CNG各種加氣站基礎(chǔ)知識(shí)課件

CNG加氣站基礎(chǔ)知識(shí)

主講：袁治國(guó)

2010年7月22日東

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司u

袁治國(guó)u

學(xué)歷：大專u

工作簡(jiǎn)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(zhǎng)和副經(jīng)理?

2006.4～2010.4

東莞新奧CNG加氣站站長(zhǎng)?

2010.5～至今全科長(zhǎng)車用燃?xì)獍矕|

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司2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(xiàng)四、油氣合建站的優(yōu)點(diǎn)東

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司問(wèn)題：1、CNG是什么含義?CNG(CompressedNaturalGas):壓縮天然氣2、什么是CNG汽車？壓縮天然氣汽車（CNGV）：以壓縮天然氣為燃料的汽車。3、燃?xì)馄囉心膸追N？壓縮天然氣汽車（CNGV）；液化天然氣汽車（LNGV）；液化石油氣汽車（LPGV）；東

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司一、CNG汽車及行業(yè)的現(xiàn)狀近20年來(lái)由于世界各大城市環(huán)境污染情況越來(lái)越嚴(yán)重，而污染的來(lái)源又大多來(lái)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(jī)時(shí)，各國(guó)都在考慮試行使用代用燃料，特別是本國(guó)石油資源少而氣源比較充裕時(shí)，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(jìn)展學(xué)術(shù)會(huì)議及展覽（兩年一次）以來(lái)，已召開了五屆會(huì)議；不少國(guó)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(jìn)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(shuō)來(lái)天然氣汽車目前處于發(fā)展、推廣階段。東

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司截止到2005年，全世界60多個(gè)國(guó)家NGV保有量已達(dá)750多萬(wàn)輛（CNGV377萬(wàn)輛）。其中NGV數(shù)量超過(guò)100萬(wàn)輛的有阿根廷、意大利；超過(guò)50萬(wàn)輛的有巴西、墨西哥、荷蘭、土耳其、俄羅斯、巴基斯坦、韓國(guó)；超過(guò)30萬(wàn)輛的國(guó)家有日本、美國(guó)、印度、澳大利亞、新西蘭等。全世界加氣站近3萬(wàn)座，其中CNG氣站7700多座。我國(guó)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(dá)到9MPa。1984年中原油田利用氣壓井壓力給汽車充氣壓力達(dá)到15MPa。1988年，我國(guó)引進(jìn)國(guó)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(guó)第一座全進(jìn)口新西蘭的CNG加氣站，拉開了我國(guó)CNG行業(yè)的序幕。東

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司1988年由國(guó)家計(jì)委牽頭，組成CNG協(xié)調(diào)小組參加了第一屆國(guó)際CNG大會(huì)，1989年我國(guó)召開了用天然氣代汽油作汽車燃料的會(huì)議，當(dāng)時(shí)四川已改裝47輛汽車，建了三座充氣站，從新西蘭引進(jìn)了配件，改裝了五輛油罐車，同時(shí)我國(guó)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(guó)截止到2006年5月有天然氣汽車達(dá)三十萬(wàn)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(yùn)行的9座。東

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司表一：我國(guó)燃?xì)馄嚉v年數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)（萬(wàn)輛）東

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司表二：我國(guó)燃?xì)饧託庹練v年數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)（萬(wàn)座）東

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司二、CNG加氣站工流程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。東

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司1、CNG加氣子母站工藝流程：CNG加氣母站氣源來(lái)自天然氣高壓管網(wǎng)，過(guò)濾計(jì)量后進(jìn)入干燥器進(jìn)行脫水處理，干燥后的氣體通過(guò)緩沖罐進(jìn)入壓縮機(jī)加壓。壓縮后的高壓氣體分為兩路：一路通過(guò)順序控制盤，進(jìn)入儲(chǔ)氣井，再通過(guò)加氣機(jī)給CNG燃料汽車充裝CNG；另一路進(jìn)加氣柱給CNG槽車充裝CNG。東

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司CNG加氣子母站工藝流程簡(jiǎn)圖：干燥器機(jī)序控制沖罐調(diào)壓計(jì)量裝置CNG拖車槽加氣柱CNG燃料汽售氣機(jī)氣井東

