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CNG母站操作规范

中石油昆仑燃气大庆燃气公司发布

2009-06-10实施

2009-06-10发布

CNG母站操作规范

Q/DQRQ005-2009

Q/DQRQ

中石油昆仑燃气大庆燃气公司企业标准

ICS

目次

前言II

引言III

1范围1

2装置基本工艺流程1

3操作步骤要求1

4操作中应注意的事项9

5操作中异常问题的判断与处理方法10

附 录 A工艺流程图11

A.1CNG母站工艺流程图11

A.2压缩机系统工艺流程图12

附 录 B运行记录13

B.1CNG母站压缩机运行记录13

B.2CNG母站脱水装置运行记录表14

B.3CNG母站加气台帐15

B.4CNG母站脱硫装置运行记录表16

B.5CNG母站站内巡检记录表17

附 录 C主要装置工艺参数18

C.1天然气压缩机系统控制参数表18

C.2润滑油系统控制参数表18

C.3循环冷却水系统控制参数表19

C.4脱水装置控制参数表19

附 录 D异常问题及处理方法20

D.1计量装置异常问题及处理方法对照表20

D.2压缩机的异常问题及处理方法照表20

D.3脱水装置异常问题及处理方法对照表20

D.4空气压缩机常见问题及处理方法对照表21

D.5其它问题及处理方法对照表21

1前言

本标准由大庆燃气公司标准化委员会提出并起草。

本标准主要起草人:

韩世川、纪汉光、苗永健、张维勤、祝明煜、郭彦铭、谢富文、朱圣贤、金凤文、崔宏杰、周军全。

本标准为首次发布。

2引言

站内主要建筑有办公室、车库、锅炉房、配电室、中央控制室、压缩机厂房、水泵房、加气罩棚、调压计量间、避雷塔及消防水泵房。

站内主要设备包括脱硫装置、脱水装置、压缩机组、加气机、冷却水塔、燃气锅炉、空气压缩机、循环水泵等设备。

站内主要操作过程包括计量调压系统操作、脱硫系统操作、脱水系统操作、天然气压缩系统操作、加气机系统操作、仪表风系统操作等。

 

CNG母站操作规范

21 范围

本标准规定了CNG母站的装置基本工艺流程、操作步骤要求、操作中应注意的事项、操作中异常问题的判断与处理方法。

本标准适用于M-3.2/10-250JX型压缩工艺的CNG母站的操作。

22 装置基本工艺流程

上游管道输送来的天然气先经F101阀进站,流经紧急切断阀M0101,进入过滤器过滤,过滤后的天然气经计量调压装置,进入脱硫塔脱硫,当H2S含量达到15mg/Nm3以下时,出脱硫装置后进入脱水装置进行脱水处理,当天然气的露点≤-55℃时,脱水后的天然气进入压缩机的进口缓冲罐,经压缩机压缩加压至20MPa~25MPa,加压后的成品气经压缩机的出口缓冲罐消除脉冲,再通过加气机向管束车充气。

本套装置的工艺操作单元为:

计量调压系统操作、脱硫系统操作、脱水系统操作、天然气压缩系统操作、加气系统操作、仪表风系统操作,流程见本标准中附录A.1。

23 操作步骤要求

计量调压系统操作

流程见图1计量调压装置示意图。

计量装置操作

计量装置由三块计量仪表X0101A、X0101B和X0101C并联组成,正常生产投用计量仪表X0101B和X0101C,此时阀F102关闭,阀F103及阀F104开启,X0101A为备用仪表,天然气经计量后流向调压装置。

调压装置操作

阀F109、阀F112及T0101B构成主调压通路;阀F108、阀F110及T0101A构成备用调压通路;F111控制旁通管路,手动调压。

正常工作时投用主调压通路,调压器的调压步骤是(以主调压通路为例):

