天然氣組分和來(lái)源

第一章天然氣根本知識(shí)天然氣組分和來(lái)源天然氣是指地下多孔地質(zhì)構(gòu)造中發(fā)現(xiàn)的自然形成的烴類(lèi)氣體和蒸氣的混合氣體，有時(shí)也含有一些雜質(zhì)，主要組分是低分子烷烴。天然氣一般可分為四種：從氣田開(kāi)采的氣田氣或稱(chēng)純天然氣；伴隨石油一起開(kāi)采出來(lái)的石油氣，也稱(chēng)石油伴生氣，含石油輕質(zhì)鎦分的凝析氣田氣以及從井下煤層抽出的礦井氣。氣田氣組分以甲烷為主，也含少量的CO2、H2S、N2和微量的惰性氣體，詳見(jiàn)表l一2。我國(guó)四川、海南等地的天然氣屬于這一類(lèi)，其中甲烷含量一般不少于90％，發(fā)熱值為34800～36000kJ／m3。天津、大慶等地使用的天然氣是伴生氣，甲烷含量約為80％，其他烷烴占15％，熱值較高，大約為41900kJ／m3。氣田氣除含有大量甲烷外，還含有2％～5％戊烷及戊烷以上的烴類(lèi)，熱值更高。礦井氣的主要可燃成分是甲烷，其含量視抽氣方式不同而變化，熱值一般較低。撫順、鶴壁等礦區(qū)使用這種礦井氣多年。天然氣可以壓縮或液化，在25MPa壓縮狀態(tài)下的天然氣體積接近標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的1／300。液態(tài)天然氣的體積為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)體積的1／625，有利于儲(chǔ)存和用車(chē)輛或船舶遠(yuǎn)途輸送，使不生產(chǎn)天然氣的地區(qū)也能使用到天然氣。根據(jù)天然氣的組成既可將天然氣分為干氣、濕氣、貧氣和富氣，又可分為酸性天然氣和潔氣。結(jié)合我國(guó)情況，參考國(guó)外資料，其定義如下。表l一2各種天然氣成分產(chǎn)地CH4C3H6C3H8C4HCmHmH2H2SCO2N2四川氣田天然氣--四川油田天然氣---大慶天然氣---干氣：每1m3。(壓力為O.1MPa、溫度為20C的狀態(tài))井口流出物中，C5以上重?zé)N液體含量低于13.5cm3的天然氣。濕氣：每1m3井口流出物中，C5以上重?zé)N液體含量超過(guò)13.5cm3的天然氣．一般濕氣需別離出液態(tài)烴產(chǎn)品和水分后才能進(jìn)一步加工利用。富氣：每1m3井口流出物中，C3以上烴類(lèi)液體含量超過(guò)94cm3的天然氣。貧氣：每lm3井口流出物中，C3以上烴類(lèi)液體含量低于94cm3的天然氣。酸性天然氣：含有顯著H2S和CO2等酸性氣體，需進(jìn)行凈化處理才能到達(dá)管輸標(biāo)準(zhǔn)的天然氣。潔氣：H2S和C02含量甚微，不需進(jìn)行凈化處理的天然氣。第二節(jié)天燃?xì)獾奈锢硇再|(zhì)一、密度和相對(duì)密度燃?xì)獾纳a(chǎn)儲(chǔ)存和使用，包括有液態(tài)和氣態(tài)及其相互的變化，所以密度和相對(duì)密度包括氣體和液體兩種狀態(tài)。液體的密度是指單位體積內(nèi)液體的質(zhì)量。液體的相對(duì)密度是指在同一溫度壓力條件下，液體與同體積水的密度之比。氣體的密度是指單位體積內(nèi)氣體的質(zhì)量。在壓力不變的情況下，氣體的密度隨溫度升高而減少。氣體的相對(duì)密度是指在同一溫度壓力條件下，氣體與同體積的空氣的質(zhì)量比。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是指OC和大氣壓為101325Pa(1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)時(shí)的狀態(tài)。一些碳?xì)浠衔锩芏纫?jiàn)表l一3。表l一3一些碳?xì)浠衔镌跇?biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度甲烷丙烷正丁烷異丁烷乙烯丙烯丁烯氣態(tài)Kg/m3液態(tài)Kg/L氣態(tài)Kg/m3液態(tài)Kg/L氣態(tài)Kg/m3液態(tài)Kg/L氣態(tài)Kg/m3液態(tài)Kg/L液態(tài)Kg/L液態(tài)Kg/L1．氣體的密度、比容、相對(duì)密度氣體的密度是指單位體積內(nèi)氣體的質(zhì)量。壓力不變的情況下，氣體的密度隨溫度升高而減少。密度習(xí)慣上采用的符號(hào)ρ，比容采用的符號(hào)ν?；旌蠚怏w的密度計(jì)算公式如下：式中：P——混合氣體的密度(kg／m3。)；Pi——混合氣體各組分在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度(kg／m3。)；Vi——混合氣體各體積紺分(％)。比容是指單位質(zhì)量的物質(zhì)所占的體積，單位是(m3／kg)。它與密度互為倒數(shù)，即V=1/P。氣體的相對(duì)密度是指在溫度壓力相同條件下，氣體與同體積空氣的質(zhì)量比。即S=P/1.293式中S——混合氣體的相對(duì)密度；1.293——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣的密度(k/m3)。幾種燃?xì)獾钠骄芏群拖鄬?duì)密度見(jiàn)表1—4。表1—4燃?xì)獾钠骄芏群拖鄬?duì)密度燃?xì)夥N類(lèi)天然氣液化石油氣平均密度〔kg/m3〕5相對(duì)密度液化石油氣氣態(tài)的相對(duì)密度在1.5～2之間，因此，一旦液化石油氣沉著器或管道中泄漏出來(lái)，不像相對(duì)密度值小的可燃?xì)怏w那樣容易揮發(fā)和擴(kuò)散，而像水一樣往低處流動(dòng)和滯存，很容易到達(dá)爆炸濃度，如遇著明火就會(huì)發(fā)生爆炸或燃燒。因此，用戶在平安使用中必須充分注意。2．液體的密度、相對(duì)密度混合液體的密度計(jì)算公式如下：式中P——混合液體的密度(kg／L)；Pi——混合液體各組分的密度(kg／L)；Vi——混合液體各組分的容積成分(％)；gi——混合液體各組分的質(zhì)量成分(％)。混合液體的相對(duì)密度是相對(duì)于水而言(見(jiàn)表1—5)，而4℃時(shí)水的密度為1kg／L，故液體的相對(duì)密度與平均密度數(shù)值相等。在常溫下，液態(tài)液化石油氣的平均密度是0.5～0.6,，約為水的一半，故水分和雜質(zhì)處于液化石油氣容器的底部，排污閥應(yīng)裝罐底。表l一5液化石油氣液態(tài)各組分相對(duì)密度溫度〔℃〕丙烯丙烷正丁烷異丁烷丁烯-1-20-1001020二、顏色、氣味和毒性液化石油氣是一種無(wú)色、無(wú)味的物質(zhì)，其在常溫常壓下以氣態(tài)存在，在加壓情況下液化，便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸。液化石油氣中含少量的硫化物。由于硫化物的存在，使液化石油氣帶有一種類(lèi)似滴滴涕的刺鼻的臭味，對(duì)人體有一定的毒害作用，但人們可以憑借這種氣味用以判斷是否有液化石油氣泄漏。液化石油氣無(wú)毒，但在空氣中濃度較高時(shí)，對(duì)人的中樞神經(jīng)有麻醉作用。三、沸點(diǎn)和露點(diǎn)當(dāng)液體溫度升高時(shí)，液體的蒸氣壓也隨之逐漸升高，直至其蒸氣壓力與外界壓力相等，這時(shí)繼續(xù)加熱將使液體內(nèi)部汽化，這種現(xiàn)象叫沸騰，沸騰時(shí)的溫度稱(chēng)為沸點(diǎn)。通常說(shuō)的沸點(diǎn)是指蒸氣壓力為101325Pa時(shí)的飽和液體沸騰時(shí)的溫度。某些碳?xì)浠衔锏姆悬c(diǎn)見(jiàn)表1—6。表l一6某些碳?xì)浠_(tái)物的沸點(diǎn)碳?xì)浠衔锩Q(chēng)甲烷丙烷正丁烷異丁烷丙烯丁烯-1順丁烯-2反丁烯-2異丁烯沸點(diǎn)〔C〕沸點(diǎn)溫度與液體種類(lèi)和外界壓力有關(guān)。壓力增高，沸點(diǎn)上升。由于C4的平均沸點(diǎn)為0℃左右，在冬季就可能會(huì)不能汽化，從而打不著火。由于室內(nèi)溫度大于C4的平均沸點(diǎn)，在室外使用鋼瓶打不著火時(shí)，可將其放到室內(nèi)片刻，當(dāng)鋼瓶溫度接近室溫時(shí)，瓶?jī)?nèi)液化石油氣就可以導(dǎo)出，再點(diǎn)火就不困難了。在壓力不變的條件下，未飽和氣體冷卻到飽和狀態(tài)時(shí)的溫度稱(chēng)為露點(diǎn)溫度。因此，氣態(tài)碳?xì)浠衔锏穆饵c(diǎn)溫度就是給定壓力下到達(dá)飽和狀態(tài)時(shí)的飽和溫度，對(duì)同種碳?xì)浠衔铮鋲毫υ龃?，露點(diǎn)溫度也升高。當(dāng)用管道輸送氣體碳?xì)浠衔飼r(shí)，必須保持其溫度在露點(diǎn)以上，以防凝結(jié)，阻礙輸氣。四、比熱容和汽化潛熱(一)比熱容比熱容是指單位數(shù)量的某物質(zhì)在溫度變化lC時(shí)所吸收(或放出)的熱量。液化石油氣有氣態(tài)和液態(tài)之分，其比熱容也就不同。表1-7為某些碳?xì)浠衔镌?5C時(shí)的比熱。表l一7某些碳?xì)浠衔锏谋葻崛萏細(xì)浠衔锩Q(chēng)甲烷丙烷丁烷液態(tài)氣態(tài)(25C液態(tài)氣態(tài)(25C)液態(tài)氣態(tài)(25C)比熱〔kj/(kg·K)(二)汽化潛熱液體沸騰時(shí)，1kg飽和液體變成同溫度的飽和蒸氣所吸收的熱量稱(chēng)為汽化潛熱。該過(guò)程只有相變，而溫度不發(fā)生變化。汽化潛熱這一特性與平安生產(chǎn)和平安使用的關(guān)系很密切(見(jiàn)表l-8)。液化石油氣的主要成分的沸點(diǎn)都很低。即在0C以下時(shí)液化石油氣就到達(dá)它的沸點(diǎn)。因此液態(tài)液化石油氣泄漏出來(lái)時(shí)，其壓力降至常壓，迅速吸收周?chē)諝饧叭萜鞯臒崃?，把空氣中的水分凝結(jié)成霜，形成白霧。倘假設(shè)液態(tài)液化石油氣沾至皮膚，那么會(huì)迅速吸收人體的大量熱量造成凍傷。因此，操作人員必須戴皮手套加以保護(hù)以防止皮膚凍傷。表1—8某些碳?xì)浠衔锏钠瘽摕崽細(xì)浠衔锩Q(chēng)甲烷丙烷正丁烷異丁烷丙烯丁烯-1順丁烯-2反丁烯-2異丁烯汽化潛熱(J/kg)510000422584383254366100439320390786415800405430394133(三)燃?xì)獾臒嶂祃m3燃?xì)馔耆紵懦龅臒崃糠Q(chēng)為燃?xì)獾臒嶂担瑔挝粸閗J／m3，對(duì)于液化石油氣，熱值單位也可用kJ／kg。熱值可分為高熱值和低熱值。高熱值是指1m3。燃?xì)馔耆紵笃錈煔獗焕鋮s至原始溫度，而其中的水蒸氣為凝結(jié)水狀態(tài)排出時(shí)所放出的熱量。低熱值是指lm3。燃?xì)馔耆紵笃錈煔獗焕鋮s至原始溫度，但煙氣中的水蒸氣仍為蒸氣狀態(tài)時(shí)所放出的熱量。高、低熱值數(shù)值之差為生成水蒸氣的冷凝熱。1．混合氣體比熱容的計(jì)算體積組分時(shí)，C=VlCl+V2C2+…+VmCm質(zhì)量組分時(shí)，C=g1C1+g2C2+…+gmCm式中C——混合氣體的容積比熱容，單位J／(m3·C)；C——混合氣體的質(zhì)量比熱容，單位J／(kg·K)；C1，C2…Cm——混合氣體各組分容積比熱容，單位J／(m3·C)；C1，C2…Cm——混合氣體各組分質(zhì)量比熱容，單位J／(kg·K)V1，V2…Vm——混合氣體各體積組分；g1，g2…gm——混合氣體各質(zhì)量組分。