CNG加气站系统工艺流程及设备
CNG加气站系统工艺流程及设备
第一讲加气站的工艺流程
第一节CNG加气站常用术语
1、CNG——是压缩天然气（Compressed Natural Gas）的英文缩写。压缩
机天然气一般指经多级加压到20MPa左右可供车辆发动机作为燃
料使用的气态天然气（甲烷CH4为主要成分）。
2、压缩天然气加气站——为燃气汽车储气瓶充装车用压缩天然气的专门场所。
3、站房——用于加气站管理和经营的建筑物。
桂林必去的景点4、加气岛——用于安装加气机的平台。
5、加气机——给汽车储气瓶充压缩天然气，并带有计量计价装置的专用设备。
6、拉断阀——在外力的作用下可被拉断成两节，拉断后具有自密封功能的阀门。
7、压缩天然气母站——可为槽车充装压缩天然气的压缩天然气加气站。
8、压缩天然气子站——用槽车运送天然气，为CNG汽车进行加气作业的压缩天四级流程
然气加气站。
9、储气井（瓶组）——压缩天然气加气站内用于储存压缩天然气的储气装置。
10、缓冲罐——天然气在进入压缩机以前，首先进入缓冲罐，以稳定气体压力，减少气体脉动。
11、废气回收罐——废气回收罐在压缩机停机后可将压缩机及管路中的残余高压气体以及废液收集到回收罐中
12、CNG汽车——以压缩天然气作汽车燃料的车辆。对在用车来讲，将定型汽油车改装，在保留原车供油系统的情况下，增加一套专用压缩天然气装置，便形成CNG汽车。
第二节CNG加气站生产工艺流程（加气子母站）
从配气站来的原料天然气经过过滤、分离、去杂质后进入调压装置。调压
器稳定原料气压力后经计量后送入脱硫系统，然后进入缓冲系统后送如压缩机。压缩机将原料天然气
通过各级增压（压缩级数根据进气压力确定）、冷却后排出25MPa压力的压缩天然气，然后进入脱水干燥系统。脱水干燥系统中，工艺气首先进入油水分离器，进一步分离油和水，然后进入一级和二级精过滤器。较好的去除工艺气中的油，再从上部进入干燥瓶里。在干燥瓶里，压力为25MPa，温度在35℃的工艺气体，由4AD分子筛活性表面吸附脱除工艺气体的水份，使气体中的含水量在达到小于17.8mg/N·m3（对应露点温度T=-54 ℃），再
经过滤，分离尘粒，进入程序控制盘调节、控制合格产品气体的去向。一路经优先顺序控制盘送往加气柱，为天然气运输拖车直接加气外运，供气压力为20兆帕；另一路经进入站内天然气储气瓶组储气，再经加气机向天然气汽车计量加气，供气压力为20兆帕。汽车加气顺序为由低级压力至高级压力从储气瓶组取气，如果高压井组不能满足加气压力的要求，可通过站内的压缩机给储气井加压后再继续给燃气汽车加气。
第二讲  设备
第一节 压缩机
气体压缩机常被人们根据其用途及习惯将其称为“气泵”或“增压机”。在CNG 系统中我们主要用它来将天然气的体积压缩后便于储存和运输，故宜将其称为天然气压缩机（或CNG 压缩机）。黄山的四绝
气体压缩机根据其工作原理来分主要有两大类：即为容积式和速度式，而由结构不同它们又分为以下几种形式：
容积式：活塞式；螺杆式；滑片式；涡旋式；隔膜式。
速度式：离心式；轴流式。
受工作压力、流量的限制，目前只有往复式压缩机能满足CNG 系统的要求，故现国内外的CNG 压缩机（除部分子站机采用液压式外）均为往复活塞式。以下所称的压缩机均为这类型式。
一、压缩机的工作原理
往复式压缩机的运动部件根据其运动轨迹可分为回转部分和往复部分。其回转部分为一套曲柄连杆机构（如图2），它将原动机（如电动机内燃机）输入的回转运动转换为往复运动，从而带动活塞在气缸中往复运动改变气缸容积以达到压缩气体的目的。从图1中我们可以看到当活塞向下运动时气缸容积变大，气体顶开进气阀进入气缸；反之，当活塞向上运动时气缸容积变小，气体被压缩，当压缩到气体压力大于排气通道的压力时，气体顶开排气阀，在活塞的继续推动下进入排气通道。
通常我们把进气压力（绝压）与终了排气压力之比称为压力比，受功耗、工作温度、容积效第一讲  加气站的工艺流程
原料气
调压系统
脱硫系统
缓冲系统
增压系统
脱水系统 控制系统 储气系统
售气系统
动画
率和活塞力等因素的影响，压缩机单级压力比不宜过高（一般不超过4），而通常CNG压缩机的吸气压力为0.1~1MPa、排气压力为25MPa。我们以吸气压力为0.4 MPa为例：其压力比ε= =62.5, 显然这样高的压力比我们用单级压缩是绝不可能的，为此我们把它分为四级压缩，其流程示意图如下:
气体从4级排出后还需经冷却、气液分离后方可进入深度脱水装置或直接进入贮存容器（指压缩前一已脱水或不含水的气体）。
根据进气状况不同，压缩机所采用的级数也有所不同。一般来说，标准站采用三~四级，子母站中母站的吸气压力普遍在1 MPa以上，大多为三级，而子站的最低吸气压力为3 MPa 左右，故只需采用两级压缩便可。针对一些进气压力特低（<0.1 MPa）也有厂家生产五级压缩的压缩机。
