CNG各種加氣站基礎(chǔ)知識課件

2010年7月22日CNG加氣站基礎(chǔ)知識

2袁治國學(xué)歷：大專工作簡歷：2000.7～2000.12統(tǒng)將電子公司技術(shù)員2000.12～2006.4成都公交壓縮公司技術(shù)員、站長和副經(jīng)理2006.4～2010.4東莞新奧CNG加氣站站長2010.5～至今車用燃?xì)獍踩崎L課程內(nèi)容一、CNG汽車及行業(yè)的現(xiàn)狀二、CNG加氣站工藝三、CNG加氣站的注意事項

四、油氣合建站的優(yōu)點

近20年來由于世界各大城市環(huán)境污染情況越來越嚴(yán)重，而污染的來源又大多來自汽車的廢氣排放，使天然氣等氣體燃料作為一種“清潔燃料”得以較快的發(fā)展。另外，也與燃料的供應(yīng)條件有關(guān)。如能源危機時，各國都在考慮試行使用代用燃料，特別是本國石油資源少而氣源比較充裕時，就更加促使汽車使用天然氣等作為燃料。從1988年起在澳大利亞悉尼召開第一屆天然氣車輛應(yīng)用新進展學(xué)術(shù)會議及展覽（兩年一次）以來，已召開了五屆會議；不少國家在發(fā)展天然氣等氣體燃料車輛方面投入了巨大的精力，進行了大量的開發(fā)工作，并已具備了較為成熟的技術(shù)。但是，總的說來天然氣汽車目前處于發(fā)展、推廣階段。

一、CNG汽車及行業(yè)的現(xiàn)狀

截止到2005年，全世界60多個國家NGV保有量已達750多萬輛（CNGV377萬輛）。其中NGV數(shù)量超過100萬輛的有阿根廷、意大利；超過50萬輛的有巴西、墨西哥、荷蘭、土耳其、俄羅斯、巴基斯坦、韓國；超過30萬輛的國家有日本、美國、印度、澳大利亞、新西蘭等。全世界加氣站近3萬座，其中CNG氣站7700多座。我國利用CNG汽車較早，在20世紀(jì)60年代重慶、自貢利用天然氣井的壓力給汽車充氣，充氣壓力達到9MPa。1984年中原油田利用氣壓井壓力給汽車充氣壓力達到15MPa。1988年，我國引進國外成熟技術(shù)和設(shè)備改裝汽車及建加氣站，即在四川省南充市興建了我國第一座全進口新西蘭的CNG加氣站，拉開了我國CNG行業(yè)的序幕。

1988年由國家計委牽頭，組成CNG協(xié)調(diào)小組參加了第一屆國際CNG大會，1989年我國召開了用天然氣代汽油作汽車燃料的會議，當(dāng)時四川已改裝47輛汽車，建了三座充氣站，從新西蘭引進了配件，改裝了五輛油罐車，同時我國在華北、新疆、大慶、遼河、吉林的CNG汽車也得到了迅速發(fā)展。我國截止到2006年5月有天然氣汽車達三十萬輛，加氣站730多座，其中四川省150多座。

東莞新奧車用燃?xì)庥?0座加氣站，在運行的9座。

表二：我國燃?xì)饧託庹練v年數(shù)據(jù)統(tǒng)計（萬座）

CNG加氣站有四種類型：（1）CNG加氣母站；（2）CNG液壓加氣子站；（3）CNG壓縮加氣子站；（4）CNG加氣常規(guī)站。二、CNG加氣站工藝流程1、CNG加氣子母站工藝流程：