2．混合液體比熱容的計(jì)算混合液體比熱容可按下式計(jì)算：C=g1C1+g2C2+…+gmCm：式中C——混合液體的質(zhì)量比熱容J／(kg·K)；g1，g2…gm——混合液體各質(zhì)量組分；C1，C2…Cm——混合液體各組分質(zhì)量比熱容J／(kg·C)。3．混合液體汽化潛熱的計(jì)算混合液體的汽化潛熱可用下式計(jì)算：R=g1r1+g2r2+…+gmrm式中r——混合液體的汽化潛熱(J／kg)；g1，g2…gm——混合液體各質(zhì)量組分；r1r2rm——混合液體各組分的汽化潛熱(J／kg)。五、體積膨脹系數(shù)絕大多數(shù)物體都具有熱脹冷縮的性質(zhì)。所謂體積膨脹系數(shù)，就是指溫度每升高1C，液體增加的體積與原來(lái)體積的比值。液化石油氣體積膨脹系數(shù)比水大得多，約相當(dāng)水的10至16倍，且隨溫度升高而增大。據(jù)計(jì)算，家用液化氣鋼瓶在滿液情況下，溫度每升高1C，壓力就會(huì)上升2～3MPa(20至30大氣壓)，不難推知，只要溫升3C、至5C，內(nèi)壓就會(huì)超過(guò)普通鋼瓶8MPa的實(shí)際脹裂限度。因此-液化石油氣的充裝作業(yè)，必須限制裝載量，不能全部充滿液態(tài)液化氣。六、飽和蒸氣壓一定溫度下的液體置于密閉容器中，當(dāng)單位時(shí)間由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的分子數(shù)目與由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的分子數(shù)目相等時(shí)，氣液兩相處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，此時(shí)飽和蒸氣所呈現(xiàn)的壓力稱(chēng)為飽和蒸氣壓。飽和蒸氣壓的大小與液體的種類(lèi)、溫度的上下有關(guān)。碳?xì)浠衔锏恼魵鈮弘S溫度升高而增大。一定液體的飽和蒸氣壓與容積大小及液量多少無(wú)關(guān)，只取決于溫度。某些烴類(lèi)的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系，見(jiàn)表1—9。表1-9某些烴類(lèi)的飽和蒸氣壓?jiǎn)挝?MPa)溫度℃丙烷丙烯異丁烯正丁烷丁烯-1丁烯-2異丁烯-40——-30——-20——-15-10-505101520300.3454050七、臨界狀態(tài)任何氣體在溫度低于某一數(shù)值時(shí)都可以等溫壓縮成液態(tài)，但當(dāng)高于該溫度時(shí)，無(wú)論壓力增加到多大，都不能使氣體液化，可以使氣體壓縮成液態(tài)的這個(gè)極限溫度稱(chēng)為氣體臨界溫度。當(dāng)溫度等于臨界溫度時(shí)，使氣體壓縮成液體所需的壓力稱(chēng)為臨界壓力，此時(shí)的狀態(tài)稱(chēng)為臨界狀態(tài)。其實(shí)，臨界狀態(tài)是飽和狀態(tài)的一個(gè)特殊情況——極端情況：處于密封容器中的氣液共存物質(zhì)，在溫度不斷升高時(shí)，由于原來(lái)的飽和狀態(tài)不斷被打破，液相分子不斷溢出液面，同時(shí)，由于液十H受熱會(huì)膨脹，所占體積增大，因而使液相密度ID*會(huì)不斷減少，而氣相密度那么會(huì)相應(yīng)增大。當(dāng)溫度升到一定值時(shí)，P幘一ID氣，此時(shí)氣液界面消失，氣液不分，處于一個(gè)模糊狀態(tài)，即臨界狀態(tài)。臨界狀態(tài)時(shí)的溫度、密度、壓力均為常數(shù)，與容器的形狀、大小無(wú)關(guān)。氣體的臨界溫度越高，越易液化。天然氣主要成分甲烷臨界溫度低，故較難液化。而液化石油氣的主要成分c。、C。臨界溫度較高，故較易液化，便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸燃?xì)獾呐R界溫度和壓力見(jiàn)表1一l0。表1-10液化石油氣和天然氣的臨界壓力和臨界溫度性質(zhì)液化石油氣天然氣丙烷丁烷甲烷臨罰壓力〔MPa〕臨罰溫度〔℃〕第三節(jié)燃?xì)獾娜紵匦砸?、燃燒及其條件、形式和種類(lèi)(一)燃燒可燃物與助燃物作用發(fā)生的放熱反響，通常伴有火焰、發(fā)光和(或)發(fā)煙現(xiàn)象，稱(chēng)為燃燒。任何物質(zhì)要發(fā)生燃燒，都必須具備三個(gè)必要的條件：可燃物、助燃物和點(diǎn)火源。也就是說(shuō)，只有在上述三個(gè)條件同時(shí)具備的情況下才能發(fā)生燃燒。(1)可燃物：但凡能與空氣中的氧氣或其他氧化劑起化學(xué)反響的物質(zhì)稱(chēng)可燃物，如木材、氫氣、煤炭、汽油、酒精、紙張等。(2)助燃物：能幫助和支持可燃物燃燒的物質(zhì)，即能與可燃物發(fā)生氧化反響的物質(zhì)稱(chēng)為助燃物。如空氣、氧氣、氯氣及其他一些氧化劑，空氣到處都有。一般來(lái)說(shuō)，這個(gè)燃燒條件是難以控制的。(3)點(diǎn)火源：是指供給可燃物與助燃物發(fā)生燃燒反響的能量來(lái)源。一般分直接火源和間接火源兩大類(lèi)。直接火源主要有明火(如生產(chǎn)、生活中的爐火、燈火、焊接火、撞擊火星、摩擦打火等)、電弧、電火花、瞬間高壓放電的雷擊；間接火源主要有高溫發(fā)熱、自燃起火?？扇嘉?、助燃物和點(diǎn)火源是構(gòu)成燃燒的三個(gè)要素，缺少其中任何一個(gè)要素，燃燒便不能發(fā)生。對(duì)于已經(jīng)進(jìn)行著的燃燒，假設(shè)消除可燃物或助燃物其中任何一個(gè)條件，燃燒便會(huì)終止，這就是滅火的根本原理。(二)燃燒過(guò)程大多數(shù)可燃物質(zhì)的燃燒是在其揮發(fā)出蒸氣或氣體狀態(tài)下進(jìn)行的，由于可燃物的狀態(tài)不同，其燃燒特點(diǎn)也不同。氣體最容易燃燒，只要到達(dá)其本身氧化條件所需的熱量便能迅速燃燒，在極短的時(shí)間內(nèi)全部燒光。天然氣和液化石油氣中的所有組分，在常溫常壓下均是氣態(tài)，在空間傳播迅速，所以非常容易燃燒，甚至能形成爆炸。可燃液體燃燒不是液體本身燃燒。首先是液體蒸發(fā)汽化，然后在火源作用下，蒸氣氧化分解進(jìn)行燃燒，燃燒又加速了汽化。由于液體燃燒在火源、升溫、汽化等過(guò)程的準(zhǔn)備階段，要消耗時(shí)問(wèn)和熱量，時(shí)間長(zhǎng)。值得指出的是液化石油氣中C。、C．組分的沸點(diǎn)都很低，因此，液化石油氣液體假設(shè)泄漏出來(lái)，雖然為液態(tài)，但其汽化卻十分迅速，燃燒和爆炸的危險(xiǎn)性很大。固體燃燒，如果可燃物是簡(jiǎn)單物質(zhì)，如硫、磷等，受熱時(shí)首先融化，然后蒸發(fā)、燃燒，沒(méi)有分解過(guò)程；如果是復(fù)雜的物質(zhì)，其固體燃燒相對(duì)液體、氣體較為困難，燃燒速度較為緩慢。(三)燃燒形式根據(jù)氣體的燃燒條件，可分為擴(kuò)散燃燒和混合燃燒兩種形式，在混合燃燒中又可細(xì)分為局部預(yù)混燃燒和完全混合燃燒?？扇?xì)怏w不預(yù)先和空氣混合，從管中噴出后與周?chē)諝饨佑|，其氣體分子一邊擴(kuò)散，一邊與氧分子混合，一邊燃燒，燃燒反響在兩種物質(zhì)的界面帶層進(jìn)行，該種形式的燃燒叫做擴(kuò)散燃燒。蠟燭的火焰形態(tài)，就是這種形式。將可燃?xì)怏w預(yù)先與燃燒所需的局部空氣混合，然后從火孔流出燃燒，這種燃燒過(guò)程叫做局部預(yù)混燃燒，這種燃燒方式的火焰溫度和燃燒完全程度都高于擴(kuò)散燃燒。家用灶具多采用這種燃燒方式，所謂完全混合燃燒，即將可燃?xì)怏w與燃燒所需的全部空氣相混合，然后從火孔流出燃燒。由于預(yù)假冒分，燃燒十分迅速，幾乎看不到火焰。這種燃燒方式反響完全，且能獲得高溫。完全預(yù)混燃燒的灶具，必須保證氣流的噴出速度大于火焰的傳播速度，否那么十分危險(xiǎn)。(四)閃燃和閃點(diǎn)可燃液體外表的蒸氣與空氣混合，形成混合可燃?xì)怏w，遇火源即發(fā)生燃燒。形成揮發(fā)性混合氣體的最低燃燒溫度稱(chēng)為閃點(diǎn)，在閃點(diǎn)時(shí)所發(fā)生的燃燒只出現(xiàn)瞬問(wèn)火苗和火光，這種現(xiàn)象稱(chēng)為閃燃，閃燃燃燒是不連續(xù)的。液化石油氣的閃點(diǎn)都是非常低的，其數(shù)值見(jiàn)表1—11。液體在閃點(diǎn)溫度以上到達(dá)燃點(diǎn)時(shí)，因液體蒸發(fā)速度加快，可燃?xì)怏w的數(shù)量增加，能夠維持連續(xù)穩(wěn)定的燃燒。因此，閃燃是液體發(fā)生火險(xiǎn)的信號(hào)，是著火的前奏。閃點(diǎn)是評(píng)價(jià)液體火災(zāi)危險(xiǎn)性的重要指標(biāo)。表1-11液化石油氣主要成分閃點(diǎn)成份丙烷丙烯丁烷丁烯閃點(diǎn)〔℃〕-104-108-80(五)自燃和自燃點(diǎn)自燃是物質(zhì)自發(fā)的著火燃燒，通常是由緩慢的氧化作用或本身溫度或介質(zhì)溫度而引起的。即物質(zhì)在無(wú)外界火源的條件下，在一定溫度下自行發(fā)熱，散熱受到阻礙而積蓄，逐漸到達(dá)自{妻}狀態(tài)而致。自燃一般分為受熱自燃和本身自燃。(1)受熱自燃：在沒(méi)有外部火花、火焰的條件下，可燃物質(zhì)受外界熱源作用自行燃燒現(xiàn)霖稱(chēng)為受熱自燃?？扇嘉镔|(zhì)發(fā)生自行燃燒的最低溫度稱(chēng)為自燃點(diǎn)。(2)本身自燃：可燃物質(zhì)在沒(méi)有外來(lái)熱源影響下，由于物質(zhì)內(nèi)部所發(fā)生的化學(xué)、物理或生化過(guò)程而產(chǎn)生熱量．這些熱量在適當(dāng)條件下，會(huì)逐漸積聚，使物質(zhì)溫度上升，到達(dá)自燃點(diǎn)而燃燒，這種現(xiàn)象稱(chēng)為本身燃燒。液化石油氣中的硫化物能同儲(chǔ)罐內(nèi)壁或鋼瓶?jī)?nèi)壁發(fā)生化學(xué)變化，生成硫化鐵及硫化亞鐵．這些物質(zhì)也是十分危險(xiǎn)的可燃燒物。如果容器或設(shè)備未充分冷卻即敞開(kāi)，那么這些物質(zhì)與空氣接觸，便能自燃。如果罐內(nèi)仍有可燃?xì)怏w存在，那么能形成火災(zāi)事故，甚至引起儲(chǔ)罐、鋼瓶爆炸。液化石油氣和天然氣的自燃點(diǎn)見(jiàn)表1—12。表l—12液化石油氣和天然氣的自燃點(diǎn)名稱(chēng)液化石油氣天然氣丙烷丁烷甲烷自燃點(diǎn)〔常壓下〕〔〕466430537(六)辛烷值辛烷值是燃料抗爆性的標(biāo)志，它表示燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃燒時(shí)不發(fā)生爆震的能力。爆震是汽油機(jī)的一種不正常燃燒，它能產(chǎn)生高頻震動(dòng)和噪聲。爆燃可引起功率下降，油耗增加，持久的爆燃會(huì)損壞機(jī)件。辛烷值是指與汽油抗爆性相同的標(biāo)準(zhǔn)燃料所含異辛烷的體積分?jǐn)?shù)。如辛烷值70的汽油，表示其抗震性等于70％的異辛烷和30％的正庚烷組成的標(biāo)準(zhǔn)燃料的抗爆性。辛烷值越高表示抗爆性越好。天然氣的主要成分是甲烷，甲烷的辛烷值為130，液化石油氣的辛烷值在100～110之間，以上兩者都較汽油有更高的辛烷值，即抗爆性能較汽油高。二、熱值、燃燒溫度及燃燒產(chǎn)物1．