关闭阀F201(见本标准中附录A.1),开启调压器T0101B后的放散阀,对调压器T0101B后边管路的气体放散。

图1计量调压装置示意图

手动调节调压器的调整螺丝,顺时针调整压力增加,逆时针调整压力降低。

观察管路上压力表的指示情况,达到设定值时,锁住调压器调整螺丝,缓慢开启F201,调压器调整完毕。

当主调压通路和备用调压通路同时出现故障或维护时,可以启动手动控制的旁通管路临时工作。

排污操作

天然气过滤器L0101B和L0101C每天排污两次,污物直接引入隔油池。

本标准中涉及隔油池内排放物的处理均按危险废弃物处置要求定期清理。

脱硫系统操作

流程见图2脱硫装置流程图。

图2脱硫装置流程图

脱硫塔的置换

关闭球阀F208,使天然气正常进入脱硫塔,不通过临时旁通管路。

缓慢打开阀F204(或F206),同时观察脱硫塔内的压力及温度显示情况,当压力在0.45MPa~1.08MPa之间,温度在25℃左右时,系统处于正常工作状态。

打开脱硫塔的放空阀F212(或F214),用氧含量分析仪测量放空管口的含氧量,当含氧量低于2%时,即为置换合格,同时缓慢关闭放空阀F212(或F214),脱硫塔置换完毕。

脱硫系统开车

两个脱硫塔可以切换使用。

打开脱硫塔A(或B)的入口阀门F204(或F206),使原料天然气进入脱硫塔,缓慢开启脱硫塔出口阀门F203(或F205),脱硫后的天然气流向脱水装置。

每12h对脱硫塔进行一次排污,并填写脱硫操作记录。

脱硫系统停车

先关闭脱硫塔进口阀门F204(或F206),截断进入脱硫塔的气源,再关闭出口阀门F203(或F205)。

缓慢打开放空阀F212(或F214),待压力表指针归零后,关闭放空阀。

然后填写脱硫停车记录。

脱硫剂的再生

将脱硫塔放空阀F212(或F214)打开,缓慢放出塔内余气。

再打开脱硫塔底部的空气进气阀F220(或F221),使空气缓慢进入塔内,此时脱硫塔内的脱硫剂实施自然再生。

脱硫剂再生过程中要注意观察温度表的显示,通过调节F220(或F221)来改变空气的进气量从而控制再生温度,再生温度不得超过60℃。

脱硫剂每月再生一次。

脱硫剂的更换

用测量天然气总硫含量或硫化氢含量的方法判断脱硫剂是否应更换,当脱硫剂再生后天然气总硫含量仍大于200mg/Nm3或硫化氢含量大于15mg/Nm3,则需更换脱硫剂。

更换的方法是:

a)打开排料口,排出旧脱硫剂,同时用水对排出的脱硫剂进行喷淋处理,防止脱硫剂自燃。

b)清扫整理塔内脱硫剂支撑蓖子板、筛网垫等,做好重新装填脱硫剂的准备。

脱硫剂的装填

装填前应在塔内的栅板上铺设一层厚80mm~100mm,φ20mm~φ30mm的瓷球或砾石,再放置一至二层网孔小于5mm的不锈钢丝网,然后在网上放置脱硫剂。

脱硫剂的装填应保证脱硫剂平整、均匀,避免脚踏、挤压。

人进入塔内操作或检查装填情况时应用木板垫在料层上,装填完毕,操作人员出塔后关闭进、出料口,并做好更换脱硫剂记录。

排污操作

缓慢打开脱硫塔排污阀F218(或F219),使其在开启状态下排放20s,然后关闭排污阀F218(或F219),污物经RL01管线进入隔油池。

脱水系统操作

流程及说明见图3脱水装置流程图和表1。

图3脱水装置流程图

表1脱水装置附件名称说明

①前置过滤器

②风冷器

③分离器

④循环风机

⑤主加热器

⑥辅加热器

⑦电热带

⑧后置过滤器

1A塔湿气进气气动阀

2A塔再生气排气气动阀

3A塔再生气进气气动阀

4A塔干气排气气动阀

5B塔湿气进气气动阀

6B塔再生气排气气动阀

7B塔再生气进气气动阀阀

8B塔干气排气气动

9均压气动阀

F1吸附回路安全阀前球阀

F2吸附回路安全阀

F3再生回路安全阀前球阀

F4再生回路安全阀

F5球阀

F6循环风机流量调节阀

F7分离器排污阀

F8前置过滤器排污阀

F9后置过滤器排污阀

11泄压回收排放气动阀

10泄压放散排放气动阀

F10自力式调节阀

F14减压阀前球阀

F15储液罐排污球阀

F16减压阀

F17、F18单向阀

T1再生气排气温度表

T2加热器排气温度表

T3A塔温度表

T4B塔温度表

TS1再生气排气温度传感器

TS2加热器排气温度传感器

TS3冷却器排气温度传感器

TSH1、2加热器表面温度传感器

P1A塔压力表

P2B塔压力表

P3压力表

脱水装置置换操作

设备投入使用前,容器及管线内部为空气,必须用天然气置换。

进气口接入天然气后,气动阀2与6关闭,气动阀1、5和4、8打开,吸附管路升压,缓慢的打开阀F8、F9及气动阀9,对A、B脱水塔及吸附管路置换,至放散口有天然气流出关闭阀F8、F9、气动阀9、4和8。

缓慢打开气动阀2与6及气动阀3与7,此时自力式调节阀前球阀F5应关闭,保持A、B脱水塔压力在0.2MPa。

开启F7阀与F15阀直至排污口有天然气排出时关闭阀F15;开启气动阀11、10、9,直至放散口、泄压排放口有天然气排出时再关闭气动阀11、10、9。

此时,气动阀2、6、3、7关闭,阀门F1、F3、F15、F5、F14处于开启状态,设备的置换完成。

减压操作

  气动阀1和气动阀4关闭,脱水塔B开始吸附。

气动阀10打开,A塔再生气经气动阀3去卸压排放口。

待脱水塔A压力下降至0.1MPa时气动阀10关闭,气动阀11开启3min~5min后关闭,气动阀2打开,接通再生系统对A脱水塔吸附剂进行再生。

吸附操作

  来自管网的天然气经前置过滤器分离出游离水分后,通过气动阀5进入脱水塔B,经过管道式扩散器,气体在吸附床之间被均匀的扩散开,充分地利用干燥介质。

当气体流过干燥床时,水蒸气被吸附到亲水性的干燥剂表面,天然气被干燥到所要求的露点。

净化后的气体从吸附塔出来经气动阀8和后置过滤器到出气口。

加热操作

循环风机与加热器开启。

A脱水塔残留的余气,依靠循环风机作为动力源,通过加热器将温度提高到所要求的195℃。

被加热的再生气体进入A塔床层并均匀地扩散,将水分从干燥剂中蒸发出来。

再生废气经过冷却器冷却,冷凝液在分离器中被分离,气体再次通过循环风机,经加热器加热后导入容器。

当干燥剂中的水分被逐步蒸发后,再生气体出口的温度随之升高,再生气体出口温度升至120℃时,控制器自动发出指令,加热器停止加热。

冷却操作

  加热器停止工作后,循环风机、冷却风机、分离器继续工作,通过不断降低循环再生气体的温度,使脱水塔A内的干燥剂温度逐步降低,当再生气体出口温度降到40℃时,控制器自动发出指令,循环风机、冷却风机、分离器停止工作,终止冷却过程。

  冷却过程中单向阀F17将自动控制补气管路以及成品干气阀门,通过减压阀F16向再生系统充压,使系统压力恒定保持在0.05MPa~0.1MPa。

均压/待机操作

  冷却过程完成后,设备进入均压过程。

气动阀2和气动阀3先关闭,然后均压气动阀9打开,对A塔开始充压,当A塔压力上升至B塔压力时,气动阀9关闭,均压结束,A塔进入待机状态。

切换操作

本装置采用全自动控制切换方式,系统中所有阀门的动作,全部自动完成,循环风机、冷却风机、加热器的工作自动进行。

吸附时间设计为12h,再生时间设计为6h,其中加热时间约4h,冷却时间约2h,再生过程工作时间以达到设定温度为限。

再生程序启动后,加热器出口温度自动控制在180℃~220℃。

脱水塔再生气出口温度上升到120℃~150℃时,加热器自动停止工作。

系统自动执行冷却过程,随着冷却过程的进行,脱水塔再生气出口温度降到40℃~50℃时,循环风机和冷却风机自动停止工作。

控制器发出信号,提示再生工作结束。

装置再生达到温度设定值时操作结束。

当加热或冷却时间可能和上述说明不一致,如果偏差过大,需要分析原因,重新设定参数。

开机操作

首先检查仪表风系统是否正常,控制系统通电后检查各指示灯及参数是否正确。

在控制柜上(控制柜示意图见图4,说明见表2)选择“手动”方式,打开循环风机和冷却风机,检查电机旋转方向是否正确。

循环风机联轴器旋转方向应与其指示一致,冷却器风向应从电机吹向散热器。

确认正确后,重新选择“自动”方式。

按[A塔启动]或[B塔启动],则系统按照预设的参数运行;如果用户按[停机]或故障停机(即PLC系统停机),则系统进入停机均压程序,最后停止运行。

图4脱水装置控制柜示意图(说明表2)