CNG加氣母站氣源來自天然氣高壓管網(wǎng)，過濾計量后進入干燥器進行脫水處理，干燥后的氣體通過緩沖罐進入壓縮機加壓。壓縮后的高壓氣體分為兩路：一路通過順序控制盤，進入儲氣井，再通過加氣機給CNG燃料汽車充裝CNG；另一路進加氣柱給CNG槽車充裝CNG。2、CNG液壓加氣子站工藝流程：CNG子站拖車到達CNG加氣子站后，通過快裝接頭將高壓進液軟管、高壓回液軟管、控制氣管束、CNG高壓出氣軟管與液壓子站撬體連接。系統(tǒng)連接完畢后啟動液壓子站撬體或者在PLC控制系統(tǒng)監(jiān)測到液壓系統(tǒng)壓力低時，高壓液壓泵開始工作，PLC自動控制系統(tǒng)會打開一個鋼瓶的進液閥門和出氣閥門，將高壓液體介質(zhì)注入一個鋼瓶，保證CNG子站拖車鋼瓶內(nèi)氣體壓力保持在20-22Mpa，CNG通過鋼瓶出氣口經(jīng)CNG高壓出氣軟管進入子站撬體緩沖罐后，經(jīng)高壓管輸送至CNG加氣機給CNG燃料汽車加氣。CNG液壓加氣子站工藝流程簡圖：

①液壓子站撬體；②氣動控制系統(tǒng)；③控制柜；④售氣機；⑤CNG燃料汽車。

3、CNG壓縮加氣子站工藝流程：

CNG子站拖車到達CNG加氣子站后，通過卸氣高壓軟管與卸氣柱相連。啟動卸氣壓縮機，CNG經(jīng)卸氣壓縮機加壓后，通過順序控制盤進入高、中、低壓儲氣井組，儲氣井組里的CNG可以通過加氣機給CNG燃料汽車加氣。4、CNG加氣常規(guī)站工藝流程：

加氣站天然氣引自中壓天然氣管網(wǎng)，經(jīng)過濾計量后進入干燥器，經(jīng)干燥處理后，在經(jīng)緩沖罐后進入壓縮機加壓，通過優(yōu)先/順序控制盤為儲氣井組充裝天然氣，或直接輸送至加氣機為CNG燃料汽車加氣，也可以利用儲氣井組內(nèi)的天然氣通過加氣機為CNG燃料汽車加氣。CNG加氣常規(guī)站工藝流程簡圖：

調(diào)壓計量裝置干燥器

壓縮機順序控制盤儲氣井售氣機CNG燃料汽車加臭系統(tǒng)：

天然氣無色、無味，在生產(chǎn)和生活過程中天然氣發(fā)生泄漏時不易察覺，為了杜絕因天然氣泄漏而發(fā)生的事故，我們對天然氣進行加臭處理。燃?xì)饧映粝到y(tǒng)主要包括計算機、交直流轉(zhuǎn)換板、擴散硅壓力變送器、微波流量開關(guān)。計算機采集流量儀表提供的電壓流量信號，經(jīng)過系統(tǒng)控制系統(tǒng)后將輸出控制脈沖信號送給轉(zhuǎn)換板。轉(zhuǎn)換板將之變?yōu)橹绷髅}沖電流來控制泵的工作。泵工作后將臭味劑送入到管道燃?xì)庵?。?）加氣站網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)是根據(jù)加氣站的實際情況而開發(fā)的一套管理系統(tǒng)?？梢詫Ω骷託庵?、流量計、脫水裝置的各種數(shù)據(jù)進行采集并送后臺計算機處理、保存、顯示、報表打印和數(shù)據(jù)上傳，且該系統(tǒng)具有良好的人機界面，操作方便、結(jié)構(gòu)簡單。本系統(tǒng)還可采用遠程計算機訪問，利用網(wǎng)絡(luò)和撥號連接，使遠程計算機與本地計算機達到共享的目的，可進行實時監(jiān)控測試。為用戶提供了更多的方便。加氣站監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主要功能：

①監(jiān)控各個監(jiān)控點的實時數(shù)據(jù)信息；②故障自動保護功能；③信息的輸出功能；④潤滑油加熱器自起動、停機功能；⑤人機交互功能。加氣站網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的主要功能：