熱值熱值是指單位重量或單位體積的可燃物質(zhì)，在完全燒盡生成最簡(jiǎn)單最穩(wěn)定化合物時(shí)所放出的熱量(見(jiàn)表1—13)。熱值又分高熱值和低熱值。它們之問(wèn)的區(qū)別在于高熱值記人生成的水的冷凝熱，如不計(jì)算這局部冷凝熱，那么為低熱值。表l—13各種碳?xì)浠衔锏臒嶂得Q(chēng)氣態(tài)發(fā)熱值高熱值低熱值104kJ/kg104kJ/kg104kJ/kg104kJ/kg甲烷乙烷丙烷正丁烷羿丁烷名稱(chēng)液態(tài)發(fā)熱值高熱值低熱值甲烷----乙烷丙烷正丁烷羿丁烷2．燃燒溫度燃燒溫度實(shí)質(zhì)上是火焰溫度。因?yàn)榭扇嘉镔|(zhì)燃燒所產(chǎn)生的熱量是在火焰燃燒區(qū)內(nèi)放出的，熱量完全被燃燒生成物所攜帶，因而火焰溫度也就是燃燒溫度(見(jiàn)表1～14)。表l—14液化石油氣和天然氣等可燃物質(zhì)的理論燃燒溫度工程液化石油天然氣汽油煤油爛燒溫度(C)212020201200700-10303．燃燒產(chǎn)物液化石油氣和天然氣(含少量雜質(zhì))完全燃燒時(shí)產(chǎn)生二氧化碳(CO)2)和二氧化硫(SO2)等，當(dāng)不完全燃燒時(shí)還會(huì)產(chǎn)生大量的一氧化碳(CO))。CO是一種無(wú)色氣體，比空氣略輕，有強(qiáng)烈的毒性。當(dāng)空氣中含有10％的CO時(shí)，在l～2min內(nèi)可造成人的中毒死亡。完全燃燒時(shí)產(chǎn)生的CO2。也是～種無(wú)色氣體，比空氣重，不燃燒，不助燃，不導(dǎo)電，有輕度毒性。但燃燒產(chǎn)物中CO2：中含量高時(shí)，使人窒息。SO2比空氣重，具有毒性，對(duì)眼膜和呼吸道有刺激性，當(dāng)空氣中含量為0.05％時(shí)，短時(shí)間內(nèi)便可造成人的生命危險(xiǎn)。由上述介紹可知，液化石油氣、天然氣及雜質(zhì)的燃燒產(chǎn)物對(duì)人體都有一定的危害，因此，用戶使用燃具的空間，必須具有良好的通風(fēng)條件，以使燃燒產(chǎn)物能及時(shí)排除。4．燃燒產(chǎn)物與滅火工作的關(guān)系燃?xì)馊紵a(chǎn)物對(duì)滅火工作既有不利的一面，也有有利的一面。燃燒產(chǎn)物在一定的條件下，有阻燃作用。根據(jù)燃燒產(chǎn)物的顏色和氣味可以判斷是什么物質(zhì)燃燒，有利于采取正確的滅火措施，根據(jù)燃燒產(chǎn)物煙霧溫度、濃度和流動(dòng)方向可以判斷燃燒速度和蔓延方向。在一定的條件下，燃燒產(chǎn)物阻礙滅火人員行動(dòng)，有使滅火人員窒息中毒的危險(xiǎn)，燃燒產(chǎn)物煙霧會(huì)影響視線，阻礙消防工作，而很多燃燒產(chǎn)物有造成新的火源和促進(jìn)火勢(shì)開(kāi)展的危險(xiǎn)。三、爆炸及爆炸極限1．爆炸物質(zhì)自一種狀態(tài)驟然轉(zhuǎn)變到另一種狀態(tài)，并在釋放出大量能量的瞬間產(chǎn)生巨大聲響及亮光的現(xiàn)象稱(chēng)為爆炸。迅速韻燃燒(約萬(wàn)分之幾秒)以后和巨大數(shù)量燃燒產(chǎn)物的形成，包括能量釋放及產(chǎn)物膨脹在內(nèi)的劇烈的物理化學(xué)行為是燃燒爆炸，亦稱(chēng)爆炸。爆炸也包括氣體或蒸氣在瞬間膨脹的現(xiàn)象。爆炸可分為物理性爆炸和化學(xué)性爆炸。物理性爆炸：這種爆炸是由物理因素引起的，物質(zhì)因狀態(tài)或壓力發(fā)生突變而強(qiáng)力崩裂的爆炸稱(chēng)為物理爆炸。如：液化氣體超壓引起的爆炸。物理性爆炸前后物質(zhì)的性質(zhì)及化學(xué)成分均不改變。當(dāng)液化石油氣容器充裝過(guò)滿或溫度過(guò)高，均可能導(dǎo)致容器超壓，引起爆炸?；瘜W(xué)性爆炸：物質(zhì)發(fā)生極迅速的化學(xué)反響，產(chǎn)生高溫高壓而引起的爆炸稱(chēng)為化學(xué)性爆炸。化學(xué)性爆炸前后物質(zhì)的性質(zhì)和成分發(fā)生了根本的變化。天然氣和液化石油氣的爆炸一般屬于氣體混合物爆炸。天然氣和液化石油氣氣體與空氣混合，到達(dá)一定濃度時(shí)，遇著火源即能發(fā)生爆炸燃燒。密閉容器內(nèi)的爆炸，非常危險(xiǎn)。爆炸時(shí)，容器裂成碎片四處飛射，有很強(qiáng)的破壞力，情同炸彈。這類(lèi)事故有可能是因氣瓶超壓，或因?yàn)槿萜鲀?nèi)存有燃?xì)猓諝膺M(jìn)入，充分?jǐn)U散混合形成爆炸條件。2．爆炸極限可燃性氣體或蒸氣與空氣組成的混合物，并不是在任何比例下都可以燃燒或爆炸，而是具有嚴(yán)格的數(shù)量比例?？扇?xì)怏w或蒸氣與空氣的混合物遇著火源能夠發(fā)生爆炸燃燒的濃度范圍稱(chēng)爆炸濃度極限。爆炸燃燒的最低濃度稱(chēng)為爆炸濃度下限，最高濃度稱(chēng)爆炸濃度上限(見(jiàn)表1-15)表1-15液化石油氣和天然氣的爆炸濃度極限物質(zhì)名稱(chēng)爆炸濃度極限下限(%)下限(%)液化石油氣天然氣〔甲烷〕3．影響爆炸極限的因素爆炸極限不是一個(gè)固定值，它隨著一些因素而變化，影響爆炸極限的主要因素有以下幾點(diǎn)。原始溫度：爆炸性混合物的原始溫度越高，那么爆炸極限范圍越寬，即爆炸下限降低而爆炸上限增高。原始?jí)毫Γ夯旌衔锏脑級(jí)毫?duì)爆炸極限有很大的影響，在壓力增加的情況下，其爆炸極限的變化就很復(fù)雜。一般壓力增大，爆炸極限擴(kuò)大，壓力降低，那么爆炸極限縮小。惰性氣體及雜質(zhì)：假設(shè)混合物中所含惰性氣體的百分?jǐn)?shù)增加，爆炸極限范圍縮小，平安性提高，惰性氣體濃度提高到某一數(shù)值，可使混合物不爆炸。充裝容器的材質(zhì)、尺寸等：實(shí)驗(yàn)證明，容器或管道直徑越小，爆炸極限范圍越小，這可能與材質(zhì)的不明催化原因有關(guān)。除上述因素外，火花的能量、熱量交換外表的面積，火源和混合物的接觸時(shí)間等，對(duì)爆炸極限均有影響。爆炸濃度極限的實(shí)用意義：(1)評(píng)定氣體或液體火災(zāi)危險(xiǎn)性大小。可燃?xì)怏w或液體蒸氣的爆炸下限越低，爆炸極限范圍越大，那么火災(zāi)的危險(xiǎn)性越大。(2)劃分可燃?xì)怏w等級(jí)的依據(jù)。爆炸濃度下限低于10％的可燃?xì)怏w屬一級(jí)可燃?xì)怏w，爆炸濃度極限下限高于10％的可燃?xì)怏w屬二級(jí)可燃?xì)怏w。(3)評(píng)定氣體生產(chǎn)、儲(chǔ)存火險(xiǎn)類(lèi)別，選擇電氣設(shè)備的依據(jù)。生產(chǎn)、儲(chǔ)存爆炸濃度下限小于10％的可燃?xì)怏w為甲類(lèi)火災(zāi)危險(xiǎn)，應(yīng)選用隔爆型電氣設(shè)備；生產(chǎn)、儲(chǔ)存爆炸濃度下限大于10%的可燃?xì)怏w為乙類(lèi)火災(zāi)危險(xiǎn)，可選擇任意一類(lèi)防爆型電氣設(shè)備。四、車(chē)用天然氣燃料的特點(diǎn)天然氣作為內(nèi)燃機(jī)燃料有以下特點(diǎn)：(1)天然氣的體積低熱值和質(zhì)量低熱值略高于汽油，但理論混合氣熱值要比汽油低。甲烷含量愈高，相差越大，純甲烷理論混合氣熱值比汽油低10％。(2)抗爆震性能高：天然氣的主要成分是甲烷，甲烷的辛烷值為130，具有較高的抗爆震性能。(3)混合氣發(fā)火界限寬：天然氣和空氣混合后的工作混合氣具有很寬的發(fā)火界限，其過(guò)量空氣系數(shù)的變化范圍為0.6-1.8。通過(guò)采用稀薄燃燒技術(shù)，可進(jìn)一步提高汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保效益。⑷天然氣比汽油的燃點(diǎn)高，火焰?zhèn)鞑ニ俣嚷枰^高的點(diǎn)火能量。⑸天然氣是比汽油更清潔的燃料由于天然氣燃燒溫度高，NOX，生成少，與空氣同為氣相，混合均勻，燃燒較完全，C和微粒的排放極低。第四節(jié)天然氣的質(zhì)量要求1．民用天然氣的質(zhì)量指標(biāo)(1)本標(biāo)準(zhǔn)按天然氣的高位發(fā)熱量不同分為A組和B組；按用途不同A、B兩組分為四類(lèi)，其相應(yīng)代號(hào)分別1類(lèi)、Ⅱ類(lèi)、Ⅲ類(lèi)和N類(lèi)。(2)各組、各類(lèi)天然氣質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合表1—18規(guī)定。表1—18天然氣質(zhì)量指標(biāo)工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法ⅠⅡⅢⅣ特批高位發(fā)熱量〔MJ/m3〕A級(jí)B級(jí)總硫〔以硫計(jì)〕含量〔mg/m3〕150270460＞480待批硫化氫含量〔mg/m3〕620待批實(shí)測(cè)實(shí)測(cè)待批二氧化碳體積含量〔%〕3—SY7506水份無(wú)游離水②機(jī)械別離目測(cè)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)：SYT7514—88。①本標(biāo)準(zhǔn)中的m3為在101.325kPa，20℃狀態(tài)下的體積；⑦無(wú)游離水是指天然氣經(jīng)機(jī)械設(shè)備分不出游離水(在取樣點(diǎn)處的溫度和壓力條件下)，氣體的相對(duì)濕度小于或等于100％；⑧Ⅳ類(lèi)氣總硫含量不小于480mg/m3。2．管輸天然氣氣質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)天然氣中的酸性氣體和水是造成管線內(nèi)壁腐蝕、影響管線壽命的主要因素之一，嚴(yán)格控制進(jìn)入管線的氣體質(zhì)量是延長(zhǎng)管線壽命、平安供氣的重要措施。世界主要產(chǎn)、用氣國(guó)家對(duì)管輸天然氣氣質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1—19。表l一19世界主要產(chǎn)、用氣國(guó)家天然氣氣質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)雜質(zhì)名稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn)含量聯(lián)邦德國(guó)荷蘭伊朗前蘇聯(lián)美國(guó)法國(guó)硫化氫〔mg/m3〕25未規(guī)定②(生活氣20)①1．5含水量〔mg/m3〕804764③95～10058有機(jī)硫〔mg/m3〕250150元未規(guī)定240180二氧化碳體積含量〔%〕—未規(guī)定2—①3。②3。③前蘇聯(lián)氣體中含水量依據(jù)不同地區(qū)要求各異。如果天然氣中的游離水尚未脫凈，由于天然氣中含有少量的硫化物，那么可能在民用天然氣輸配管網(wǎng)或車(chē)用鋼瓶?jī)?nèi)形成H。S水溶液，對(duì)設(shè)備造成腐蝕。天然氣中主要有害雜質(zhì)是H：s和其他含硫化物、CO2及H2O2。H2S能腐蝕輸送管道且污染環(huán)境，對(duì)人體有害，在水存在時(shí)會(huì)與CO2和硫化物發(fā)生反響，對(duì)金屬有腐蝕性。CO2含量過(guò)高還影響管道輸送能力。并降低天然氣發(fā)熱量。水在一定溫度和壓力下，能與烴生成水化物，假設(shè)溫度低于露點(diǎn)溫度還會(huì)結(jié)冰，導(dǎo)致輸送過(guò)程中管道堵塞。