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司2、CNG液壓加氣子站工藝流程：CNG子站拖車到達(dá)CNG加氣子站后，通過(guò)快裝接頭將高壓進(jìn)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(dòng)液壓子站撬體或者在PLC控制系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到液壓系統(tǒng)壓力低時(shí)，高壓液壓泵開始工作，PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)打開一個(gè)鋼瓶的進(jìn)液閥門和出氣閥門，將高壓液體介質(zhì)注入一個(gè)鋼瓶，保證CNG子站拖車鋼瓶?jī)?nèi)氣體壓力保持在20-22Mpa，CNG通過(guò)鋼瓶出氣口經(jīng)CNG高壓出氣軟管進(jìn)入子站撬體緩沖罐后，經(jīng)高壓管輸送至CNG加氣機(jī)給CNG燃料汽車加氣。東

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司CNG液壓加氣子站工藝流程簡(jiǎn)圖：①

液壓子站撬體；

②

氣動(dòng)控制系統(tǒng)；

③

控制柜；

④

售氣機(jī)；

⑤

CNG燃料汽車。東

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司3、CNG壓縮加氣子站工藝流程：CNG子站拖車到達(dá)CNG加氣子站后，通過(guò)卸氣高壓軟管與卸氣柱相連。啟動(dòng)卸氣壓縮機(jī)，CNG經(jīng)卸氣壓縮機(jī)加壓后，通過(guò)順序控制盤進(jìn)入高、中、低壓儲(chǔ)氣井組，儲(chǔ)氣井組里的CNG可以通過(guò)加氣機(jī)給CNG燃料汽車加氣。東

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司CNG壓縮加氣子站工藝流程簡(jiǎn)圖：機(jī)序控制卸氣柱CNG燃料汽售氣機(jī)氣井東

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司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(guò)濾計(jì)量后進(jìn)入干燥器，經(jīng)干燥處理后，在經(jīng)緩沖罐后進(jìn)入壓縮機(jī)加壓，通過(guò)優(yōu)先/順序控制盤為儲(chǔ)氣井組充裝天然氣，或直接輸送至加氣機(jī)為CNG燃料汽車加氣，也可以利用儲(chǔ)氣井組內(nèi)的天然氣通過(guò)加氣機(jī)為CNG燃料汽車加氣。東

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司CNG加氣常規(guī)站工藝流程簡(jiǎn)圖：干燥器機(jī)序控制CNG燃料汽調(diào)壓計(jì)量裝置氣井售氣機(jī)東

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司加臭系統(tǒng)：天然氣無(wú)色、無(wú)味，在生產(chǎn)和生活過(guò)程中天然氣發(fā)生泄漏時(shí)不易察覺(jué)，為了杜絕因天然氣泄漏而發(fā)生的事故，我們對(duì)天然氣進(jìn)行加臭處理。燃?xì)饧映粝到y(tǒng)主要包括計(jì)算機(jī)、交直流轉(zhuǎn)換板、擴(kuò)散硅壓力變送器、微波流量開關(guān)。計(jì)算機(jī)采集流量?jī)x表提供的電壓流量信號(hào)，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)控制系統(tǒng)后將輸出控制脈沖信號(hào)送給轉(zhuǎn)換板。轉(zhuǎn)換板將之變?yōu)橹绷髅}沖電流來(lái)控制泵的工作。泵工作后將臭味劑送入到管道燃?xì)庵?。東

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司CNG加氣站監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)：本系統(tǒng)由兩個(gè)基本系統(tǒng)組成：加氣站網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)和加氣站網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。（1）加氣站監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是基于PLC、組態(tài)王的控制監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。通過(guò)采用工控機(jī)為上位機(jī)，PLC為下位機(jī)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的自動(dòng)控制。該系統(tǒng)使用組態(tài)王軟件和PLC智能化控制體系組成SCADA系統(tǒng)，能夠完成壓縮機(jī)、脫水裝置和其它加氣站設(shè)備的各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、報(bào)警數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并送后臺(tái)計(jì)算機(jī)處理、保存、顯示、報(bào)表打印和數(shù)據(jù)上傳，而且該系統(tǒng)具有良好的人機(jī)界面，操作方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。東

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司（2）加氣站網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)是根據(jù)加氣站的實(shí)際情況而開發(fā)的一套管理系統(tǒng)?？梢詫?duì)各加氣柱、流量計(jì)、脫水裝置的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并送后臺(tái)計(jì)算機(jī)處理、保存、顯示、報(bào)表打印和數(shù)據(jù)上傳，且該系統(tǒng)具有良好的人機(jī)界面，操作方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。本系統(tǒng)還可采用遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)訪問(wèn)，利用網(wǎng)絡(luò)和撥號(hào)連接，使遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)與本地計(jì)算機(jī)達(dá)到共享的目的，可進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控測(cè)試。為用戶提供了更多的方便。東

