液压子站如何防止高压气体回油箱(JKGSQTN20120908V1.0)

四川金科液压CNG加气子站

如何防止高压气体回油箱液压CNG加气子站工作原理液压CNG加气子站，不同于传统机械压缩机子站的工作原理，它基于液体具有相对不可压缩的性质，通过高压泵将专用的液压油增压到高压，并注入CNG长管拖车钢瓶中，将拖车钢瓶里的CNG等压置换出来，经加气机计量计费对NGV汽车加气（如下图）。

液压CNG加气子站的每一单元瓶工作有注油（油推气）、注油到位（切换阀门）、回油（气推油回油箱）三个过程。

1、注油：油推气液压CNG加气子站工作原理保留5%容积的剩余气体3、回油，气推油2、注液结束，气阀门关闭，注油阀门切换液压CNG加气子站工作原理3、回油，气推油气体余压膨胀,将液压油推回到油箱液压CNG加气子站工作原理

液压CNG子站的工作原理，使其相对于传统机械活塞式压缩机CNG子站具有以下天然优势和特点：

一、较机械活塞式压缩机CNG子站节能30%～35%；

二、取气率高达95%；

三、单线加气，加气速度较机械活塞式CNG子站快25%～30%；

四、无需储气储气瓶组（井），节约建站土地和投资；

五、设备撬装化，安装简单；

六、标准化程度高，维护经济简便。

上述优点使其逐渐替代传统机械活塞式子站，成为CNG加气子站建设的首选设备。

液压CNG加气子站的特点和优势液压CNG加气子站的液压油箱是常压容器，拖车钢瓶是压力容器，它们之间通过控制阀门连接在一起。设备注油时，油箱中的液压油通过油泵注入拖车钢瓶；设备回油时，拖车钢瓶内的液压油，靠钢瓶内剩余CNG膨胀压力与油箱内气体形成的压差，流入常压的油箱。由于油液几乎不具有可压缩性和膨胀性，流入油箱的油液使油箱内油位上升，油箱上端的气体通过油箱顶部的呼吸管缓缓排除，油箱内的压力仍然维持常压，因此对油箱不具有破坏性。拖车钢瓶与油箱连接示意图如下：液压CNG加气子站的结构特点

和注回油控制原理回油结束时，流入油箱中的介质不再是油液，而是压缩天然气，由于压缩气体具有膨胀性，所以当压缩天然气进入油箱时，会导致油箱内压力升高。设备正常回油时，因钢瓶剩余CNG较少（仅5%），膨胀后压力仅1MPa左右，加之油箱通过其顶部的呼吸管向外放空释放压力，油箱压力只发生微小升高，使压差开关获得回油结束信号，通知总回油阀门关闭，结束回油。系统正常的回油过程是：1、自动注回油：

a、设备自动运行当前单元注油，此时撬体前舱注油气动球阀、拖车后舱气动球阀、拖车前舱气动球阀、橇体前舱总排气阀打开；

b、当PLC得到注油到位信号时（检测点：低液位计浮球），橇体前舱注油气动球阀、拖车前舱气动球阀关闭，撬体前舱回油气动球阀和总回油电磁阀打开，当前注油单元开始回油，同时切换下一单元注油；液压CNG加气子站的结构特点

和注回油控制原理c、当PLC得到回油到位信号时（检测点：油箱压差开关），拖车后舱气动球阀、橇体前舱回油气动球阀和总回油电磁阀关闭，一次回油结束；第二次回油，二次回油结束后，该单元回油完成；2、手动注回油：

在液位正常情况下，手动注油当前单元，当检测到注油到位信号时，系统自动停止；进入手动回油，正常回油当前单元，拖车后舱气动球阀、撬体前舱回油气动球阀、总回油电磁阀打开，当检测到回油到位信号时，上述气动球阀全部关闭，回油结束；

当进入油箱内的压缩天然气压力很高（钢瓶剩余CNG远大于5%），远远大于油箱呼吸管排出气体的能力时，油箱内气压必将瞬间急速升高，导致油箱安全盖打开，严重时会导致喷油，气压超过油箱承受极限时，油箱就会变形甚至破裂。液压CNG加气子站的结构特点

和注回油控制原理

拖车从母站到子站，钢瓶CNG压力一般在18～20MPa左右，假设钢瓶气压上限为20MPa，对拖车每只气瓶注油到其容积的95%，回油结束时剩余气压应为1MPa左右，此状况属于正常回油，不会造成喷油或者损坏油箱的情况发生；但假如某钢瓶只注油到容积的50%，便开始回油，回油结束时剩余气膨胀后压应为10MPa，即高压气体回到油箱，此时状况往往会造成喷油现象发生。更极端的情况，如果对拖车某一钢瓶注油极少或者根本未对其注入液压油，就开始回油，进入油箱的气体压力就非常接近或等于拖车钢瓶初始压力，油箱顶部呼吸管来不及排放卸压，油箱内压力瞬间升高，导致喷油甚至油箱损坏。从上面分析看，凡是注油不足95%就开始回油都将不同程度导致超过1MPa的CNG进入油箱，注油越少，回油结束时压力越高，造成的破坏性越大。那么，有哪些情况会导致注油不足就开始回油呢？归纳起来有以下三类：高压气体回油箱的几种情况一）在可控情况下人为操作当我们发现设备故障以及中途需要对设备检修，或者未取完气需要提前换车时，往往通过手动回油，此种情况只要遵循操作规范，在可控状态下的进行操作，一般不会导致喷油、损坏油箱等严重后果。二）球阀内漏或者相关元器件故障，或擅自改变系统元器件设置，将可能发生高压气体回油箱：