因而，天然氣開(kāi)采出來(lái)后需經(jīng)過(guò)凈化才可到達(dá)商品天然氣要求。3．汽車(chē)用天然氣質(zhì)量要求(見(jiàn)表l一20)表1—20汽車(chē)用壓縮天然氣質(zhì)量要求工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法高位發(fā)熱量〔MJ/m3〕≥GB/T11062硫化氫〔H2S〕含量〔mg/m3〕＜20總硫〔以硫計(jì)〕含量〔mg/m3〕＜270GB/T11061二氧化碳〔CO2〕含量〔%〕SY/T7506水露點(diǎn)低于最高操作壓力下最低環(huán)境溫度5℃SY/T7507(計(jì)算確定)注：1、為確保壓縮天然氣的使用平安．壓縮天然氣應(yīng)有特殊氣味，必要時(shí)假設(shè)適避加臭劑，保證天然氣的濃度在空氣中到達(dá)爆炸下限的20％前能被覺(jué)察。2、氣體體積為在101.325kPa、20℃狀態(tài)下的體積。標(biāo)準(zhǔn)號(hào)：SY/T7546-1996。4、天然氣加臭的意義天然氣是具有一定毒性的爆炸性氣體，且在壓力下輸送和使用。由于管道及設(shè)備材質(zhì)和施工方面存在問(wèn)題和使用不當(dāng)，容易造成漏氣，存在著火和人身中毒的危險(xiǎn)，因此，當(dāng)發(fā)生漏氣時(shí)能及時(shí)被人們覺(jué)察進(jìn)而消除漏氣是很必要的，要求對(duì)沒(méi)有臭味的燃?xì)饧映?，?duì)于減少災(zāi)害，是必不可少的措施。城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：有毒燃?xì)庑孤┑娇諝庵校竭_(dá)對(duì)人體允許的有害濃度之前應(yīng)能覺(jué)察；無(wú)毒燃?xì)庑孤┑娇諝庵?，到達(dá)爆炸下限的20％濃度時(shí)，應(yīng)能覺(jué)察。一、天然氣的輸送天然氣的輸送有長(zhǎng)距離管路輸送和液化天然氣〔LNG〕輸送方式等，另外，還可采用移動(dòng)管束式汽車(chē)輸送。(一)液化天然氣(LNG)天然氣的主要組成——甲烷，在常溫下不能用壓縮的方法使其液化，只有在低溫下(-162℃)才能變?yōu)橐簯B(tài)。天然氣液化后儲(chǔ)存在以絕熱材料制造的儲(chǔ)罐巾，町通過(guò)船運(yùn)或年運(yùn)方式輸送。天然氣液化前必須凈化，脫除深冷過(guò)程中可能固化的物質(zhì)．如水一二氧化碳、硫化氧及丙烷以上的重?zé)N類(lèi)，因?yàn)樗鼈冊(cè)谏罾錀l件下會(huì)變成固體，覆蓋在冷卻外表，即使不發(fā)生冰堵，也會(huì)嚴(yán)重影響效率。凈化后的天然氣經(jīng)過(guò)制冷為液態(tài)，體積變成氣態(tài)體積的1/625，密度約為0.5，這使天然氣在儲(chǔ)罐中的儲(chǔ)存量增大。不過(guò)現(xiàn)階段液化本錢(qián)較高，市場(chǎng)狹小，缺少互相坍調(diào)的技術(shù)規(guī)定，隨著深冷工藝的開(kāi)展，天然氣液化將變得經(jīng)濟(jì)些。(二)長(zhǎng)距離管輸城鎮(zhèn)天然氣傳統(tǒng)的氣源供給模式是通過(guò)長(zhǎng)輸管線來(lái)實(shí)現(xiàn)。天然氣管輸有五大環(huán)節(jié)：(集氣)采氣→凈氣→輸氣→儲(chǔ)氣→配氣(供氣)。長(zhǎng)輸系統(tǒng)由集輸管網(wǎng)、氣體凈化設(shè)備、起點(diǎn)站、輸氣干線、輸氣支線、中間調(diào)壓計(jì)量站、壓氣站、燃?xì)夥峙湔?、管理維修站、通信與遙控設(shè)備、陰極保護(hù)站(或其他電保護(hù)裝置)等組成。(三)移動(dòng)管束式汽車(chē)運(yùn)輸天然氣由于國(guó)內(nèi)天然氣長(zhǎng)輸管線運(yùn)輸尚未形成根本網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)不能滿足工業(yè)、商業(yè)及民用對(duì)天然氣輸配供給的需要，對(duì)于許多城鎮(zhèn)或居民小區(qū)，或?qū)τ谀承┊a(chǎn)量低且不穩(wěn)定的零星氣田或單井，沒(méi)有必要向城鎮(zhèn)敷設(shè)一條永久性管線。因而，對(duì)于天然氣的供給，除長(zhǎng)輸管線和液化天然氣外，也可采用通過(guò)專(zhuān)用車(chē)輛，即移動(dòng)管束式汽車(chē)由公路運(yùn)輸壓縮天然氣(CNG)，目前CNG公路運(yùn)輸系統(tǒng)技術(shù)較成熟，已在天然氣汽車(chē)母子站系統(tǒng)上廣泛使用。二、天然氣的儲(chǔ)存1．液化天然氣的儲(chǔ)存液化天然氣是將天然氣經(jīng)過(guò)凈化處理，除去水、二氧化碳、硫等雜質(zhì)及重碳?xì)浠衔铮缓蟛捎霉?jié)流膨脹、混合冷源制冷等深冷工藝將天然氣冷卻到一162℃，將甲烷變成液體，體積縮小625倍，稱(chēng)為液化天然氣，儲(chǔ)存在冷庫(kù)中。其占地面秘少，工作壓力較低，儲(chǔ)氣量大，但制冷工藝設(shè)備復(fù)雜，投資較高。2．壓縮天然氣的儲(chǔ)存壓縮天然氣又稱(chēng)CNG，是指將天然氣經(jīng)過(guò)多級(jí)壓縮，將其壓力壓縮至較高值，一般是20～30MPa，CNG儲(chǔ)存體積較常壓天然氣大為減少，儲(chǔ)存至高壓容器中。其特點(diǎn)是，工作壓力高，儲(chǔ)氣量大，但壓縮設(shè)備投資較大，目前多用于天然氣汽車(chē)加氣站中。3．吸附天然氣的儲(chǔ)存吸附天然氣英文縮寫(xiě)為ANG，是指在一定的壓力情況下，使天然氣吸附在吸附劑上，這是一種很有前途的方法。通過(guò)大外表吸附劑能儲(chǔ)存大量的天然氣，這是因?yàn)槲皆谖絼┪⒖捉橘|(zhì)上的甲烷分子間的距離較氣相時(shí)小得多。其具有工作壓力低，儲(chǔ)氣量大，儲(chǔ)氣本錢(qián)低，設(shè)備投資較小，工作平安可靠等特點(diǎn)。但目前其工藝技術(shù)尚不成熟，正處于研究開(kāi)展階段。第二章車(chē)用天然氣加氣站第一節(jié)車(chē)用天然氣加氣站介紹一、天然氣加氣站概述根據(jù)站區(qū)現(xiàn)場(chǎng)或附近是否有管線天然氣，天然氣加氣站分為常規(guī)站、母站和子站。常規(guī)站建在有天然氣管線通過(guò)的地方，從天然氣管線直接取氣，天然氣經(jīng)過(guò)脫硫、脫水等工藝，進(jìn)入壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮，然后進(jìn)入儲(chǔ)氣瓶組儲(chǔ)存或通過(guò)加氣機(jī)給車(chē)輛加氣。通常常規(guī)站加氣量在600～1000m3/h之問(wèn)。母站建在臨近天然氣管線的地方，從天然氣管線直接取氣，經(jīng)過(guò)脫硫、脫水等工藝，進(jìn)入壓縮機(jī)壓縮，然后進(jìn)入儲(chǔ)氣瓶組儲(chǔ)存或通過(guò)加氣機(jī)給子站車(chē)或車(chē)輛加氣。通常母站加氣量在2500～4000m3/h之間。子站建在加氣站周?chē)鷽](méi)有天然氣管線的地方，通過(guò)子站轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)將從母站運(yùn)來(lái)的天然氣給天然氣汽車(chē)加氣，一般還需配置小型增壓器和地面瓶組。為提高轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)的取氣率，用增壓器將轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)內(nèi)的低壓氣體升壓后，轉(zhuǎn)存在地面瓶組內(nèi)或直接給天然氣汽車(chē)加氣。子母站方式適合在城市人口密集、天然氣管線布局不普遍的地方。根據(jù)加氣站儲(chǔ)氣裝置容積VN的大?。烊粴饧託庹究煞譃橐患?jí)站、二級(jí)站、三級(jí)站：一級(jí)站：3000m3<VN≤4000m3二級(jí)站：1500m3<VN≤3000m3三級(jí)站：VN≤1500m3其中VN為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(即P=I01.325kPa,t=0℃)下的體積。根據(jù)加氣所需時(shí)間，加氣站分為快充站和慢充站。慢充站主要由充氣閥、壓力表、軟管和連接器組成，只配有少量甚至沒(méi)有高壓存儲(chǔ)容器。慢充站通常在晚上對(duì)車(chē)輛加氣，壓縮機(jī)將天然氣壓縮后送入通往每輛汽車(chē)的分配歧管中，再經(jīng)加氣機(jī)進(jìn)入汽車(chē)燃料罐，燃料罐加滿后自動(dòng)停止加氣。這種配置很經(jīng)濟(jì)，而且具有很高的可靠性。加氣時(shí)間隨壓縮機(jī)排量、加氣汽車(chē)數(shù)量及燃料罐的容量不同而變化。快充站是加氣速度很快的加氣站，由于車(chē)載燃料罐容積大小不等，加氣時(shí)間通常為3～10min。為實(shí)現(xiàn)快速加氣，站區(qū)一般都配有高壓容器預(yù)先存儲(chǔ)氣體，彌補(bǔ)壓縮機(jī)排量缺乏的影響，儲(chǔ)氣容器通常采用高、中、低三組ASME瓶組，即階式(Casecade)儲(chǔ)氣瓶組。公共加氣站多屬于這種類(lèi)型。根據(jù)所屬關(guān)系，加氣站分為商業(yè)加氣站、私有加氣站和公共加氣站。本節(jié)主要通過(guò)實(shí)例介紹天然氣加氣站設(shè)備的選型及工藝設(shè)計(jì)。常規(guī)站和子母站在我國(guó)的幾個(gè)加氣站示范城市中都有廣泛應(yīng)用。常規(guī)站和母站流程根本類(lèi)似，結(jié)構(gòu)和所用設(shè)備大體相同，不同之外在于母站排量比常規(guī)站大，并可通過(guò)加氣機(jī)給子站車(chē)加氣。相對(duì)于母站來(lái)講，子站設(shè)備較少，但操作繁瑣。有的地區(qū)的天然氣含硫量低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，可考慮不設(shè)脫硫設(shè)備。下面對(duì)常規(guī)站、母站和子站分別進(jìn)行介紹。二、常規(guī)加氣站圖5—1是進(jìn)口天然氣汽車(chē)加氣站流程圖。經(jīng)過(guò)預(yù)處理(脫硫、脫水、別離輕質(zhì)油)的天然氣經(jīng)過(guò)進(jìn)站過(guò)濾、計(jì)量、調(diào)壓后，以一定壓力進(jìn)入天然氣深度脫水裝置，使天然氣水露點(diǎn)到達(dá)車(chē)用壓縮天然氣標(biāo)準(zhǔn)，而后經(jīng)洗滌罐進(jìn)入天然氣壓縮機(jī)進(jìn)行三到四級(jí)壓縮，使其壓力到達(dá)25MPa，通過(guò)優(yōu)先／順序控制盤(pán)進(jìn)入高、中、低三組儲(chǔ)氣瓶暫時(shí)儲(chǔ)存，再通過(guò)優(yōu)先／順序控制盤(pán)、加氣機(jī)(亦可由壓縮機(jī)直接通過(guò)優(yōu)先／順序控制盤(pán)、加氣機(jī))對(duì)天然氣汽車(chē)充氣。由此可見(jiàn)，天然氣汽車(chē)加氣站設(shè)備包括天然氣深度脫水裝置、天然氣壓縮系統(tǒng)、天然氣儲(chǔ)存系統(tǒng)、控制系統(tǒng)(自動(dòng)保護(hù)、自動(dòng)啟停機(jī)及優(yōu)先／順序控制盤(pán))和壓縮天然氣售氣系統(tǒng)。