①實時監(jiān)控加氣柱、流量計和脫水裝置數(shù)據(jù)；②設(shè)置報表打印的方式（自動還是手動,以及打印時間等）；③設(shè)置查詢方式（以明細(xì)查詢還是日報表查詢）；④數(shù)據(jù)備份功能和數(shù)據(jù)處理（將實時數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)到歷史數(shù)據(jù)表及清除歷史數(shù)據(jù)和操作日志）；⑤能生成相應(yīng)的報表，具有Excel導(dǎo)出功能；⑥與Modem和一根電話線連接可建立遠程通信連接實現(xiàn)對遠程計算機訪問和監(jiān)控、共享等功能；⑦靠的安全機制，包括操作權(quán)限、操作口令；

供電方式采用TN-S方式（三相五線制），它具有以下特點：①系統(tǒng)正常運行時，專用保護線上沒有電流，只是工作零線上有不平衡電流；②工作零線只用作照明單相載的回線，當(dāng)三相負(fù)載很不平衡時，工作零線對地有電壓，尤其是當(dāng)工作零線出現(xiàn)高電位時，有可能導(dǎo)致檢修人員間接觸電的危險；③專用保護線PE不許斷線，也不許進入漏電開關(guān)；④干線上使用漏電斷路器時，工作零線不得有重復(fù)接地，而PE線有重復(fù)接地，但是不經(jīng)過漏電斷路器，所以TN-S系統(tǒng)供電干線上也可以安裝漏電保護。市政輔助系統(tǒng)：

⑴單車道不小于3.5米，雙車道不小于6米：轉(zhuǎn)彎半徑不小于9米；⑵綠化不能種植油性植物；⑶CNG管束拖車設(shè)有專用通道和停車位；⑷設(shè)計有防雷、防靜電裝置；⑸為了消防安全，配置干粉滅火器。三、CNG加氣站的注意事項

⒈天然氣是易燃易爆物品，嚴(yán)禁煙火及使用無線電器（手機等）。⒉CNG站是危險場所，閑人免進；非工作人員嚴(yán)禁操作；嚴(yán)禁串崗。⒊嚴(yán)禁超壓，氣瓶充裝壓力不大于20MPa；設(shè)備不能超溫、超壓，加氣站最高工作壓力不大于25MPa。⒋員工正確使用勞保用品，必須穿勞保服（防靜電），嚴(yán)禁穿鐵釘?shù)男?。四、油氣合建站的?yōu)點：

目前，CNG加氣站的建站模式主要采用油氣合建（加油站與壓縮天然氣加氣站合建），這種建站模式主要有以下幾點優(yōu)點：①節(jié)約土地資源②降低投資成本③能源結(jié)構(gòu)多元化謝謝！調(diào)壓計量裝置：（1）原理：調(diào)壓計量系統(tǒng)由進氣控制閥、過濾、調(diào)壓、計量及安全閥等裝置組成。原料天然氣通過過濾器，分離出雜質(zhì)，進入機械式的調(diào)壓裝置或PLC控制的自動調(diào)壓裝置，將天然氣壓力調(diào)至CNG壓縮機需要的進氣壓力，同時通過計量裝置記錄供氣量，準(zhǔn)確地反映供需關(guān)系。（2）作用：①調(diào)壓，使壓縮機進氣壓力保持在某一范圍內(nèi)，保證壓縮機的正常工作。②計量，為了經(jīng)營核算進站天然氣量。③過濾，分離雜質(zhì)。調(diào)壓計量裝置：返回干燥器：

（1）原理：

①脫水，利用分子篩的表面活性微孔吸附天然氣中的水分。②再生，利用低壓高溫的天然氣，清除活性微孔中的水分子。（2）作用：利用塔內(nèi)的分子篩有效吸附天然氣中的水分，使天然氣中的水分含量達到車用壓縮天然氣水含量的要求。

干燥器：

返回緩沖罐：

緩沖罐設(shè)置于壓縮機前，利用其容積大的特點，對天然氣壓力起到緩沖作用，保證天然氣平穩(wěn)的進入壓縮機，減輕進氣脈沖對壓縮機帶來振動；同時也能過濾掉天然氣中的雜質(zhì)，凈化天然氣。

