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CNG加气站标准站的详细工艺流程

CNG 加气站标准站的详细工艺流程
CNG 加气站 系统组成和基本设备配置 油 脱水干燥等工序 缩前 分 净化干燥系统主要包括除尘 脱硫 脱

前置处理和 置处理两类形式 严格讲 压缩系统 每级压

冷凝除油过程也 归于净化系统

所谓前置处理 即 而所谓 置处理 即

压缩前对天 气 干燥和净化 目 压缩 对压缩天 气

保护压缩机 正常运行; 保证所售气质 纯净

净化和干燥 其目

确保 发动机 燃烧良好 对售气系统 损害

会对发动机产生任何危害 同时也 避免 能出现

两种净化干燥处理方式 应用来看 基本上都有采用 种

即 同时应用 也 只采用其

种 从目前国内外实际 种趋势 样

而且近年来前置处理 方式逐步成

保护加气站 核心设备---压缩机 会受 腐蚀和损坏

脱水干燥 方式还 按脱水装置 CNG 加气站工艺流程 高压脱水三种 三种脱水方式都能达 车用 CNG 脱水要求

位置 分 低压

压和

(1) 低压脱水 脱水装置 压缩机 进口处 由于被干燥气体压力低 水含量高 因此 水工艺 特点 种类型脱

干燥剂 再生采用闭式循环回路 整 脱水装置包括 2 台充填分子筛干

燥剂 干燥器 1 台循环风机 1 台冷却器 1 台分离器和 1 台加热器 分子筛干燥剂 再 生系统通过风机反复循环 定量 气体来完成 种方式 脱水装置 由于受再生条件

制约 要达 低于-60 摄氏度(标准状态下)有 定 困难

(2)

压脱水 间级出口处 根据压缩机入口压力 高低 确定放置 般来说 脱水

脱水装置放置 压缩机

级还 二级出口 国内机组 入口压力 0 3Mpa 宜放置 二级出口 压力控制 4.0Mpa 左右比较有利 力下分离掉 又能使设备和管 样既

气体 所含水 大部分 4.0Mpa 左右 压 公称压力级上 约 0.3Mpa 压力下饱和

阀件 压力等级控制 4.0Mpa

4.0MPa 压力下 气体 饱和水含量约 常压下饱和水含量 3% 水含量 10.% 压脱水 干燥剂也 分子筛

(3) 高压脱水 脱水装置放置 压缩机末级出口 通常压力 25MPa 由于气体 所含水 绝大部分已 压缩机 逐级压缩 分离 出去 所 仅相当于常压下饱和水含量 25MPa 力下气相 饱和水含量已非常少

0.91% 约 0.3MPA 压力下饱和水含量 3% 高压脱水仍

需要加热再生 因此 也需要加热器、 冷却器和分离器 其工艺原理流程与 压脱水相同 只 设备尺寸和压力等级 同而已

另外

高压脱水场合

冬季

低气温 低于-7 摄氏度 地区

干燥剂 选用硅胶

降低再生操作温度

对冬季 低温度低于-7 摄氏度 地区 则必须用分子筛干燥剂 尤其 需要深度脱水时高压方式更有其优势 由于高、

低、 、高压脱水各有优缺点

压脱水无法对压缩新进行必要 保护 至使压缩机由于天 气

含水量大而导致严重

故障 现象时有发生 因而 今年来国内外都趋向于采用低压脱水方式

净化干燥系统 设备配置情况 主要依据当地气质来确定 所 对 化和干燥系统 差异 能 规定 气质要求即

同地区来说 净

大 而只要达 行业标准 SY/T7546-96《汽车用压缩天 气》 系统设备 依据 保证经过净化和干燥系统处理

设计和选用

CNG 气体质量达 标准要求

必盲目追求进口设备或者设备 配套齐全

CNG 加气站 核心部分 主要包括: 加气缓冲和废气回收罐; 压缩机组润滑系统; 压缩机和天 气 冷却系统; 除油净化系统; 控制系统等 6 部分 其 控制部分比较复杂 我们 把 作 单独 子系统 预 讲述