表2脱水装置控制柜示意图说明

序号

符号

标牌字样

序号

符号

标牌字样

1

PV1

Uab

9

SB3

停止

2

PV2

Ubc

10

SB4

紧急停止

3

PV3

Uac

11

HA

声光报警器

4

HMI

触摸屏显示器

12

HL1

故障指示

5

SA1

手动/自动

13

HL2

循环见机

6

SA2

伴热带启停

14

HL3

主加热器

7

SB1

A塔启动

15

HL4

辅加热器

8

SB2

B塔启动

16

HL5

冷却见机

续表2脱水装置控制柜示意图说明(完)

序号

符号

标牌字样

备注

17

HL6

1#电磁阀

A塔湿气进气气动阀

18

HL7

2#电磁阀

A塔再生气排气气动阀

19

HL8

3#电磁阀

A塔再生气进气气动阀

20

HL9

4#电磁阀

A塔干气排气气动阀

21

HL10

5#电磁阀

B塔湿气进气气动阀

22

HL11

6#电磁阀

B塔再生气排气气动阀

23

HL12

7#电磁阀

B塔再生气进气气动阀

24

HL13

8#电磁阀

B塔干气排气气动阀

25

HL14

9#电磁阀

均压气动阀

26

HL15

10#电磁阀

泄压回收排放气动阀

27

HL16

11#电磁阀

泄压放散排放气动阀

装置第一次开机,在系统投入使用之前,应该使两个脱水塔分别作两次6h的再生循环,保证干燥剂具有充分的活性。

在最初的几个循环过程中,观察温度设定参数是否合适,是否需要调整。

如果需要调整可参照“天然气脱水装置LND90自控系统使用说明书”调整。

若所有的设定参数都已达到要求,不需调整,装置便可完全正常地使用了。

停机操作

  装置停止工作时,必须保证干燥再生已经完成,避免干燥剂再生不彻底而造成露点升高。

不能用直接切断电源的方式使装置停止工作,突然断电会造成干燥剂的再生(加热/冷却)阶段无法正常完成。

正确操作是先关闭吸附回路所有进出口阀门,如果再生塔再生工作没有结束,继续让其再生,直至完成再生工作,然后关闭再生塔所有进出口阀门,最后切断电源。

重新工作时,应让已完成再生的脱水塔用于吸附工作。

掉电操作

  要防止由于掉电而造成控制中断的情况发生。

掉电会使加热或冷却过程突然停止,再次通电后,控制将从起始处重新运行。

运行操作说明

  本系统设有“手动”、“自动”两种工作方式。

电伴热带只有手动控制一种方式,当环境温度降低到使冷却器出口管道结冰时,需手动启动电热带加热;当正常工作时,应手动停止电伴热。

手动工作方式:

通常在脱水装置处于调试阶段时使用手动工作方式。

将手动/自动旋钮至于手动位置,此时循环风机、电加热器、冷却风机、阀门均为手动控制。

阀门手动控制必须在手动操作画面操作,循环风机、加热器、冷却风机可以在任何画面操作。

自动工作方式:

系统正常运行时使用自动工作方式。

将手动/自动旋钮置于自动位置,装置处于自动控制状态,电加热器在循环风机运行后启动,在运行的过程中根据加热器出口温度来控制输出。

冷却风机在冷却器出口温度达到35℃时开始运行,冷却器出口温度达到30℃时停止运行。

每1h对脱水装置进行一次巡检,及时填写巡检记录。

排污操作

前置过滤器的排污

打开前置过滤器排污阀F8,使其在开启状态下停留20s,然后缓慢关闭排污阀F8,前置过滤器排污结束。

前置过滤器每1h排污一次。

后置过滤器的排污

打开后置过滤器排污阀F9,使其在开启状态下停留3s~5s,然后缓慢关闭排污阀F9,后置过滤器排污结束。

后置过滤器每周排污一次。

脱水装置储液罐的排污

系统再生时,打开储液罐排污阀F15,使其在开启状态下停留30s,然后关闭排污阀F15,分离器排污结束。

系统再生时,储液罐每小时排污1次。

脱水装置再生时,析出的混合物经RL06管线汇集至RL03管线,进入排污罐,经排污罐的F401阀及RL02管线流至隔油池。

流程见本标准中附录A.1。

天然气压缩系统操作

工艺流程见本标准中附录A.2。

压缩机启机前的准备工作

a)检查压缩机曲轴箱和注油器油位是否在规定范围之内。

b)检查循环水池内水量是否充足。

c)检查空气压缩机是否启动,压力是否正常。

d)检查压缩机进气压力是否处于0.45MPa~1.08MPa之间,若进气压力低于0.45MPa,则不允许启机;若进气压力高于1.08MPa,则需在计量调压装置上进行调压,使其压力低于1.08MPa。

e)如果上述检查参数一切正常,可手动盘车2~3圈,确认各运动机构应轻巧无卡阻。

完成上述工作后方可启动压缩机。

压缩机的启机运行步骤

合上压缩机控制柜内系统总电源开关,电压正常值应为(380±10%)V。

通电后触摸屏进入初始画面(见图5),点击“操作员界面”按钮,进入操作界面(见图6),可以选择系统手动运行或自动运行。

图5触摸屏初始画面示意图图6触摸屏操作界面示意图

先点击“自动状态”按钮,再按下压缩机控制柜(见图7)上的“主机启动”按钮,延时1min,软启动开启,启动完成后自动切换至旁路运行,系统进入正常运行状态。

润滑油压力、冷却水压力、进气压力、各级排气压力及温度等参数信号传入PLC控制装置,监控系统的运行。

如有异常会自动报警直至停机。

实施紧急停机再开机时,急停开关必须先复位。

压缩机运行中,操作人员应巡回检查系统的运行情况,察看运行参数,检查阀门、管路接头等有无泄漏,并作好巡检记录。

压缩机运行工艺参数见本标准中附录C1。

压缩机的控制系统

系统分手动和自动控制,可在操作员界面选择控制方式。

压缩机的手动控制

a)在触摸屏“操作界面”按“手动状态”键,则系统处于手动状态。

b)操作界面中的“水泵运行”键可单独控制水泵启停。

c)操作界面中的“冷却风机运行”键可单独控制冷却风机的启停。

d)操作界面中的“注油器运行”键可单独控制注油器的启停。

e)操作界面中的“油加热器运行”键可单独控制油加热器的启停,当油温大于70℃时,加热器自动停止加热,此时“油加热器运行”按键无效。

  f)操作界面中的“预润滑油泵运行”键可单独控制预润滑油泵的启停。

g)主机手动启动前,先启动水泵、注油器、图7压缩机控制柜示意图

冷却风机、预润滑油泵,且运转参数符合压缩机运

行工艺参数的要求时,按下控制柜上“主机启动”按钮,延时1min后,预润滑油泵停止工作,主机软启动开始运行,启动正常后切换到旁路。

  h)“主机停止”键可单独停止主机。

水泵、注油器和冷却风机在主机停机后延时停机。

主机运行时如果按下“水泵停止”或“注油器停止”或“冷却风机停止”按任意一键时,主机立即停机。

  i)手动控制只能用于维修及调试,手动运行时,无数据比较限制过程和数据比较报警功能,只对外部故障或过载起保护。

压缩机的自动控制

在操作员界面选择自动运行方式,系统处于自动状态。

a)合上各电源断路器,检查软启动、触摸屏显示正常,将功能健“自动”按钮按下,指示灯显示“自动状态”。

b)自动状态下,润滑油温度开始监控。

油温低于5℃时,油加热器自动加热,当油温大于25℃时,加热器自动停止加热。

当油温高于5℃时,按下“主机启动”按钮,此时,水泵电机和风机先启动,延时30s后注油器、预润滑油泵启动,再延时1min,回路阀打开、预润滑油泵停止,软启动开启,起动完成后自动切换至旁路运行,随后延时1min,进气阀打开,回路阀关闭,系统进入正常运行直至加气完毕系统自动停机。