圖5-l進(jìn)口壓縮天然氣汽車(chē)加氣站流程圖1．天然氣深度脫氣裝置經(jīng)過(guò)預(yù)處理的天然氣還不能直接用于給天然氣汽車(chē)充氣，必須通過(guò)深度脫水裝置，以降低天然氣中的水分含量(在工作壓力下將天然氣水露點(diǎn)降至低于最低環(huán)境溫度5℃以上)，否那么會(huì)出現(xiàn)以下危害：(1)在向汽車(chē)充氣過(guò)程中，管閥件、加氣嘴易產(chǎn)生冰堵現(xiàn)象，影響加氣；(2)影響CNG汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；(3)氣瓶積水會(huì)降低氣瓶使用的平安性，尤其是在天然氣中含硫化氫的情況下；(4)影響壓縮機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和維護(hù)。圖5—2為進(jìn)口加氣站天然氣深度脫水裝置(有熱再生、低壓雙塔)流程圖。來(lái)自加氣站上游(已經(jīng)過(guò)三甘醇脫水)的濕氣通過(guò)l號(hào)氣動(dòng)閥進(jìn)入以4A分子篩做吸附劑的枯燥塔(例如甲塔)進(jìn)行深度脫水，使其常壓下水露點(diǎn)到達(dá)-60℃以下——這是天然氣深度脫水裝置的吸附(即枯燥)過(guò)程。根據(jù)加氣站上游天然氣含水的情況不同，脫水裝置的吸附周期的長(zhǎng)短也不一樣?？稍诳菰锼隹谠O(shè)置天然氣露點(diǎn)指示器，隨時(shí)都可以通過(guò)開(kāi)啟監(jiān)測(cè)管路上的閥門(mén)，讓枯燥后的天然氣通過(guò)該裝置并觀察該裝置內(nèi)的化學(xué)試劑的顏色變化來(lái)確定枯燥劑是否需要再生。如果化學(xué)試劑顯示了某種特定的顏色，那么說(shuō)明該午燥塔(甲塔)吸附床吸附的水分到達(dá)了設(shè)計(jì)量，應(yīng)該馬上對(duì)該塔進(jìn)行再牛，而讓乙塔進(jìn)入吸附過(guò)程。再生時(shí)，來(lái)自高壓儲(chǔ)氣瓶組的干氣，經(jīng)減壓閥和3號(hào)氣動(dòng)閥進(jìn)入甲塔，對(duì)該塔進(jìn)行有熱再生(此時(shí)置于塔內(nèi)的電加熱器通電對(duì)該塔加熱——稱(chēng)為內(nèi)置式加熱方式。可有效地增大熱傳遞效率，該裝置還設(shè)計(jì)了再升溫度高自動(dòng)報(bào)警和斷電保護(hù)裝置)，即進(jìn)入塔內(nèi)的干氣在高溫條件下帶走枯燥塔吸附床上吸附的水分，通過(guò)5號(hào)氣動(dòng)閥進(jìn)入風(fēng)冷空氣冷卻器進(jìn)行冷卻(風(fēng)冷換熱器的設(shè)計(jì)，不僅使整個(gè)脫水裝置變得緊湊，減少了占地面積和建站投資，而且特別適合于我國(guó)北方地區(qū)冬季使用)，再進(jìn)入別離器，別離出的水分通過(guò)排污閥(手動(dòng)閥或自動(dòng)閥)排除，而枯燥后的天然氣那么從別離器的上部出來(lái)，通過(guò)單流閥返回到脫水裝置的入口，通過(guò)1號(hào)氣動(dòng)三通閥進(jìn)入脫水裝置重新進(jìn)行脫水處理，其再生周期一般為6～8h?？菰锼ぷ鳡顟B(tài)(吸附或再生)的切換是由位于脫水裝置安傘距離以外的控制盤(pán)內(nèi)的一組電拄元什，以?xún)x表風(fēng)做驅(qū)動(dòng)力，通過(guò)控制枯燥塔狀態(tài)切換閥組(1～6號(hào)氣動(dòng)閥)的開(kāi)關(guān)自動(dòng)完成的，這就大大減輕了操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。為了適合在冬季環(huán)境溫度低于o℃的地區(qū)(例如我國(guó)北方地區(qū))使用，該裝置在可能有水分積聚造成冰堵的管線、閥門(mén)或設(shè)備處都采用保溫或電加熱設(shè)計(jì)。圖5-2某進(jìn)口壓縮天然氣汽車(chē)加氣站深度脫水裝置流程圖2．天然氣壓縮系統(tǒng)枯燥后的天然氣進(jìn)入壓縮機(jī)壓縮，根據(jù)吸氣壓力的不同。采用三級(jí)或四級(jí)壓縮。壓縮機(jī)可采用少油潤(rùn)滑或無(wú)油潤(rùn)滑方式。壓縮機(jī)主要包括豐機(jī)、驅(qū)動(dòng)機(jī)、冷卻器、管件、緩沖罐和監(jiān)視儀表等。以下是某引進(jìn)天然氣壓縮機(jī)系統(tǒng)的根本情況。天然氣壓縮系統(tǒng)的主要流程是(參見(jiàn)圖5—1)：天然氣經(jīng)過(guò)低壓深度脫水裝置脫水后，經(jīng)單流閥、入口關(guān)斷閥、洗滌罐、壓縮機(jī)入口調(diào)壓閥，進(jìn)入壓縮機(jī)一級(jí)缸壓縮，通過(guò)三級(jí)壓縮、三級(jí)冷卻后，進(jìn)入四級(jí)缸壓縮、四級(jí)冷卻器冷卻，再經(jīng)壓縮機(jī)末級(jí)過(guò)濾器、卸載／排氣組合閥、單流閥、優(yōu)先／順序控制盤(pán)，進(jìn)入壓縮天然氣儲(chǔ)氣瓶組儲(chǔ)存。該天然氣壓縮系統(tǒng)的特點(diǎn)是：(1)為方便用戶安裝和減少占地面積，整個(gè)機(jī)組(包括天然氣洗滌罐、壓縮機(jī)主機(jī)、空氣冷卻器、驅(qū)動(dòng)機(jī)、儲(chǔ)氣瓶組、電控盤(pán)、優(yōu)先／順序盤(pán)、儀表風(fēng)系統(tǒng)等)緊湊地安裝在一個(gè)撬塊上；為了降低機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噪音，整個(gè)撬塊外罩有封閉的適合露天使用的隔音、防爆房；此外，為了減小機(jī)組的振動(dòng)，機(jī)組采用了對(duì)稱(chēng)平衡式設(shè)計(jì)。(2)壓縮機(jī)氣缸采用空氣冷卻，壓縮機(jī)潤(rùn)滑油、壓縮后的高溫高壓氣體也采用空氣冷卻，減少了占地面積，簡(jiǎn)化了建站設(shè)計(jì)，而且特別適合于我國(guó)北方地區(qū)冬季使用，見(jiàn)圖5—3。(3)壓縮機(jī)氣缸、填料采用有油潤(rùn)滑方式。有油潤(rùn)滑方式的壓縮天然氣(CNG)壓縮機(jī)在壓縮過(guò)程中潤(rùn)滑油不可防止地與天然氣接觸，局部潤(rùn)滑油被別離成微小的懸浮顆粒，可能因壓縮而產(chǎn)生熱能霧化，經(jīng)過(guò)油氣別離設(shè)備，大局部的浮粒可在冷卻器中別離出來(lái)或由壓縮機(jī)排氣口的組合過(guò)濾器過(guò)濾掉。但是油霧不能徹底別離掉，未別離掉的局部油霧，只有當(dāng)儲(chǔ)氣瓶的天然氣經(jīng)過(guò)天然氣汽車(chē)的組合減壓閥使壓力下降后才能凝結(jié)，這就會(huì)影響到組合減壓閥和高壓電磁閥的正常工作。此外，車(chē)用壓縮天然氣中含潤(rùn)滑油，也會(huì)影響到發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)庋b置(如電噴系統(tǒng)、流量傳感器或含氧量傳感器)的正常工作，這是車(chē)主經(jīng)常抱怨的問(wèn)題。圖5—3某進(jìn)口壓縮天然氣汽車(chē)加氣站壓縮機(jī)組冷卻流程圖傳統(tǒng)的礦物潤(rùn)滑油揮發(fā)性強(qiáng)，過(guò)量油霧的形成進(jìn)一步擴(kuò)大了上述問(wèn)題。因而目前大多采用合成潤(rùn)滑油，可減少油霧量，但本錢(qián)較高。國(guó)外的CNG壓縮機(jī)有的設(shè)計(jì)成無(wú)油潤(rùn)滑方式，即壓縮機(jī)活塞環(huán)和填料環(huán)采用自潤(rùn)滑材料(填充特氟隆)這種方式防止了有油潤(rùn)滑方式的許多弊端，節(jié)省了毆備運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用(潤(rùn)滑)．防止了對(duì)廢油的處理，節(jié)省了更換過(guò)濾器的費(fèi)用，又不影響汽車(chē)高壓電磁悶和組合式減壓閥的正常工作，使汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)和加氣站天然氣壓縮機(jī)的維修費(fèi)用大大降低。3．儲(chǔ)氣系統(tǒng)和售氣系統(tǒng)(優(yōu)先／順序控制盤(pán))典型的儲(chǔ)氣系統(tǒng)和售氣系統(tǒng)是通過(guò)優(yōu)先／』質(zhì)序控制盤(pán)的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)高效充氣和快速加氣的。圖5—4是一個(gè)典型的流程圖。圖5—4某進(jìn)口壓縮天然氣汽車(chē)加氣站儲(chǔ)(售)氣系統(tǒng)及優(yōu)先／順序控制流程圖來(lái)自天然氣壓縮機(jī)的壓縮氣體在儲(chǔ)氣瓶組壓力不能把汽車(chē)充滿的情況下，可通過(guò)4#和8#。氣動(dòng)閥分別到1號(hào)加氣槍和2號(hào)加氣槍直接給汽車(chē)加氣；此時(shí)如果沒(méi)有汽車(chē)需要加氣，那么來(lái)自天然氣壓縮機(jī)的壓縮氣體那么通過(guò)1#、2#、3#氣動(dòng)閥分別給高壓、中壓、低壓儲(chǔ)氣瓶充氣。三組儲(chǔ)氣瓶取氣時(shí)，遵循“先用低壓組、再用中壓組、最后才用高壓組給汽車(chē)充氣〞的快充原那么(分別通過(guò)7#或11#。氣動(dòng)閥、6#或10#氣動(dòng)閥、5#或9#氣動(dòng)閥)，這種工作方式的優(yōu)點(diǎn)是可以保證儲(chǔ)氣瓶充氣最多，提高儲(chǔ)氣瓶的利用率，也可以使對(duì)汽車(chē)加氣的速度最快。4．控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)的功能是控制加氣站設(shè)備(壓縮機(jī)、脫水裝置、加氣機(jī)、優(yōu)先／順序盤(pán))的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和對(duì)有關(guān)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)設(shè)置報(bào)警或停機(jī)點(diǎn)。加氣站設(shè)備的控制系統(tǒng)采用PLC(可編程邏輯控制器)進(jìn)行控制。這種控制方式可靠性高，能實(shí)現(xiàn)設(shè)備的全自動(dòng)化操作，也可遠(yuǎn)傳到值班室．實(shí)現(xiàn)無(wú)人看守，在保證設(shè)備操作可靠性的同時(shí)，大大減輕了操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。下面介紹某進(jìn)口壓縮天然氣加氣站配備的NematronIWS一113／E型運(yùn)算器及其顯示器的PLC控制系統(tǒng)的工作情況。壓縮機(jī)控制盤(pán)控制和顯示機(jī)組運(yùn)行參數(shù)，它是根據(jù)手動(dòng)一關(guān)閉．自動(dòng)(HOA)多位開(kāi)關(guān)所處的不同位置來(lái)控制儲(chǔ)罐壓力和加氣機(jī)的工作狀態(tài)的，并配有緊急停機(jī)按鈕(ESD))。