(1) 进气缓冲和废气回收罐、 进气缓冲罐 严格讲应包括压缩机每 级进气缓冲 其目 流压力脉动 及由此引起 机组 振动 减小压缩机工作时 气

废气回收罐 主要 气;压缩机停机 过

每 级压 天

天 气经冷却分离

随冷凝油排出

部分废

留 系统

气;各种气动阀门 回流气体等先回收起来 并通 自动集

调压减压阀 返回 压缩机入口 当罐 压力超过其上 安全阀压力时

排放 同时 凝结分离出来 重烃油也 定其从回收罐底部排出

实际上有 厂商 保证使压力脉动足够小 前提下 取消了缓冲罐 或 进气分离罐 代替缓冲罐 作用 还有 进气缓冲罐和废气回收罐合二 具有双重作用

(2) 压缩机组 压缩机组包括压缩机和驱动机 压缩机 压缩系统 也 整 加气站 心脏 商生产 压缩机结构形式都 样 用于天 气 压缩机压比较大 同厂

基本上都 活塞往复

式压缩机 其结构形式有卧式对称平衡式 有立式 有角度式(V 型、双 V 型、W 型、倒 T 型等) 国内生产 压缩机主要有 V 型和 L 型两种类型

压缩机组 两类

电机 用



方便;二 天 气发动机 主要用于偏远

缺电地区 或气田附近

降低加气站 运营成本

(3) 压缩机润滑系统 压缩机润滑系统 包括曲轴、气缸、活塞杆、连杆轴套 及十字头等处 润滑 该系

统由预润滑泵、扦环泵、分配器、油压表、油温表、传感器、油冷却器、油各处室、过滤器、 油箱(曲轴箱)、废油收集器等部件组成

其 气缸润滑方式 分 有油润滑 无油润滑和少油润滑三种

A、 有油润滑 优点: 对气缸和活塞要求 高; 利用气缸润滑油带走部分磨擦热量 保证压缩机工作 *程度范围内;有油润滑技术难度小 安全 靠 同时 减少磨擦功耗

缺点:必须 排气口安装昂贵 油分离器;机组体积较大 成本上升;润滑系统复杂、 维修工作量大;耗油量大;从气缸带出 润滑油 能使 置处理 干燥物质污染失效

B、 无油润滑 优点: 需要安装昂贵 油分离器; 节省了费用和机器空间; 耗油量低; 润滑系统简化; 维护工作量降低 缺点:对气缸特别 活塞材质要求极高 成本上升

C、 少油润滑 少油润滑 优点介于有油和无油润滑之间 滑油供给每 气缸 即能保证气缸润滑需要 又 通过 专门机构 定时定量地 润 小 美国艾

润滑油消耗量控制

里尔公司(ARIEL)生产 压缩机 采用了 种润滑方式 水冷和风冷两大类 水冷又分 开式循环和闭式循环两种 风冷也分 两种 种 气缸带有散热翅片 多用于结构紧凑 角度式 另 种 气缸 带散热翅片

用于结构分散 对称平衡式

开式循环 水冷却方式由于要求建有专门 冷却水池 属于落 技术 国内还有厂家 采用 而另外还有 3 种方式 应用更 合理 技术也比较成熟 优缺点予 比较 下面我们 3 种冷却方式

A

闭式循环水冷方式

优点: 冷却效 好 气缸壁工作温度低; 降低了压缩机对高温环境 敏感度 确保高 靠性 高效率;减轻冷却器 热负荷 减少其体积 缺点:气缸结构复杂;需要定期更换冷却液;增加 套冷却水循环系统 使得整机系统 变复杂

B.气缸无散热翅片 风冷方式 优点:气缸结构简单; 需要对气缸套清洗水垢; 需冷却水循环系统;冷却风扇 同时对压缩机和冷却器进行冷却 冷却效 好 缺点:气缸工作温度高 件下冷却器体积 大 对材料要求高;冷却效 好坏完全取决与冷却器;同样排气条

