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(xiàng)

四、油氣合建站的優(yōu)點(diǎn)

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(jī)時(shí)，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(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，已召開了五屆會(huì)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(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(gè)國家NGV保有量已達(dá)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(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，我國引進(jìn)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(jìn)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(jì)委牽頭，組成CNG協(xié)調(diào)小組參加了第一屆國際CNG大會(huì)，1989年我國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(dá)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(yùn)行的9座。

表二：我國燃?xì)饧託庹練v年數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)（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(jì)量后進(jìn)入干燥器進(jìn)行脫水處理，干燥后的氣體通過緩沖罐進(jìn)入壓縮機(jī)加壓。壓縮后的高壓氣體分為兩路：一路通過順序控制盤，進(jìn)入儲(chǔ)氣井，再通過加氣機(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。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(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。CNG液壓加氣子站工藝流程簡圖：

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)；⑤CNG燃料汽車。

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可以通過加氣機(jī)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(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)的天然氣通過加氣機(jī)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(jì)量裝置干燥器

壓縮機(jī)順序控制盤儲(chǔ)氣井售氣機(jī)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(shí)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(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(shí)際情況而開發(fā)的一套管理系統(tǒng)?？梢詫Ω骷託庵?、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)簡單。本系統(tǒng)還可采用遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)訪問，利用網(wǎng)絡(luò)和撥號連接，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(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潤滑油加熱器自起動(dòng)、停機(jī)功能；⑤人機(jī)交互功能。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)查詢還是日報(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)對遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)訪問和監(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；

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)。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(jì)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(xiàng)

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(jī)等）。⒉CNG站是危險(xiǎn)場所，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?。四、油氣合建站的?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)多元化謝謝！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、過濾、調(diào)壓、計(jì)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(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)營核算進(jìn)站天然氣量。③過濾，分離雜質(zhì)。調(diào)壓計(jì)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(dá)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(jī)前，利用其容積大的特點(diǎn)，對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)氣脈沖對壓縮機(jī)帶來振動(dòng)；同時(shí)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(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。往復(fù)活塞壓縮機(jī)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(jī)附圖：

V型壓縮機(jī)附圖：

雙W型壓縮機(jī)附圖：

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(jìn)入下一級壓縮，直到達(dá)到額定壓力后排出。

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(gè)潤滑點(diǎn)；③冷卻系統(tǒng)主要是冷卻各級排氣、潤滑油，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，潤滑油溫不致過高而降低潤滑性能等等。壓縮機(jī)的注意事項(xiàng)：

①盤車時(shí)，要輕松自然，無卡死和敲擊聲；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，保證無人維修和檢查壓縮機(jī)，無異物在壓縮機(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(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(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。

順序控制盤：返回儲(chǔ)氣系統(tǒng)：

（1）原理：

利用天然氣的可壓縮性，來儲(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