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司加氣站監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主要功能：①

監(jiān)控各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息；②

故障自動(dòng)保護(hù)功能；③

信息的輸出功能；④

潤(rùn)滑油加熱器自起動(dòng)、停機(jī)功能；⑤

人機(jī)交互功能。東

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司加氣站網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的主要功能：①

實(shí)時(shí)監(jiān)控加氣柱、流量計(jì)和脫水裝置數(shù)據(jù)；②

設(shè)置報(bào)表打印的方式（自動(dòng)還是手動(dòng),以及打印時(shí)間等）；③

設(shè)置查詢方式（以明細(xì)查詢還是日?qǐng)?bào)表查詢）；④

數(shù)據(jù)備份功能和數(shù)據(jù)處理（將實(shí)時(shí)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(bào)表，具有Excel導(dǎo)出功能；⑥

與Modem和一根電話線連接可建立遠(yuǎn)程通信連接實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)訪問(wèn)和監(jiān)控、共享等功能；⑦

靠的安全機(jī)制，包括操作權(quán)限、操作口令；東

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司供電系統(tǒng)：CNG加氣站供電電源應(yīng)為單回路，工作電源由市電提供10KV電源。加氣站選用箱式變電站供電，它具有占地面積少，投資少，安裝調(diào)試簡(jiǎn)單，施工進(jìn)度快等優(yōu)點(diǎn)。東

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司供電方式采用TN-S方式（三相五線制），它具有以下特點(diǎn)：①

系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，專用保護(hù)線上沒(méi)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(shí)，工作零線對(duì)地有電壓，尤其是當(dāng)工作零線出現(xiàn)高電位時(shí)，有可能導(dǎo)致檢修人員間接觸電的危險(xiǎn)；③

專用保護(hù)線PE不許斷線，也不許進(jìn)入漏電開關(guān)；④

干線上使用漏電斷路器時(shí)，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(guò)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(hù)。東

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司市政輔助系統(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；⑶

CNG管束拖車設(shè)有專用通道和停車位；⑷

設(shè)計(jì)有防雷、防靜電裝置；⑸

為了消防安全，配置干粉滅火器。東

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司三、

CNG加氣站的注意事項(xiàng)⒈

天然氣是易燃易爆物品，嚴(yán)禁煙火及使用無(wú)線電器（手機(jī)等）。⒉

CNG站是危險(xiǎn)場(chǎng)所，閑人免進(jìn)；

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?。東

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司⒌加氣車輛要具備加氣的條件，即電器關(guān)閉，車上無(wú)人，裝置合格。⒍

站內(nèi)警示標(biāo)語(yǔ)明顯，消防器材和安全施放齊全（滅火器、消防帶、防毒面具等）。⒎

電工作業(yè)必須兩人，一人操作一人監(jiān)督。⒏

要使用防爆電器，要使用防爆工具。⒐

加氣站員工都要持上崗證上崗。東

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司四、油氣合建站的優(yōu)點(diǎn)：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(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：①

節(jié)約土地資源②

降低投資成本③

能源結(jié)構(gòu)多元化東

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司謝謝！東

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司調(diào)壓計(jì)量裝置：（1）原理：調(diào)壓計(jì)量系統(tǒng)由進(jìn)氣控制閥、過(guò)濾、調(diào)壓、計(jì)量及安全閥等裝置組成。原料天然氣通過(guò)過(guò)濾器，分離出雜質(zhì)，進(jìn)入機(jī)械式的調(diào)壓裝置或PLC控制的自動(dòng)調(diào)壓裝置，將天然氣壓力調(diào)至CNG壓縮機(jī)需要的進(jìn)氣壓力，同時(shí)通過(guò)計(jì)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(jī)進(jìn)氣壓力保持在某一范圍內(nèi)，保證壓縮機(jī)的正常工作。②

計(jì)量，為了經(jīng)營(yíng)核算進(jìn)站天然氣量。③

過(guò)濾，分離雜質(zhì)。東

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司調(diào)壓計(jì)量裝置：返回東

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司干燥器：（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(dá)到車用壓縮天然氣水含量的要求。東

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司干燥器：返回東

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司緩沖罐：緩沖罐設(shè)置于壓縮機(jī)前，利用其容積大的特點(diǎn)，對(duì)天然氣壓力起到緩沖作用，保證天然氣平穩(wěn)的進(jìn)入壓縮機(jī)，減輕進(jìn)氣脈沖對(duì)壓縮機(jī)帶來(lái)振動(dòng)；同時(shí)也能過(guò)濾掉天然氣中的雜質(zhì)，凈化天然氣。東