C.气缸设置散热翅片

风冷方式 同时对压缩机和冷却器进行冷却 冷却效 好

优点: 气缸结构比较简单; 冷却风扇

缺点:气缸散热翅片使得铸造工艺复杂 天 气 储存方式前有 4 种形式: 国外应用得 多

每 气瓶容积 500L 上 大气瓶组 每站 3 -6

二 每 内基本上 三 单

气瓶容积 40-80L 种形式; 高压容器 容积 2M3

小气瓶组成每站 40 -200

国内外 尤其 国

上 国内现仅有 生产厂应用; 我国石油行业 创造 四川等地应用

四 气井存储 每井 存气 500M3 多 合理 储气瓶组 容量

能提高 气瓶组 利用率和加气速度 而且

减少

压缩机 启动次数 延长使用寿命 根据经验 通过编组方法 气组分 高 高 低压三组 瓶数比例

提高加气效率 即 储

1: 2: 3 较好 当压缩机向储气瓶组充气时 应按 按低 高压

低压 顺序进行 当储气瓶组向汽车加气时 则恰恰相反

顺序进行

常用 前面三种形式 大气瓶和小气瓶相比较 知 大气瓶 次性投资较高 小气瓶相对较小; 当储气容积相同 大气瓶所用 数量 少 气瓶所用数量 大 年维护量 大



年维护量小 费用较低 而小

费用也高; 大气瓶 般都设有排污孔 便于定期排出瓶

内油污 小气瓶组没有排污孔 每年清除油污 费劲 ;大气瓶上 气阀和管件 少 靠性较高 而小气瓶数量多 气阀和管件必 多 漏气和 安全检查因素大大增加 净化

需要我们 建站时 衡利综合考虑 CNG 加气站系统组成和基本设备配置

干燥系统主要包括除尘脱硫脱油脱水干燥等工序分前置处理和置处理两类形式严格讲压缩 系统每级压缩前冷凝除油过程也归于净化系统

所谓前置处理即压缩前对天气干燥和净化目保护压缩机正常运行; 而所谓置处理即压缩 对压缩天气净化和干燥其目保证所售气质纯净确保发动机燃烧良好会对发动机产生任何危 害同时也避免能出现对售气系统损害

两种净化干燥处理方式即同时应用也只采用其种从目前国内外实际应用来看基本上都 有采用种而且近年来前置处理方式逐步成种趋势样保护加气站核心设备---压缩机会受腐蚀 和损坏

脱水干燥方式还按脱水装置 CNG 加气站工艺流程位置分低压压和高压脱水三种三种脱 水方式都能达车用 CNG 脱水要求

(1) 低压脱水 脱水装置压缩机进口处由于被干燥气体压力低水含量高因此种类型脱水工艺特点干燥 剂再生采用闭式循环回路整脱水装置包括 2 台充填分子筛干燥剂干燥器 1 台循环风机 1 台 冷却器 1 台分离器和 1 台加热器分子筛干燥剂再生系统通过风机反复循环定量气体来完成 种方式脱水装置由于受再生条件制约要达低于-60 摄氏度(标准状态下)有定困难

(2) 压脱水 脱水装置放置压缩机间级出口处根据压缩机入口压力高低确定放置级还二级出口国内 机组入口压力 03Mpa 宜放置二级出口般来说脱水压力控制 4.0Mpa 左右比较有利样既气体 所含水大部分 4.0Mpa 左右压力下分离掉又能使设备和管阀件压力等级控制 4.0Mpa 公称压 力级上 4.0MPa 压力下气体饱和水含量约常压下饱和水含量 3%约 0.3Mpa 压力下饱和水含 量 10.%压脱水干燥剂也分子筛

(3) 高压脱水 脱水装置放置压缩机末级出口通常压力 25MPa 由于气体所含水绝大部分已压缩机逐级 压缩分离出去所 25MPa 力下气相饱和水含量已非常少仅相当于常压下饱和水含量 0.91%约 0.3MPA 压力下饱和水含量 3%高压脱水仍需要加热再生因此也需要加热器、冷却器和分离 器其工艺原理流程与压脱水相同只设备尺寸和压力等级同而已