当前CNG压缩机常见的有L型（如图4）、Z型、D型（如图5）、
V型、W型、┴型和S型，这些字母代表着压缩机气缸排列的型式，其中L、D、Z多为两列有十字头；早期的部份压缩机有一些为无十字头单作用式活塞（如图1），由于这类压缩机的曲轴与大气相连，而气缸与曲轴箱之间仅靠活塞环密封，天然气的泄漏量较大，故现已基本不采用这类结构。不过现有一些厂家将曲轴箱与吸气口相连，在曲轴箱与曲轴间设置机械密封，将活塞环填料泄漏出的天然气送回吸气口，从而减少了天然气的泄漏；有的厂家甚至将此称为无泄漏压缩机。但笔者认为既然存在曲轴
与曲轴箱之间的动密封，泄漏也就不可避免；同时这种结构使曲轴箱带压，又给压缩机的制造、维护以及运行、检修都带来了难度。如给曲轴箱加注润滑油就必须借助专门的加油设备，否则就得停车减去曲轴箱内的压力后方才能够进行。而活塞杆的直径较曲轴主轴径小的多，密封线也较短，只要十字头与滑道的配合精度得到保证，减少活塞杆的径向摆动，其密封效果也是令人满意的。
当今常用的D型、L型、V型、W型、Z型、S型等型式的压缩机，其实各有特点，并不存在那一种型式一定比其它型式强，这主要取决于气量大小、使用条件以及生产厂家的制造方式和习惯。
对称平衡型（D型），两列线呈180。，惯性力平衡条件最佳；但由于两列的最大活塞力总在同一转角处，故该机型的飞轮矩要求比其它机型更大；该机型的活塞部件均水平布置，受重力影响，其偏磨大于其它机型。该机型的主要特点为：平衡条件好；辅机、管道布置简洁；维护保养方便；但占地面积大，活塞及气缸偏磨较其它机型大，飞轮矩大。该机型大多用于排气量较大的机组。
L型：平衡条件较好；维护保养方便；占地面积较小；但卧列的偏磨仍较大，辅机、管道布置不如D型方便；。该机型大多用于中小型机组。
V、W型：平衡条件较好；占地面积小；维护保养不如D、L型方便，但强于┴、Z、S等型式。带压曲轴箱机型多采用这两类型式，大多用于气量较小型机组。
直立式（Z型）：活塞及气缸偏磨最小；占地面积小；但平衡条件较差，管道布置也要困难一点。多用于无油润滑的小排量机组。
┴和S型国内厂家较少采用，这两种机型维护及管道布置均不方便，尤其是S型的管道布置近似蛛网，但体积小、重量轻是其最大的特点。
CNG压缩机的性能评价
评价一台CNG压缩机优劣的主要性能参数为：
排气量及排气压力、排气温度在设计工况时是否达到要求；
淘宝怎么修改评价能耗指标；冷却水消耗量；润滑油消耗量；
噪声与机械振动；使用寿命；泄漏量；安全性能。
CNG压缩机的基本参数
额定排气压力为25MPa，压缩机在不同的进气压力下的公称容积流量及配用的驱动机功率应符合表1的规定。当实际容积流量恒大于表1规定值的10%时，允许用大于表1的值作为公称容积流量。
根据进气状况不同，压缩机所采用的级数也有所不同。一般来说，标准站多采用三～四级；子母站中母站的进气压力普遍在1MPa以上，故大多为三级；而子站的最低进气压力为3MPa左右，只需采用两级压缩就可以了；针对一些进气压力特别低（小于0.1MPa）的进气压力，也有厂家生产五级压缩的压缩机。
第二节顺序控制盘：
在CNG加气站系统中，天然气经压缩机压缩增压后，需按一定工艺顺序送至高(H)、中(M)、低(L)、压贮罐进而送给CNG加气机。为此在压缩机与贮罐之间需有一个特殊的装置来完成功能，这种装置即称为CNG输气控制系统。CNG输气控制系统一般为两大类，一类是手动式装置，即通过观察贮罐管线上的各压力表示值，用人工开关相应的阀门实现输配管理。而另一类则是自动装置，它被应用于自动化程度较高的CNG加气站高级系统中，故又被称为CNG输气优先控制系统，
顺序控制盘主要作用：
①、按高、中、低压顺序给高压储气瓶组进气;
②、通过控制盘上直充开关给CNG槽车充装气体;
顺序控制盘的工作原理：
储气瓶组在初始状态时，其压力是一致的，在充装第一个
钢瓶时，只要有1mpa的压力即可进行，当压力加注到不动产权证
20mpa时，气体就自动顶开第二个钢瓶的弹簧蕊片，当压
力加注到21mpa时，气体自动顶开第三个钢瓶的弹簧蕊
威尼斯河道变清出现海豚片，以此类推。
第三节储气系统
CNG加气站储气系统分为气井储气和瓶组储气两种。
气井储气是通过钻井工艺建造的地下储气井，将CNG在地下100-250 m深处，彻底杜绝了地面的隐患，具有安全性高、占地面积小、设备布局美观等特点，现已成为国内CNG加气站首选储气方式。其特点是：1、泄漏隐患点大为减少，加气站安全可靠性提高，便于操作，使用方便，免维护；2、不受环境影响，抗静电，抗雷电；3、每口井占地面积≤1 m，运行成本低；4、排水彻底，消除积水造成的设备腐蚀因素，杜绝恶性事故发生，事故影响范围小。但其施工难度较大，施工周期较长，对地理环境要求较高，使其在部分地区的应用受到了制约。

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