年的實踐，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，還要和中國實際相結合，走中外結合的道路，二者缺一不可。根據我們的經驗，應注意以下幾個方面。

2．1 基本原則
2．1．1 保持機組的技術先進性
　　 由于國內在加氣站技術方面的差距，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，在近期內最好采用進口設備，以保持機組的技術先進性。

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標準，盡快修訂行業建站標準，縮短安全距離。另一方面積極采用技術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，提高經濟效益。

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

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節。依據幾年來的經驗，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設備的方式比較合適。因為國產輔機近年來技術水平和產品質量已大大提高，可滿足加氣站的技術要求，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的壓力較大，同一地區不同時間區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，而且要和當地的壓力范圍相匹配。這樣可避免由于管網壓力高，需要降壓后輸入壓縮機而造成資源的浪費。或者管網壓力長期過低，降低了壓縮機的工作效率甚至損壞壓縮機。

2．1．6 適應寒冷地區的特點
　　 我國北方廣大地區屬于寒帶，冬天冰凍季節很長，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的矛盾并不突出，但在青海、新疆、東北等寒冷地區就顯得非常的重要。天然氣脫水后的水露點在工作壓力下必須低于當地最低環境溫度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
　　 建有房子的加氣站，房內應有暖氣設備，露天安裝的橇裝式壓縮機站應在橇裝內安裝取曖保溫裝置。
　　 （3） 采用風冷系統
　　 加氣站中的壓縮機氣缸和級間冷卻，采用風冷方式。在寒冷地區采用水冷方式，冬天水要結冰，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過仔細測算后合理確定。

2．2 工藝設計和設備配置
　　 依據上述基本原則，要采用系統工程技術，進行加氣站的總體和系統設計。這里不能簡單的將幾部分設備連接起來就完事。不僅要依據輸氣管網的壓力、所需供氣的汽車數量而確定壓縮機的基本參數和品牌；依據天然氣的氣質情況和含硫含水狀況，以及當地的最低環境溫度，確定脫硫和脫水干燥的工藝方法以及裝置的結構形式和規格型號；還應以壓縮機的技術參數為基礎，對各個環節的工作壓力、氣體流量和流速、工作溫度，以及管徑、接口狀態等主要參數進行核算、優化和合理匹配；在進行工藝設計時還要考慮系統的運行安全、施工的方便和維修簡單等。在工藝設計和設備配置選型時，還應強調以下幾點：

　　（1） 為了保證加氣站的技術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，可以起到穩定壓縮機入口壓力的作用，所以系統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 逐步國產化和技術創新相結合
　　 （1） 在確保產品質量的前提下分步實施國產化加氣站設備的國產化是產業化發展的必然方向，但由于國內基礎工業的現狀和技術水平所限，短期內在某些關鍵技術方面還難于達到國際先進水平。所以國產化不可能一步到位，只能分步實施，成熟一項，完成一項。這樣穩妥可靠，可保證設備的總體技術水平不會降低。
　　 （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，逐步提高國產化。
　　 （3） 國內能生產的部件盡可能在國內解決，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，技術要求不高，對壓縮機站的總體技術和產品質量影響不大，國內的加工工藝可以滿足要求，所以要盡可能在國內生產以降低成本。
　　 （4） 短期內閥門等關鍵件盡可能采用進口件CNG加氣站的介質是高壓可燃氣體，安全是第一位的，因此，國產化時要注意，在近期內，盡可能的采用高質量的進口高壓氣體閥門和PLG等控制元器件，以保證關鍵環節的可靠性。
　　 （5） 結合國情，通過創新對產品技術進行優化進口設備技術固然先進，但它是按美國標準生產的。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的基礎上，結合我國的具體環境，進行優化和創新。

3 合理解決工程建設的資質問題

　　CNG加氣站及可燃氣體、高壓容器和高壓管道，為了保證建設質量和運行安全，建設單位不僅要按規定辦理一系列的審批手續，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量技術監督部門批準頒發的相應資格證書。