另外高压脱水场合冬季低气温低于-7 摄氏度地区干燥剂选用硅胶降低再生操作温度对 冬季低温度低于-7 摄氏度地区则必须用分子筛干燥剂低、、高压脱水各有优缺点尤其需要 深度脱水时高压方式更有其优势由于高、 压脱水无法对压缩新进行必要保护至使压缩机由于 天气含水量大而导致严重故障现象时有发生因而今年来国内外都趋向于采用低压脱水方式

净化干燥系统设备配置情况主要依据当地气质来确定所对同地区来说净化和干燥系统 差异能大而只要达行业标准 SY/T7546-96《汽车用压缩天气》规定气质要求即设计和选用 系统设备依据保证经过净化和干燥系统处理 CNG 气体质量达标准要求必盲目追求进口设备 或者设备配套齐全

CNG 加气站核心部分主要包括:加气缓冲和废气回收罐;压缩机组润滑系统;压缩机 和天气冷却系统;除油净化系统;控制系统等 6 部分其控制部分比较复杂我们把作单独子 系统预讲述

(1) 进气缓冲和废气回收罐、 进气缓冲罐严格讲应包括压缩机每级进气缓冲其目减小压缩机工作时气流压力脉动及 由此引起机组振动

废气回收罐主要每级压天气经冷却分离随冷凝油排出部分废气;压缩机停机留系统天 气; 各种气动阀门回流气体等先回收起来并通过调压减压阀返回压缩机入口当罐压力超过其 上安全阀压力时自动集排放同时凝结分离出来重烃油也定其从回收罐底部排出

实际上有厂商保证使压力脉动足够小前提下取消了缓冲罐或进气分离罐代替缓冲罐作 用还有进气缓冲罐和废气回收罐合二具有双重作用

(2) 压缩机组 压缩机组包括压缩机和驱动机压缩机压缩系统也整加气站心脏同厂商生产压缩机结构 形式都样用于天气压缩机压比较大基本上都活塞往复式压缩机其结构形式有卧式对称平衡 式有立式有角度式(V 型、双 V 型、W 型、倒 T 型等)国内生产压缩机主要有 V 型和 L 型 两种类型

压缩机组两类电机用多方便; 二天气发动机主要用于偏远缺电地区或气田附近降低加气 站运营成本

(3) 压缩机润滑系统

压缩机润滑系统包括曲轴、气缸、活塞杆、连杆轴套及十字头等处润滑该系统由预润滑 泵、扦环泵、分配器、油压表、油温表、传感器、油冷却器、油各处室、过滤器、油箱(曲 轴箱)、废油收集器等部件组成

其气缸润滑方式分有油润滑无油润滑和少油润滑三种

A、 有油润滑 优点:对气缸和活塞要求高;利用气缸润滑油带走部分磨擦热量保证压缩机工作*程度 范围内;有油润滑技术难度小安全靠同时减少磨擦功耗 缺点:必须排气口安装昂贵油分离器;机组体积较大成本上升;润滑系统复杂、维修工 作量大;耗油量大;从气缸带出润滑油能使置处理干燥物质污染失效

B、 无油润滑 优点:需要安装昂贵油分离器;节省了费用和机器空间;耗油量低;润滑系统简化;维 护工作量降低 缺点:对气缸特别活塞材质要求极高成本上升

C、 少油润滑 少油润滑优点介于有油和无油润滑之间通过专门机构定时定量地润滑油供给每气缸即 能保证气缸润滑需要又润滑油消耗量控制小美国艾里尔公司(ARIEL)生产压缩机采用了种 润滑方式 水冷和风冷两大类水冷又分开式循环和闭式循环两种风冷也分两种种气缸带有散热 翅片多用于结构紧凑角度式另种气缸带散热翅片用于结构分散对称平衡式

开式循环水冷却方式由于要求建有专门冷却水池属于落技术国内还有厂家采用而另外 还有 3 种方式应用更合理技术也比较成熟下面我们 3 种冷却方式优缺点予比较

A 闭式循环水冷方式 优点: 冷却效好气缸壁工作温度低; 降低了压缩机对高温环境敏感度确保高靠性高效率; 减轻冷却器热负荷减少其体积

缺点:气缸结构复杂;需要定期更换冷却液;增加套冷却水循环系统使得整机系统变复 杂

B.气缸无散热翅片风冷方式 优点:气缸结构简单;需要对气缸套清洗水垢;需冷却水循环系统;冷却风扇同时对压 缩机和冷却器进行冷却冷却效好 缺点:气缸工作温度高对材料要求高;冷却效好坏完全取决与冷却器;同样排气条件下 冷却器体积大