緩沖罐：返回壓縮機：

壓縮機是整個加氣站的心臟，壓縮機性能的好壞直接影響到整個加氣站運行的可靠性和經(jīng)濟性。壓縮機按壓縮方式不同，可分為兩大類：①動力式：透干式、離心式等；②容積式：往復(fù)活塞式、螺桿式、滑片式、隔膜式等。CNG加氣站用的壓縮機，排氣壓力高，排氣量小，一般采用往復(fù)活塞式壓縮機；若采用其他種類的壓縮機，一是難以達到加氣站所要求的高壓；二是即使達到排氣壓力要求，也必將造成機組龐大，造價昂貴。往復(fù)活塞壓縮機按氣缸給潤滑方式分為無油潤滑和有油潤滑；按冷卻方式分為水冷和風(fēng)冷；按密封方式分為填料密封和帶壓曲軸箱密封；按結(jié)構(gòu)形式可分為V型、W型、L型、Z型、D型、M型、H型和P型；W型壓縮機附圖：

V型壓縮機附圖：

雙W型壓縮機附圖：

壓縮機的工作原理：

本機曲軸經(jīng)聯(lián)軸器（飛輪）直接與防爆電機直接驅(qū)動，由此帶動與曲軸曲柄銷連接的兩根連桿運動，連桿與十字頭銷聯(lián)接，將其作用力傳遞給活塞上的活塞，并將曲軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為活塞的往復(fù)運動；本機各級氣缸均為單位作用，每級壓縮完畢后經(jīng)級間冷卻和油水分離器分離后，逐級進入下一級壓縮，直到達到額定壓力后排出。

壓縮機組成系統(tǒng)及作用：壓縮機是CNG站中將原料天然氣壓縮加壓使之壓力升高而不大于25MPa的設(shè)備。壓縮機主要有三大系統(tǒng)：氣路系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)。①氣路系統(tǒng)的作用，主要是將氣體引向壓縮機，經(jīng)壓縮機各級壓縮之后，在引向使用場所；②潤滑系統(tǒng)的作用，主要是將潤滑油輸送至各個潤滑點；③冷卻系統(tǒng)主要是冷卻各級排氣、潤滑油，保證壓縮機有一個完美的熱力循環(huán)，使高溫零件得以降溫，潤滑油溫不致過高而降低潤滑性能等等。壓縮機的注意事項：

①盤車時，要輕松自然，無卡死和敲擊聲；②電壓正常，輔助啟動后，油壓、水壓和注油正常;③壓縮機啟動前，保證無人維修和檢查壓縮機，無異物在壓縮機上；④機器嚴(yán)禁超溫超壓，嚴(yán)禁缺油；⑸定時巡查（每半小時至少一次），定時排污（兩小時一次）；⑥定期對管線聯(lián)接處檢查和緊固連接件，防松、防漏、防斷裂；⑦定期對壓縮機運動部件檢查（包括配合間隙）和緊固連接螺釘；⑧定期對電器和電路檢查；⑨定期對潤滑油質(zhì)量檢查，并清洗油路和氣路的過濾網(wǎng)清洗；順序控制盤：（1）工作原理：順序控制盤的功能是壓縮的天然氣按高、中、低的順序依次分配到每個獨立儲氣瓶首當(dāng)壓縮機排天然氣壓力達到設(shè)定壓力時，就優(yōu)先打開高壓順序閥對高壓瓶行充,其次是達到中壓組設(shè)定壓力時就打開壓力順序閥對中壓瓶組進行，最后達到低壓組設(shè)定壓力時就打開低壓順序閥對低壓瓶組進行充氣（此個瓶組壓力相同）。壓縮繼續(xù)排出天然氣，直到三組瓶（井）充滿為實現(xiàn)壓縮機按高、中、低順序依次充氣的目的。（2）作用：①優(yōu)先充氣，保證充裝壓力；②提高工作效率。

順序控制盤：返回儲氣系統(tǒng)：

（1）原理：

利用天然氣的可壓縮性，來儲存CNG。（2）作用：

①調(diào)峰；②滿足間隙式充裝的需要，減少壓縮機的頻繁開機次