更换压缩机润滑油的操作

压缩机正常停机,待冷却后,取掉呼吸器盖板,打开机身的排污阀,放出润滑油。

向机体内加入等量柴油,启动压缩机运转2min~3min,清洗润滑管路,随后打开排污阀,放出柴油。

观察吸油过滤器及精过滤器的脏污程度,判断是否需要清洗或更换。

将吸油过滤器注满符合规定的润滑油,并安装到位。

向压缩机内加注符合规定的润滑油至标准范围,换油完毕。

压缩机的排污操作

压缩机Ⅰ~Ⅳ级分离器排污方式为自动排污,进出口缓冲器则是手动排污。

压缩机各级分离器排出的油液混合物经RL04及RL05管线汇集到RL03管线进入排污罐,经排污阀F401及RL02管线进入隔油池。

进口缓冲器每4h排污一次,出口缓冲器每8h排污一次。

流程见本标准中附录A.1。

压缩机集油罐的排污

压缩机填料磨损严重时会产生漏气,使油液混合物排入压缩机集油罐,同时填料漏气回收管有发热现象,集油罐的排污需手动操作,打开排污阀直至没有油污流出然后关闭排污阀,要求每天排污一次。

压缩机安全阀放空总管的排污

压缩机安全阀放空总管的底部有一根排污管,填料磨损泄露的气体经集油罐可以进入放空总管,放空总管的排污为手动排污,每天排污一次。

仪表风系统操作

空气压缩机的操作

螺杆式空气压缩机的操作是在ES3000型仪表风控制器面板上完成,其控制面板示意图见图8,说明如下:

1#显示屏数字显示压力。

2#显示屏数字显示温度、加载时间。

3#键是减荷/加载键。

按3键数秒可查看运行总时间,总时间在2显示屏显示。

4#键是空气压缩机停止键。

5#键是编程使用的按键。

6#键是空气压缩机启动键。

7#键是复位键,按下该键,显示复位。

8#键是紧急停止按键。

提示:

控制器LED灯表示机器运行状态。

红色指示灯亮表示空气压缩机故障停机,按复位键红灯熄灭。

黄色指示灯亮表示设备需进行维护。

绿色指示灯亮表示设备正常运行。

图8空气压缩机控制面板示意图

干燥塔的运行操作

为保证压缩空气露点等于或小于-55℃,在空气压缩机后设置空气干燥塔,对压缩空气进行干燥处理,使其露点符合要求。

空气干燥塔流程示意图见图9。

吸附流程:

开启阀F01(或F02),关闭阀F03(或F04)。

压缩后的空气从进气口进入干燥塔,流经阀F01(或F02),从底部进入A(或B)塔进行干燥,干燥后的空气从A(或B)塔顶部流出,气体出A(或B)塔后分为两路,一路流经单向阀K1(或K2),流向出气口,完成干燥过程;一路则流经再生气调节阀JF进入B(或A)塔,供B(或A)塔干燥使用。

再生流程:

开启阀F03(或F04),关闭阀F01(或F02)。

从再生气调节阀JF过来的干燥空气进入A(或B)塔顶部,干燥空气在A(或B)塔顶部热量的作用下将吸附剂中冷凝的水滴蒸发成水蒸汽带走,吸水后的空气则通过A(或B)塔底部阀F03(或F04),经排气消音器到塔外,吸附剂完成再生过程。

干燥塔安装完毕,检查确认连接线路无误,先启动空气压缩机,压力达到0.4MPa后,按下控制面板上的“START/STOP”键,干燥塔开始运行,两塔交替工作,一塔吸附,另一塔再生,停机按“START/STOP”键回到待机状态。

干燥塔的吸附、再生和排污过程是系统自动完成。

加气系统操作

加气前的准备工作

a)将管束车停放在加气区指定的安全作业地点,将牵引车发动机熄火。

b)管束车停到指定位置后,卸开转盘,摇下管束车支腿,让牵引车离开。

c)打开管束车后舱门,并挂好,按下制动控制阀,此时图9空气干燥塔流程示意图

管束车自动刹车装置启动。

d)将静电接地线与管束车的导静电片连接。

e)检查管束车上各高压管件、阀门是否连接牢固,有无泄漏等情况。

f)用未戴手套的手触摸一下静电接地球,放掉身体静电。

h)打开管束车上充气快装接头处的放散阀门,

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