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司緩沖罐：返回東

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司壓縮機(jī)：壓縮機(jī)是整個(gè)加氣站的心臟，壓縮機(jī)性能的好壞直接影響到整個(gè)加氣站運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。壓縮機(jī)按壓縮方式不同，可分為兩大類：①

動(dòng)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(jī)，排氣壓力高，排氣量小，一般采用往復(fù)活塞式壓縮機(jī)；若采用其他種類的壓縮機(jī)，一是難以達(dá)到加氣站所要求的高壓；二是即使達(dá)到排氣壓力要求，也必將造成機(jī)組龐大，造價(jià)昂貴。東

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司往復(fù)活塞壓縮機(jī)按氣缸給潤(rùn)滑方式分為無(wú)油潤(rùn)滑和有油潤(rùn)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；東

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司W(wǎng)型壓縮機(jī)附圖：東

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司V型壓縮機(jī)附圖：東

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司雙W型壓縮機(jī)附圖：東

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司壓縮機(jī)的工作原理：本機(jī)曲軸經(jīng)聯(lián)軸器（飛輪）直接與防爆電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，由此帶動(dòng)與曲軸曲柄銷連接的兩根連桿運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)；本機(jī)各級(jí)氣缸均為單位作用，每級(jí)壓縮完畢后經(jīng)級(jí)間冷卻和油水分離器分離后，逐級(jí)進(jìn)入下一級(jí)壓縮，直到達(dá)到額定壓力后排出。東

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司壓縮機(jī)組成系統(tǒng)及作用：壓縮機(jī)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(jī)主要有三大系統(tǒng)：氣路系統(tǒng)、潤(rùn)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(jī)，經(jīng)壓縮機(jī)各級(jí)壓縮之后，在引向使用場(chǎng)所；②

潤(rùn)滑系統(tǒng)的作用，主要是將潤(rùn)滑油輸送至各個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)；③

冷卻系統(tǒng)主要是冷卻各級(jí)排氣、潤(rùn)滑油，保證壓縮機(jī)有一個(gè)完美的熱力循環(huán)，使高溫零件得以降溫，潤(rùn)滑油溫不致過(guò)高而降低潤(rùn)滑性能等等。東

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司壓縮機(jī)的注意事項(xiàng)：①

盤車時(shí)，要輕松自然，無(wú)卡死和敲擊聲；②

電壓正常，輔助啟動(dòng)后，油壓、水壓和注油正常;③

壓縮機(jī)啟動(dòng)前，保證無(wú)人維修和檢查壓縮機(jī)，無(wú)異物在壓縮機(jī)上；④

機(jī)器嚴(yán)禁超溫超壓，嚴(yán)禁缺油；⑸

定時(shí)巡查（每半小時(shí)至少一次），定時(shí)排污（兩小時(shí)一次）；⑥

定期對(duì)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(duì)壓縮機(jī)運(yùn)動(dòng)部件檢查（包括配合間隙）和緊固連接螺釘；⑧

定期對(duì)電器和電路檢查；⑨

定期對(duì)潤(rùn)滑油質(zhì)量檢查，并清洗油路和氣路的過(guò)濾網(wǎng)清洗；東

莞

新

奧

燃

氣

有

限

公

司順序控制盤：（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(gè)獨(dú)立儲(chǔ)氣瓶首當(dāng)壓縮機(jī)排天然氣壓力達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)，就優(yōu)先打開高壓順序閥對(duì)高壓瓶行充,其次是達(dá)到中壓組設(shè)定壓力時(shí)就打開壓力順序閥對(duì)中壓瓶組進(jìn)行，最后達(dá)到低壓組設(shè)定壓力時(shí)就打開低壓順序閥對(duì)低壓瓶組進(jìn)行充氣（此個(gè)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(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)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。東

莞

新

奧

燃

氣

有

限

公

司順序控制盤：返回東

莞

新

奧

燃

氣

有

限

公

司儲(chǔ)氣系統(tǒng)：（1）原理：利用天然氣的可壓縮性，來(lái)儲(chǔ)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(jī)的頻繁開機(jī)次數(shù)，從而減少設(shè)備的磨損

。（3）分類：儲(chǔ)氣系統(tǒng)用于儲(chǔ)存CNG。儲(chǔ)氣系統(tǒng)因其內(nèi)部所儲(chǔ)存的25

MPa～30

MPa的CNG