◆当拖车后舱气动球阀内漏时（见下图）；

◆撬体前舱回油气动球阀、注油气动球阀内漏时；◆系统发生“双回油”时（见下图）；◆擅自变更液位计高、低液位设置或液位计干簧管出现故障，系统不能获得“注油到位”信号或获得信号错误时；

◆擅自变更压差开关设定值（过高或过低）或压差开关故障，系统不能获得“回油到位”信号或获得信号错误时；高压气体回油箱的几种情况◆手动回油时误将未完成回油，或根本未注油取气的钢瓶“手动回油”；◆明知拖车气瓶内剩余气体较多，压力较高，仍存侥幸心理未加任何防范措施直接对其进行手动回油；拖车后舱气动球阀内漏，对工作单元注油时，液压油通过泄漏球阀，窜入其他钢瓶，造成工作单元注不足95%，剩余气体超过5%，切换回油时，回油结束，膨胀余压超过1MPa。拖车后舱气动球阀内漏高压气体回油箱的几种情况“双回油”即上一单元回油尚未结束，下一单元注油已到低液位，亦启动回油。“双回油”时上一单元回油未结束，下一单元注油必然不充分，剩余气体必然超过5%，必将引发下一单元高压气回到油箱。双回油◆注油时撬体操作台放手动球散阀未关闭，高压气通过放散回路进入油箱；◆换车时，8号瓶2次回油没有完成，就提前换双注回油管到下一台车。此时“8号瓶2次回油”，实际是就将下一台车双数钢瓶高压气“回”入油箱。高压气体回油箱的几种情况四）拖车钢瓶内剩余气体较多，气压较高时，需要回油的处理方法：无论什么原因引起，当发现钢瓶内剩余气体较多（超过5%）需要回油时，必须先关闭撬体操作台相应管路的手动球阀，在控制柜上操作“手动回油”，然后缓慢开启手动球阀，通过手动球阀节流降压的方式，控制介质流入撬体油箱内的速度，达到对油箱的保护作用。具体操作应遵循：

1、拖车钢瓶注入油量少于95%多于80%（瓶内剩余高压气体多余5%，少于20%），时仍需手动回油→严格控制手动球阀开启度（严禁全部开启）小开度分多次，节流降压回油→发现有气体导入时→立即关闭手动球阀；以上操作必须在安全员监督，设备员指导下进行。2、当拖车钢瓶注入油量少于或等于80%（瓶内剩余高压气体多于或接近20%）→严禁直接操作手动回油→请示安全员和设备员→先将钢瓶气体导出安全泄压，将其压力降低至4MPa以下→再按“1”操作步骤手动回油。以上操作必须在安全员监督，设备员指导下进行。高压气体回油箱的几种情况◆按《操作手册》定期检查拖车气动球阀、撬体前舱气动球阀，如有内漏必须及时维修或更换；◆随时观察液位计浮球是否正常，定期检查干簧管及线路，发现异常及时处理；◆定期对控制柜内的电磁阀进行灰尘清理，发现损坏及时更换，防止电磁阀触发故障或短路故障；◆定期检测压差开关设置是否正常，动作是否灵敏可靠，如有异常及时调整或更换；◆确保持油箱呼吸管上畅通，阻火器应定期清洗；◆严格控制油箱内的油位，确保取气率在95%左右。切忌为片面追求过高的取气率（如超过5%），而将油箱上液位设的过高。致使钢瓶剩余气体过少，膨胀压力过低，回油效率降低，系统回油超时，甚至不能触发压差开关动作，“回油不结束”。◆切忌为片面追求过低放空排放（气损），而擅自将回油压差开关值设定过低，元件过于灵敏，回油压力波动引发压差开关误动作，产生误信号，引发上一钢瓶回油不充分，继而引发下一钢瓶注油不充分（低于95%）自动回油，高压气体回油箱。防范高压气体回油箱的预防措施2012年1月17日，武汉生一起因高压回油，引起油箱损坏及液压油喷失。当时在注第3号瓶时，由于3号瓶控制柜的电磁阀故障，引起拖车前舱的气动球阀未打开，此时设备一直向3号瓶注油，导致油压升高但气压却在逐步下降。操作人员发现该问题后，停止3号瓶注油，此时瓶内压力为18MPa，逐对3号瓶手动回油，油液很快回到油箱后就是高压气体进入油箱，由于高压气体瞬间膨胀，导致将油箱底部焊缝撕裂损坏，漏油2桶。附油箱变形图：案例分析：湖北武汉某CNG加气站2010年5月，设备正常运行到8号瓶回油，下一车的1号瓶在注油，此时拖车司机着急拉车走，催促操作班长尽快换车，操作班长在8号瓶一次回油后，将双注油管拔下更换到下一车连接好，然后又将8号瓶后舱的气动球阀起源管插上，插上瞬间，PLC控制下的8号瓶二次回油开始，导致下一车的8号瓶高压气体瞬间冲入油箱，短短6秒时间，钢瓶气压从20MPa降到8MPa，液压油损失10桶。附喷油图片：案例分析：新疆某CNG加气站该站附近是居民区，天然气中的气味引起居民投诉，客户将设备橇体油箱的呼吸管通过Φ108的钢管，经3次90度弯折