各鍵功能如下：當(dāng)HOA開(kāi)關(guān)處在“OFF〞(關(guān)閉)位置時(shí)，機(jī)組處于停機(jī)狀態(tài)，如果在運(yùn)行狀態(tài)下把HOA開(kāi)關(guān)撥到“OFtl，，位置，機(jī)組將停止運(yùn)行；當(dāng)HOA開(kāi)關(guān)處在“HAND〞(手動(dòng))位置時(shí)，機(jī)組將試圖啟動(dòng)，假設(shè)機(jī)組啟動(dòng)成功，機(jī)組將吸入天然氣，旁通閥翻開(kāi)，此時(shí)假設(shè)將HOA形狀扳到“OFF〞位置，機(jī)組那么等待儲(chǔ)罐壓力降到設(shè)定點(diǎn)或者等候加氣機(jī)軟管從高壓儲(chǔ)罐里取氣，儲(chǔ)罐壓力降低后，壓縮機(jī)將自動(dòng)啟動(dòng)、加載、運(yùn)行。機(jī)組啟動(dòng)程序如下：當(dāng)機(jī)組得到運(yùn)行的命令信號(hào)后，壓縮空氣將進(jìn)入預(yù)潤(rùn)滑氣缸，氣缸把潤(rùn)滑油壓入到壓縮機(jī)的油道里，使壓縮機(jī)機(jī)體得到潤(rùn)滑。在預(yù)潤(rùn)滑循環(huán)完成以后，機(jī)組進(jìn)氣閥翻開(kāi)，電動(dòng)機(jī)開(kāi)始啟動(dòng)，機(jī)組溫度開(kāi)始升高。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)以后，啟動(dòng)定時(shí)器停止工作，凈化定時(shí)器開(kāi)始工作，同時(shí)所有過(guò)載簪機(jī)定時(shí)器開(kāi)始工作。當(dāng)機(jī)紐溫度升高到額定點(diǎn)后，排氣閥翻開(kāi)，旁通閥關(guān)閉，機(jī)組開(kāi)始向儲(chǔ)罐輸進(jìn)氣體。機(jī)組常規(guī)停機(jī)程序如下：當(dāng)機(jī)組得到緊急停機(jī)命令信號(hào)后，電動(dòng)機(jī)立刻停止運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)氣閥和排氣閥均關(guān)閉，旁通閥翻開(kāi)，控制盤(pán)上垃示緊急停機(jī)信號(hào)。如果機(jī)組在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不工作，為保證儲(chǔ)罐總是處在充滿狀態(tài)，機(jī)紐控制系統(tǒng)中設(shè)置了定時(shí)啟動(dòng)功能。啟動(dòng)定時(shí)器工作過(guò)程如下：當(dāng)HOA開(kāi)關(guān)處于“AUTO〞位置，且停機(jī)時(shí)間已到達(dá)沒(méi)定時(shí)問(wèn)時(shí)，～旦發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)罐的壓力低于最高補(bǔ)償壓力，控制系統(tǒng)將啟動(dòng)壓縮機(jī)進(jìn)行充氣；當(dāng)儲(chǔ)罐組都充滿后，壓縮機(jī)進(jìn)入常規(guī)停機(jī)程序。凈化循環(huán)程序如下：凈化循環(huán)是為了排除壓縮機(jī)長(zhǎng)時(shí)問(wèn)連續(xù)運(yùn)行后機(jī)組內(nèi)積存的液體。當(dāng)壓縮機(jī)連續(xù)運(yùn)行時(shí)間超過(guò)預(yù)設(shè)時(shí)問(wèn)(凈化延時(shí))以后，翻開(kāi)旁通閥，旁通閥于預(yù)定時(shí)間(凈化時(shí)間)內(nèi)持續(xù)開(kāi)啟，使過(guò)濾器里積存的液體通過(guò)旁通閥排到進(jìn)氣洗滌罐中。凈化完成后，壓縮機(jī)旁通閥關(guān)閉，壓縮機(jī)組恢復(fù)正常運(yùn)行。該P(yáng)LC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)了如下菜單：(1)主菜單：主菜單屏上顯示了6個(gè)供選用的通道，供操作員在實(shí)際操作中選用。(2)狀態(tài)菜單：可使操作員進(jìn)入機(jī)組數(shù)據(jù)屏，操作員可以從該屏上瀆出機(jī)組當(dāng)前運(yùn)轉(zhuǎn)的參數(shù)。這些參數(shù)不會(huì)隨操作員的意愿而改變。(3)功能菜單：操作員通過(guò)此鍵用密碼進(jìn)入功能屏。功能屏由機(jī)組定時(shí)器和緊急停機(jī)設(shè)定點(diǎn)組成，緊急停機(jī)設(shè)定點(diǎn)由操作員設(shè)定。(4)參數(shù)定位菜單：操作員可用適當(dāng)?shù)拿艽a進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)定屏，設(shè)定屏由機(jī)組各種參數(shù)組成，這些參數(shù)可由操作員設(shè)定。(5)報(bào)警菜單：當(dāng)機(jī)組出現(xiàn)故障時(shí)，執(zhí)行報(bào)警指令，屏幕顯示報(bào)警信號(hào)。該P(yáng)LC控制系統(tǒng)設(shè)定了如下報(bào)警點(diǎn)：①壓縮機(jī)進(jìn)氣壓力或某級(jí)排氣壓力過(guò)高；②壓縮機(jī)某級(jí)(一、二、三四級(jí))排氣溫度超高；③壓縮機(jī)機(jī)油壓力過(guò)低；④壓縮機(jī)機(jī)油液位過(guò)低：⑤機(jī)組振動(dòng)太大；⑥儀表風(fēng)壓力過(guò)低：⑦壓縮機(jī)注油器不注油；⑧機(jī)組洗滌罐液位過(guò)高。(6)故障診斷菜單：機(jī)組發(fā)生故障時(shí)，操作員翻開(kāi)該故障分析屏，屏幕將告訴操作員應(yīng)檢查哪些相關(guān)點(diǎn)，哪些相關(guān)點(diǎn)可能產(chǎn)生故障。三、母站母站同時(shí)為天然氣汽車(chē)和子站車(chē)加氣。子站車(chē)充氣壓力為20MPa，每輛車(chē)充氣4000m3。；天然氣汽車(chē)充氣壓力為20MPa，每輛車(chē)充氣150m3。母站每天供氣量約為56000m3。圖5—5為母站工藝流程簡(jiǎn)圖，圖5—6為母站設(shè)備示意圖。1．設(shè)備技術(shù)規(guī)格壓縮機(jī)組技術(shù)參數(shù)最高吸入壓力：0.8MPa(116psig)圖5-6母站設(shè)備示意圖最低吸入壓力：MPa(87psig)公稱(chēng)排氣壓力MPa(3860psig)最高排氣壓力：28.9MPa(4200psig)額定排量：1726m3／h(1073SCFM)缸徑：7.125英寸／4.125英寸／2.750英寸／1.500英寸行程：3.500英寸最高轉(zhuǎn)速：1500r／min電機(jī)：三相四線制／380V／50Hz／260.75kW(350hp)換熱器：空氣冷卻式換熱器傳動(dòng)方式：皮帶傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)風(fēng)方式：電機(jī)驅(qū)動(dòng)葉輪直徑：60英寸風(fēng)扇電機(jī)：380V／50Hz／14.9kW(20hp)預(yù)潤(rùn)滑泵：電機(jī)驅(qū)動(dòng)380V／50Hz／0.39kW(O.52hp)PLC部件處理器：1747一L541(SLC5／04)電源：1746一P4輸入端子：1746一IA16輸出端子：1746一OW16模擬器端子：1746一N18可燃?xì)怏w探頭：輸入電壓為直流+24V(適用范圍為直流+18～+32V)儲(chǔ)氣系統(tǒng)規(guī)格參數(shù)規(guī)格：6個(gè)ASME壓力容器布置：高為3個(gè)，寬為2個(gè)生產(chǎn)工藝：無(wú)縫氣瓶，旋壓鍛造收口每個(gè)容器尺寸：直徑20英寸，長(zhǎng)20英尺5英寸重量：18774kg(41390lbs)(總重量，包括鞍形支架)儲(chǔ)氣容積：在27.6MPa壓力下儲(chǔ)存1607m3最高允許工作壓力：27.6MPa(4000psig)平安系數(shù)：3：1端頭尺寸：1英寸(NPT，英制標(biāo)準(zhǔn)錐管螺紋)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：ASME標(biāo)準(zhǔn)第V1II節(jié)充氣優(yōu)先控制盤(pán)規(guī)格額定流量：21C下4022m3／h最高允許工作壓力：34.5MPa(5000psig)工作電壓：120V(直流)工藝管線：1／2英寸不銹鋼管控制方式：PLC遙控設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：符合ASME標(biāo)準(zhǔn)和NFPA52標(biāo)準(zhǔn)ESD類(lèi)型：具有防供電故障平安性快充加氣機(jī)規(guī)格額定流量：1609m3／h(1000SCFM)最大允許工作壓力：34.5MPa(5000psig)工藝管線：3／8英寸不銹鋼管外殼類(lèi)型：標(biāo)準(zhǔn)不銹鋼軟管：兩條15英尺長(zhǎng)帶放空的軟管計(jì)算單元：．Micon500CTM溫度補(bǔ)償：PFS3000型電子溫度補(bǔ)償裝置設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：符合ASME和NFPA標(biāo)準(zhǔn)該加氣機(jī)具有溫度補(bǔ)償功能,氣體三線輸入并采用科力斯(Coliolis)質(zhì)量流量計(jì)。高速加氣柱規(guī)格流量計(jì)：Coriolis型質(zhì)量流量計(jì)能力：100kg／min(5000SCFM)最高允許工作壓力：35MPa(5000psl’g)精確度：±1％電源：85～260V交流電，50Hz(60Hz)軟管：雙軟管組件，最高工作壓力為35MPa(5000psig)加氣嘴：NGVl型，最高工作壓力為31.5MPa(4500psig)，流量為100kg／min(5000SCFM或134m3／min)防爆等級(jí)：D組1區(qū)1類(lèi)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：重量和計(jì)量方面符合UL／CSA、NFPA52和ASME標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定2．流程布置加氣站以壓縮天然氣(CNG)的形式向天然氣汽車(chē)(NGV)和大型CNG子站車(chē)提供燃料。由兩個(gè)壓縮機(jī)組將天然氣管線中的天然氣壓力由0.6～0.8MPa或0.8～1.0MPa壓縮到26.6MPa。車(chē)載氣瓶或子站車(chē)的天然氣壓力為20.7MPa(3000psig，溫度補(bǔ)償?shù)?0F)。每臺(tái)壓縮機(jī)組由每個(gè)撬塊上單獨(dú)的可編程邏輯控制器(PLC)及控制室中的主PLC進(jìn)行控制。這些PLC根據(jù)氣體需求的變化控制壓縮機(jī)的起動(dòng)和停機(jī)，監(jiān)測(cè)故障及報(bào)警，控制壓縮機(jī)組完成各項(xiàng)功能。每臺(tái)壓縮機(jī)組的起動(dòng)裝置位于供電室中。在進(jìn)入壓縮機(jī)組之前，管道天然氣先經(jīng)過(guò)氣體計(jì)量系統(tǒng)和氣體枯燥器。氣體計(jì)量系統(tǒng)能準(zhǔn)確計(jì)量出進(jìn)入加氣站的天然氣量。氣體枯燥器脫除氣流中多余的水分。