C.气缸设置散热翅片风冷方式 优点:气缸结构比较简单;冷却风扇同时对压缩机和冷却器进行冷却冷却效好 缺点:气缸散热翅片使得铸造工艺复杂 天气储存方式前有 4 种形式: 每气瓶容积 500L 上大气瓶组每站 3-6 国外应用得多 二每气瓶容积 40-80L 小气瓶组成每站 40-200 国内外尤其国内基本上种形式; 三单高压容器容积 2M3 上国内现仅有生产厂应用; 四气井存储每井存气 500M3 我国石油行业创造四川等地应用多 合理储气瓶组容量能提高气瓶组利用率和加气速度而且减少压缩机启动次数延长使用 寿命根据经验通过编组方法提高加气效率即储气组分高低压三组瓶数比例 1:2:3 较好当 压缩机向储气瓶组充气时应按高 低压顺序进行当储气瓶组向汽车加气时则恰恰相反按低高 压顺序进行

常用前面三种形式大气瓶和小气瓶相比较知大气瓶次性投资较高而小气瓶相对较小; 当储气容积相同大气瓶所用数量少年维护量小费用较低而小气瓶所用数量大年维护量大费 用也高; 大气瓶般都设有排污孔便于定期排出瓶内油污小气瓶组没有排污孔每年清除油污费 劲; 大气瓶上气阀和管件少靠性较高而小气瓶数量多气阀和管件必多漏气和安全检查因素大 大增加需要我们建站时衡利综合考虑表 4 常用 3 种储气方式优缺点进 2 行了简要对比供用 户选用时参考 完整加气站控制系统对于加气站正常运行非常重要自动化程度高功能完善控制系统极 大地提高加气站工作效率保证加气站安全、靠地运行

加气站基本控制系统分 6 部分: (1) 电源控制; (2) 压缩机组运行控制; (3) 储气控制(含优先顺序控制); (4) 净化干燥控制; (5) 系统安全控制; (6) 售气控制(含顺序加气控制和自动收款系统)

几方面控制般都通过微机和气动阀件来完成较先进加气站还通过调制解调器(MODEN) 和电线对各地多台加气站实现远距离实时集控制管理包括实时监测、 故障诊断和排除先进加 气站设计必须依赖于先进控制所控制系统占了加气站投资相当比例 售气系统包括高压管路子阀门加气枪计量计价及控制部分简单售气系统除了高压路外 仅有非常简易加气枪和手动阀门先进售气系统仅由微控制还具有优顺序加气控制环境温度 补偿过压保护软管断裂保护等功能有还增加了自动收款系统和计算经营管理系统等表 4 常用 3 种储气方式 优缺点进 2 行了简要 对比 供用户选用时参考 自动化程度高 功能完

完整 加气站控制系统对于加气站 正常运行非常重要 善 控制系统

极大地提高加气站 工作效率 保证加气站安全、 靠地运行

加气站 基本控制系统 分 6 部分: (1) 电源控制; (2) 压缩机组运行控制; (3) 储气控制(含优先顺序控制); (4) 净化干燥控制; (5) 系统安全控制; (6) 售气控制(含顺序加气控制和自动收款系统)

几方面 控制 般都通过微机和气动阀件来完成 较先进

加气站 还

通过调

制解调器(MODEN)和电 线 对各地多台加气站 实现远距离实时集 控制管理 包括

实时监测、 故障诊断和排除 先进 加气站设计必须依赖于先进 控制 所 控制系统占了 加气站投资 相当比例 售气系统包括高压管路子 阀门 加气枪 计量 计价 及控制部分 系统 除了高压路外 仅有 非常简易 加气枪和 简单 售气

手动阀门 先进 售气系统

仅由微控制 还具有优顺序加气控制 环境温度补偿 过压保护 软管断裂保护等功能 有 还增加了自动收款系统和计算经营管理系统等