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要求較高，只有乙級以上的設計單位才允許承擔。設計內容，不僅包括設備基礎、配電室、營業室、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容。一般由我方或甲方委托有資質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的合格產品。其他廠家生產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量，直接影響加氣站的運行安全。所以必須具有相應資質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，也有經驗當地天然氣公司的工程施工隊伍進行，確保了加氣站的施工質量和安全生產。

4 加氣站的建站標準

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

4．1 國際標準和國外先進標準
　　 有關壓縮天然氣汽車加氣站的ISO國際標準正在制定，估計年內可能發布。以美國相關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行。主要有：

（1） NFPA52---美國壓縮天然氣汽車燃料系統
（2） NFPA70---美國國家電子標準
這兩個標準為美國國家消防協會（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 國內實施的行業標準
　　 （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范（石油天然氣行業標準）
　　 （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范
　　 （4）CJJ84--2000 汽車用燃氣加氣站技術規范（建設部行業標準）

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

4．4 編制企業標準
　　 由于已經頒布執行的行業標準和地方標準中，都沒有涉及進口橇裝站的內容，為了規范建站施工，提高工作質量，我們依據多年的實踐經驗，在參考了許多相關行業的標準后，制定了自己的企業標準，作為施工和設備安裝的依據。
　　 橇裝式CNG加氣站施工工藝規范（試用）
　　 橇裝式CNG加氣站設備安裝規范（試用）

4．5 西安臨時性地方標準的編制
　　 現行的石油天然氣行業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 標準的技術調研
　　 為了獲取第一手資料，由西安市天然氣汽車產業領導小組辦公室牽頭，主管副市長帶隊，有市建委、市規劃局、市公用事業局、市消防隊等地的加氣和生產加氣設備的廠家，全面掌握了國內CNG汽車技術的發展狀況。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汽車技術的發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值。但考慮到國內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。
　　 由西安市城市規劃管理局、西安市公安局、西安市科學技術委員會和西安市公用事業局聯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，無疑將促進西安的天然氣汽車產業的順利發展。

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，提高售后服務質量，是保證CNG加氣站安全高效運行的重要環節，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，可使出現故障的設備在很短的時間內恢復生產，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和維修中心。從技術力量、人員結構、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，要在最短的時間內做出響應，并到達現場進行搶修。對于出現故障的部件，應先更換保證生產，壞件回公司后再作修理。隨著業務的擴大，可在各地建立一些售后服務的分支機構，逐步形成覆蓋全國的售后服務網，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鍵。我們結合加氣站設備集成生產線的建立，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品，另一方面通過國產化的途徑，逐步用質量可靠的國產件替代，可較好的解決維修備件的長期供應問題。

5．3 加強對用戶技術人員和操作人員的技術培訓
　　 應采取多種途徑和方式方法，加強對用戶的技術人員和操作人員的技術培訓，比如，在建站施工前在公司內組織專門的技術培訓班，對他們進行基礎理論和工作原理的培訓 ；在施工過程中，結合設備安裝和調試對他們進行現場教學，使他們能夠掌握設備的操作技能和基本的維護保養技術；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。現場人員技術水平的提高，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水平和敬業精神
　　 售后服務尤其是現場維修，多數是一個人單槍匹馬去進行。這就要求維修人員技術嫻熟、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水平是保證售后服務質量的關鍵所在。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，確保絕大部分規格型號設備的主要部件可以通用，這是大多數壓縮機生產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和用戶的備件儲備種類和數量，并使維修工作變得更加方便易行。我們引進國外先進技術，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造有利條件。
　　 通過技術引進、中外結合、高起點、高標準建設CNG汽車加氣站的實踐，必將使我們的技術隊伍得到進一步的鍛煉，技術水平得到進一步提高。在密切注意國際先進技術發展方向的基礎上，努力實現國產加氣站設備和技術與國際接軌，為我國CNG汽車產業化發展再做新貢獻