水分會(huì)在壓縮機(jī)或下游部件中產(chǎn)生冰堵，造成設(shè)備損壞，限制和堵塞氣流，所以設(shè)置枯燥器對(duì)于壓縮機(jī)、加氣機(jī)和汽車(chē)的正常運(yùn)行非常必要。從壓縮機(jī)中出來(lái)后，天然氣進(jìn)入撬塊A上的充氣優(yōu)先控制盤(pán)。充氣優(yōu)先盤(pán)根據(jù)加氣站哪一局部需要天然氣，將氣體直接送給加氣機(jī)或加氣柱，或送入一組儲(chǔ)氣裝囂。這些功能是由控制室中的PI。C所控制的。儲(chǔ)氣系統(tǒng)由6個(gè)ASME壓力容器及附屬閥件和管件組成。在汽車(chē)丌始加氣時(shí)，儲(chǔ)氣系統(tǒng)可以立即提供氣體，這就為壓縮機(jī)的起動(dòng)提供了時(shí)間。儲(chǔ)氣系統(tǒng)作為一個(gè)緩沖容器，可以減少壓縮機(jī)起、停的次數(shù)。加氣站使用一臺(tái)連接3根進(jìn)氣管的雙槍CNG加氣機(jī)給天然氣汽車(chē)加氣。子站車(chē)使用2根單軟管的加氣柱加氣。CNG通過(guò)充氣優(yōu)先盤(pán)經(jīng)由地下管線送入加氣機(jī)和加氣柱。加氣機(jī)由內(nèi)設(shè)的Mieon500CTM計(jì)算單元控制。加氣機(jī)和加氣柱中為每根軟管配置一個(gè)流量計(jì)，計(jì)量給汽車(chē)參加的天然氣量。Micon500cTM計(jì)算單元利用流量計(jì)測(cè)量CNG的流速，并且決定何時(shí)由從低壓取氣狀態(tài)切換到從中壓、高壓儲(chǔ)氣裝置取氣狀態(tài)。加氣柱由壓縮機(jī)直接供氣，沒(méi)有連接到儲(chǔ)氣瓶組，因此不需要順序取氣和計(jì)算單元。加氣柱使用的流量計(jì)與加氣機(jī)的流量計(jì)的不同之處，在于加氣柱的流量計(jì)自身配有一個(gè)數(shù)字顯示器。加氣機(jī)的外表和功能都設(shè)計(jì)得與加油機(jī)盡可能相似，以使用戶界面更加友好。加氣站還設(shè)有一臺(tái)空氣壓縮機(jī)。壓縮機(jī)組的自動(dòng)閥和充氣優(yōu)先控制盤(pán)需要壓縮空氣，作為動(dòng)力源進(jìn)行操作。系統(tǒng)中還使用了一個(gè)空氣枯燥器，保證空氣充分枯燥，以適于閥門(mén)的執(zhí)行器使用。空氣壓縮機(jī)位于通風(fēng)、有采暖設(shè)施的房子里面。加氣站還設(shè)有一套緊急迫斷(ESD)系統(tǒng)。當(dāng)按下緊急迫斷按鈕后，可以平安地關(guān)閉壓縮機(jī)系統(tǒng)，并使所有閥門(mén)位于平安的位置。在壓縮機(jī)組、加氣機(jī)、枯燥器和拎制室、供電室中都沒(méi)有ESD按鈕，這些按鈕都通過(guò)信號(hào)線連接到控制ESD功能的主PLC上面。3．壓縮系統(tǒng)的操作壓縮系統(tǒng)由CNG壓縮機(jī)組(又稱(chēng)撬塊)、充氣優(yōu)先盤(pán)、電機(jī)控制中心、儲(chǔ)氣系統(tǒng)和空氣脈縮系統(tǒng)組成。所有這些設(shè)備的功能都是由控制室中的總PLC和每個(gè)壓縮機(jī)撬塊上的PLC自動(dòng)控制的。(1)壓縮機(jī)組起動(dòng)優(yōu)先級(jí)控制功能為使得任一壓縮機(jī)組都不會(huì)比其他機(jī)組運(yùn)行時(shí)間更長(zhǎng)，壓縮機(jī)起動(dòng)的順序是從運(yùn)行時(shí)間最少的機(jī)器到運(yùn)行時(shí)間最多的機(jī)器。每個(gè)撬塊上的PLC記錄該撬塊的累計(jì)運(yùn)行時(shí)間(h)。由于只有在所有撬塊都沒(méi)有投入運(yùn)行的情況下才能進(jìn)行起動(dòng)優(yōu)先級(jí)的排序，因此優(yōu)先級(jí)的排列多在每天的午夜進(jìn)行。如果一臺(tái)或多臺(tái)壓縮機(jī)組在運(yùn)行，PLC就將等到所有的機(jī)組都停止運(yùn)行后才完成優(yōu)先級(jí)的排列。PLC按每個(gè)撬塊的運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行啟動(dòng)順序排列，將運(yùn)行時(shí)間最少的撬塊優(yōu)先級(jí)排為第一，運(yùn)行次數(shù)第二少的撬塊排為第二，依此類(lèi)推。(2)壓縮機(jī)組的運(yùn)行順序需要多少撬塊投入運(yùn)行是由當(dāng)前儲(chǔ)氣容器中的儲(chǔ)氣量所決定的。經(jīng)授權(quán)的工作人員可以使用主PLC顯示屏調(diào)整每個(gè)撬塊的起動(dòng)、關(guān)機(jī)和冷卻的控制參數(shù)設(shè)定值。如果已經(jīng)有足夠的撬塊投入運(yùn)行，就不再起動(dòng)更多的撬塊。如果還需要更多的撬塊起動(dòng)，那么程序?qū)z查在過(guò)去lmin內(nèi)壓縮機(jī)是否起動(dòng)。在各撬塊起動(dòng)之間需要有l(wèi)rain的間隔，以防止對(duì)電力供給系統(tǒng)施加很高的能耗峰值。如果在過(guò)去1min內(nèi)沒(méi)有壓縮機(jī)起動(dòng)，程序?qū)⑵饎?dòng)最近一次起動(dòng)優(yōu)先級(jí)控制功能確定的優(yōu)先級(jí)最高的可起動(dòng)撬塊。如果優(yōu)先級(jí)最高的撬塊是不可起動(dòng)的，那么將起動(dòng)優(yōu)先級(jí)次之的撬塊。判斷一個(gè)撬塊是否可起動(dòng)是根據(jù)它是否供電、是否在線及“延時(shí)起動(dòng)〞是否生效。操作人員可以通過(guò)將儀表盤(pán)上的“compressorcontrol〞(壓縮機(jī)控制)開(kāi)關(guān)從“自動(dòng)〞擋撥到“備份〞擋，使撬塊備份。如果…臺(tái)壓縮機(jī)在線，那么儀表盤(pán)上的“compressoronline〞(壓縮機(jī)在線)指示燈亮。(3)壓縮機(jī)組的起動(dòng)壓縮機(jī)組可以以3種不同的形式起動(dòng)。如果儲(chǔ)氣裝置中的氣量低于某一設(shè)定值，而此時(shí)子站車(chē)加氣柱需要?dú)鈺r(shí)，主PLC將自動(dòng)起動(dòng)一個(gè)撬塊。操作人員可以通過(guò)按下綠色的“自動(dòng)起動(dòng)〞按鈕起動(dòng)撬塊，這只有在壓縮機(jī)在線。而且“延時(shí)起動(dòng)〞功能無(wú)效時(shí)才能實(shí)現(xiàn)。主PLC和撬塊PLC在壓縮機(jī)組運(yùn)行方面起著不同的作用，主PLC決定何時(shí)起動(dòng)和起動(dòng)哪一個(gè)撬塊，并且控制所有電機(jī)的起動(dòng)。撬塊PLC能監(jiān)測(cè)壓縮機(jī)的功能，在運(yùn)轉(zhuǎn)不正常(壓力和溫度等)時(shí)進(jìn)行報(bào)警，并控制所有閥門(mén)的操作。只有在當(dāng)前儲(chǔ)氣量比停機(jī)設(shè)置參數(shù)值至少低于總儲(chǔ)氣量的10％時(shí)，自動(dòng)起動(dòng)才有效。無(wú)論通過(guò)自動(dòng)還是手動(dòng)，只要生成一個(gè)撬塊起動(dòng)信號(hào)，主PLC就翻開(kāi)“撬塊運(yùn)行〞信號(hào)，這個(gè)信號(hào)可以被撬塊PLC監(jiān)測(cè)到。主PLC將起動(dòng)一個(gè)60s的計(jì)時(shí)器。在第1s時(shí)，預(yù)潤(rùn)滑泵起動(dòng)；第15s時(shí)，預(yù)潤(rùn)滑泵關(guān)閉，壓縮機(jī)電機(jī)起動(dòng)。實(shí)際壓縮并沒(méi)有在這一時(shí)刻開(kāi)始，這是由于卸壓閥處于開(kāi)啟位置，氣體通過(guò)回收罐返回到壓縮機(jī)入口，進(jìn)行著循環(huán)，不會(huì)造成壓力積累。在第45s時(shí)，主PLC開(kāi)始查詢(xún)一個(gè)由軟起動(dòng)裝置生成的“到達(dá)速度〞信號(hào)，如果找到，那么開(kāi)啟電扇。在第60s時(shí)，翻開(kāi)“壓縮〞信號(hào)，這一信號(hào)可以被撬塊PLC監(jiān)測(cè)到。無(wú)論是否能查找到“到達(dá)速度〞信號(hào)，風(fēng)扇都會(huì)在那時(shí)開(kāi)始工作。如果在第5rain時(shí)，還找不到“到達(dá)速度〞信號(hào)，主PLC將停止壓縮機(jī)運(yùn)行，并發(fā)出警報(bào)。當(dāng)撬塊PLC從主PLC處檢測(cè)到“撬塊運(yùn)行〞信號(hào)之后，它將起動(dòng)一個(gè)90s的計(jì)時(shí)器。此時(shí)，儀表盤(pán)上的“在線〞燈開(kāi)始閃爍。在第1秒時(shí)，進(jìn)氣閥手翻開(kāi)。在第10s時(shí)，撬塊開(kāi)始檢測(cè)入口壓力，如果入口壓力過(guò)低，撬塊PLC將終止壓縮機(jī)運(yùn)行，并發(fā)出警報(bào)。在第14s，撬塊PLC將檢查油壓，以確定預(yù)潤(rùn)滑泵是否工作正常，如果它工作不正常．就會(huì)發(fā)出一個(gè)可以和主PLC儀表盤(pán)顯示屏上看到的警告信息。撬塊并不會(huì)關(guān)機(jī)，因?yàn)轭A(yù)潤(rùn)滑泵的功能對(duì)于壓縮機(jī)的操作并不是至關(guān)重要的。在第60s，檢測(cè)從主PLC發(fā)出的“壓縮信號(hào)〞，這時(shí)撬塊被稱(chēng)做投入運(yùn)轉(zhuǎn)，但事實(shí)上壓縮過(guò)程還沒(méi)有開(kāi)始。在第65s，又一次檢測(cè)油壓，這一次如果壓力低撬塊就會(huì)停機(jī)，并發(fā)出警報(bào)。此時(shí)壓縮機(jī)油泵產(chǎn)生油壓，這對(duì)壓縮機(jī)的正常運(yùn)行至關(guān)重要。在第80s，監(jiān)測(cè)油的流量，如果流量低，就關(guān)閉壓縮機(jī)，并發(fā)出警報(bào)。在第90s，如果“壓縮〞信號(hào)還在，撬塊就開(kāi)始真正的壓縮過(guò)程。這意味著卸壓閥關(guān)閉，油壓開(kāi)始升高。儀表盤(pán)的“在線〞燈將停止閃爍，保持亮的狀態(tài)。在壓縮過(guò)程中，每30min自動(dòng)從級(jí)間別離器或過(guò)濾器中排出一次油和水的凝結(jié)液。每一次翻開(kāi)一個(gè)卸壓閥，別離器中的壓力將凝結(jié)水吹到回收罐中。每個(gè)撬塊每運(yùn)行4h，回收罐中的水分就自動(dòng)排放到撬塊底座的一個(gè)梁中，該梁通過(guò)一個(gè)通風(fēng)排氣管放空，這個(gè)過(guò)程有較大的噪音。(4)壓縮機(jī)組的空運(yùn)轉(zhuǎn)和停機(jī)一臺(tái)壓縮機(jī)的停機(jī)報(bào)警設(shè)置值和“空運(yùn)轉(zhuǎn)〞周期的長(zhǎng)度由主PLC賦予它的運(yùn)行參數(shù)所決定。通過(guò)主PLC的顯示屏，可由得到授權(quán)的工作人員設(shè)置所需的參數(shù)。由于每臺(tái)壓縮機(jī)的排量很大，只需要一臺(tái)壓縮機(jī)就可完成對(duì)儲(chǔ)氣裝置的充氣，在儲(chǔ)氣裝置完全充滿之前，另一臺(tái)壓縮機(jī)已經(jīng)停機(jī)。然而，這臺(tái)壓縮機(jī)繼續(xù)以“空運(yùn)轉(zhuǎn)〞模式運(yùn)行，以便準(zhǔn)備好當(dāng)儲(chǔ)氣水平降低到起動(dòng)參數(shù)設(shè)定值以下時(shí)能很快回到壓縮狀態(tài)。一旦儲(chǔ)氣裝置的儲(chǔ)氣水平到達(dá)正在運(yùn)行的撬塊的停機(jī)參數(shù)漫定值，主PLC就關(guān)閉“壓縮信號(hào)〞并且起動(dòng)一個(gè)“空運(yùn)轉(zhuǎn)〞計(jì)時(shí)器。撬塊PLC檢測(cè)不到“壓縮〞信號(hào)時(shí)。翻開(kāi)所有卸壓閥，壓縮機(jī)處于“空運(yùn)轉(zhuǎn)〞狀態(tài)模式。這時(shí)，主PLC繼續(xù)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)氣水平和“空運(yùn)轉(zhuǎn)〞計(jì)時(shí)器。如果儲(chǔ)氣壓力降低到壓縮機(jī)的起動(dòng)參數(shù)設(shè)定值，主PLC翻開(kāi)“壓縮〞信號(hào)并重新起動(dòng)“空運(yùn)轉(zhuǎn)〞計(jì)時(shí)器。撬塊PLC監(jiān)測(cè)到“壓縮〞信號(hào)時(shí)。關(guān)閉卸壓閥，這時(shí)系統(tǒng)又回到正常的壓縮狀態(tài)。如果在儲(chǔ)氣量降低到起動(dòng)設(shè)置點(diǎn)之前“空運(yùn)轉(zhuǎn)〞計(jì)時(shí)器已經(jīng)結(jié)束，主PLC將使壓縮機(jī)停機(jī)·并起動(dòng)一個(gè)“延時(shí)起動(dòng)〞計(jì)時(shí)器。一旦“延時(shí)起動(dòng)〞計(jì)時(shí)器結(jié)束，那么關(guān)閉風(fēng)扇電機(jī)。這樣就完成了壓縮機(jī)紺的冷卻和停機(jī)。4．充氣優(yōu)先盤(pán)控制盤(pán)外接有4根管線。氣體管理系統(tǒng)通過(guò)電子裝置控制3根管線給3組儲(chǔ)氣裝置順序供氣，另外通過(guò)1根旁通管線給子站車(chē)供氣。每根管線上都安裝有自動(dòng)防供電故障的緊急迫斷裝置(ESD)。由于母站既需要給子站車(chē)加氣，又需要給普通的汽車(chē)加氣，因此這種充氣優(yōu)先盤(pán)采用了一種特殊的結(jié)構(gòu)，它既具有三級(jí)儲(chǔ)氣系統(tǒng)所具有的優(yōu)點(diǎn)(最優(yōu)的儲(chǔ)氣容積利用率、快速的充氣速度)，又可通過(guò)壓縮機(jī)給子站車(chē)充氣。壓縮機(jī)的氣流模式為：子站車(chē)具有最高的充氣優(yōu)先級(jí)，同時(shí)不會(huì)犧牲普通汽車(chē)加氣的時(shí)間和儲(chǔ)氣容積利用率。充氣優(yōu)先盤(pán)有兩種根本的運(yùn)行模式。如果壓縮機(jī)的起動(dòng)是由于儲(chǔ)氣裝置中的氣量低于壓縮’機(jī)的起動(dòng)設(shè)置點(diǎn)，那么就采用普通的優(yōu)先級(jí)控制模式。天然氣被首先送入高壓儲(chǔ)氣裝置，直到高壓儲(chǔ)氣裝置中的壓力到達(dá)“從高壓裝置轉(zhuǎn)向中壓裝置參數(shù)沒(méi)定值〞。這時(shí)中壓儲(chǔ)氣裝置的閥門(mén)翻開(kāi)，氣體被送入中壓儲(chǔ)氣裝置，直到其中的壓力到達(dá)“從中壓裝置轉(zhuǎn)向低壓裝置參數(shù)設(shè)定值〞，這時(shí)低壓儲(chǔ)氣裝置的閥門(mén)翻開(kāi)，氣體被送入低壓儲(chǔ)氣裝置，直到儲(chǔ)氣裝置中的氣量到達(dá)停機(jī)設(shè)置點(diǎn)，壓縮機(jī)才停止運(yùn)行。如果在壓縮機(jī)給中壓裝置充氣的過(guò)程中．高壓儲(chǔ)氣裝置的壓力降低到“從高壓裝置轉(zhuǎn)向中壓裝置的設(shè)置點(diǎn)〞減去一個(gè)叮淵整的不靈敏壓力值，中壓儲(chǔ)氣閥門(mén)將關(guān)閉，壓縮機(jī)將向高壓儲(chǔ)氣裝置供氣，直到高版裝毀中的氣f仨到達(dá)“從高壓裝置轉(zhuǎn)向中壓裝置的設(shè)置點(diǎn)〞。這種情況同樣電適用于從中壓裝置轉(zhuǎn)向低壓裝置的設(shè)置點(diǎn)。如果是子站車(chē)儲(chǔ)氣瓶組充氣管線中的壓力降低到子站車(chē)加氣柱起動(dòng)的設(shè)置點(diǎn)，不管這時(shí)壓縮機(jī)是否在給儲(chǔ)氣裝置加氣，都將啟動(dòng)子站車(chē)加氣模式。兩臺(tái)壓縮機(jī)都開(kāi)始進(jìn)入壓縮狀態(tài)，其間相隔1min的間隔，直到子站車(chē)儲(chǔ)氣瓶組中氣壓到達(dá)經(jīng)過(guò)溫良補(bǔ)償后的充氣壓力。如果在給子站車(chē)的充氣過(guò)程中，高壓儲(chǔ)氣裝置的壓力降低到預(yù)設(shè)值以下，那么將暫時(shí)中斷給子站車(chē)加氣，轉(zhuǎn)為給高壓氣瓶組加氣，以保證加氣機(jī)給汽車(chē)加氣可以加滿。5，ESD功能在發(fā)生緊急情況時(shí)，操作人員只要按加氣站中任一緊急迫斷(ESD)按鈕，就可以平安關(guān)閉壓縮機(jī)組，使所有閥門(mén)都處于平安位置。在加氣站中共有8個(gè)ESD按鈕：每臺(tái)壓縮機(jī)組的儀表盤(pán)上有1個(gè)，枯燥器上有1個(gè)，控制室中有1個(gè)，每臺(tái)加氣機(jī)有1個(gè)，供電室有1個(gè)。為了在ESD按鈕被按下后能重新啟動(dòng)加氣站，必須采取以下步驟：首先，被按下的按鈕必須回到正常的位置，這需要旋轉(zhuǎn)或拉起這個(gè)按鈕；其次，必須在PLC盤(pán)的顯示屏上確認(rèn)ESD警報(bào)系統(tǒng)，發(fā)生報(bào)警時(shí)顯示屏將指示有～個(gè)ESD按鈕被按下，觸摸顯示屏確認(rèn)收到ESD警報(bào)；最后，按下主PLC盤(pán)上的“ESD重新啟動(dòng)〞按鈕，這時(shí)，加氣站就完全重新啟動(dòng)，可以開(kāi)始運(yùn)行。6．空氣壓縮機(jī)空氣壓縮機(jī)位于加氣站的一個(gè)房間內(nèi)，用來(lái)為壓縮機(jī)組閥門(mén)的執(zhí)行提供儀表風(fēng)?？諝鈮嚎s機(jī)由自身的起動(dòng)開(kāi)關(guān)控制起動(dòng)和關(guān)閉。每個(gè)撬塊都將監(jiān)視空氣壓力。如果空氣壓力處于不正常的運(yùn)行范圍，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出警報(bào)，撬塊將被關(guān)閉。7．PLC接口加氣站的操作人員可以通過(guò)控制室中的一個(gè)PLC界面(控制盤(pán)顯示屏)來(lái)觀察壓縮系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)并修改操作設(shè)囂點(diǎn)。這個(gè)界面也被稱(chēng)為主PLC顯示屏，如圖5—7所示。圖5—7主PLC顯爾屏模式PLC顯示臍采用可觸摸式屏幕。用戶不需要使用功能鍵，只要觸摸適當(dāng)位置的圖形就可以實(shí)現(xiàn)從這一顯示模式轉(zhuǎn)換到另一顯示模式。標(biāo)為“SKIDA〞和“SKIDB〞的方框代表這個(gè)加氣站的兩臺(tái)壓縮機(jī)紺。觸摸其中的一個(gè)療框可以使屏幕轉(zhuǎn)換到顯示該撬塊運(yùn)行參數(shù)的屏幕模式。觸摸標(biāo)為“PriorityPanel〞的圖形可以使屏幕轉(zhuǎn)換到顯示充氣優(yōu)先盤(pán)和儲(chǔ)氣系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的屏幕模式。觸摸標(biāo)為“SETPO1NTS〞的方框可以改變某些控制參數(shù)。觸摸標(biāo)為“STATS〞的方框可以將用戶帶到顯示每臺(tái)壓縮機(jī)組運(yùn)行時(shí)間和壓縮時(shí)間的屏幕模式。在屏幕下方標(biāo)為“警報(bào)歷史記錄〞的方框可以將用戶帶到硅示最近幾次警報(bào)的時(shí)間和類(lèi)型的屏幕模式。下面對(duì)這些顯示模式作進(jìn)一步的介紹。(1)單個(gè)撬塊(撬塊A或B)屏幕模式單個(gè)撬塊屏幕模式用來(lái)顯示每臺(tái)壓縮機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)，從中可以看出每一級(jí)的壓力和溫度、入口和回收儲(chǔ)罐中的壓力、空氣管線的壓力，見(jiàn)圖5—8。壓縮機(jī)組內(nèi)部的溫度、壓縮機(jī)組外部的溫度、儀表風(fēng)的壓力和撬塊外殼內(nèi)的空氣中天然氣含量占最低爆炸極限的比例在屏幕底部顯示。壓縮機(jī)組的狀態(tài)在屏幕頂部顯示。觸摸屏幕可以回到主屏幕模式(顯示總體狀態(tài))。圖5—8單個(gè)撬塊屏幕模式顯示屏底部的5個(gè)按鈕用來(lái)將某些閥門(mén)和馬達(dá)的操作由“自動(dòng)〞改為“開(kāi)啟〞或“翻開(kāi)〞狀態(tài)，可以通過(guò)再按一次按鈕重新回到“自動(dòng)〞狀態(tài)。這些按鈕的當(dāng)前狀態(tài)顯示在按鈕的上方：當(dāng)不處于“自動(dòng)〞狀態(tài)時(shí)“Auto"燈將閃爍。這些按鈕在撬塊操作過(guò)程中用處不大，但在維護(hù)或檢修故障時(shí)有用?！癐NLET〞按鈕翻開(kāi)進(jìn)氣閥門(mén)；“RECVDRAIN〞按鈕翻開(kāi)回收罐的排污閥門(mén)；“UNLOAD〞按鈕關(guān)閉所有的卸壓閥門(mén)(只是在試驗(yàn)時(shí)使用，不應(yīng)一直保持關(guān)閉狀態(tài))；“FAN〞按鈕開(kāi)啟換熱器風(fēng)扇；“PRELUBE〞按鈕開(kāi)啟預(yù)潤(rùn)滑泵。除預(yù)潤(rùn)滑泵之外，所有這些按鈕在再按一次之前都保持“開(kāi)啟〞或“翻開(kāi)〞狀態(tài)。預(yù)潤(rùn)滑泵上安裝有一個(gè)計(jì)時(shí)器，防止對(duì)電機(jī)造成損壞，當(dāng)計(jì)時(shí)器超時(shí)后，預(yù)潤(rùn)滑泵重新回到“自動(dòng)〞狀態(tài)。(2)充氣優(yōu)先盤(pán)屏幕模式充氣優(yōu)先盤(pán)屏幕模式如圖5—9所示，它顯示了儲(chǔ)氣瓶組、子站車(chē)加氣柱管線和3組儲(chǔ)氣裝囂中的氣壓，同時(shí)以占總儲(chǔ)存能力百分比的形式給出儲(chǔ)氣裝置中的氣量。另外，此屏幕還顯示了氣體如何從壓縮機(jī)送人加氣機(jī)、加氣柱或儲(chǔ)氣裝置。開(kāi)啟的閥門(mén)顯示為黑色，氣體流經(jīng)的管線為粗線。在“ToDispenser〞標(biāo)記旁的緊急迫斷裝置(ES[))閥門(mén)在通常操作條件下總是處于開(kāi)啟的位置．當(dāng)有ESD按鈕按下時(shí)，閥門(mén)關(guān)閉，以防止天然氣從儲(chǔ)氣裝置流向加氣機(jī)。閥門(mén)PVl是中壓儲(chǔ)氣裝置閥門(mén)，閥門(mén)PV2是低壓儲(chǔ)氣裝置閥門(mén)，閥門(mén)PV3是通向子站車(chē)的閥門(mén)。只需觸摸屏幕就可以返回到主屏幕模式(顯示總體狀態(tài))(3)參數(shù)設(shè)定值屏幕模式此屏幕模式見(jiàn)圖5～10，它警告用戶：只有經(jīng)授權(quán)的用戶才可以修改設(shè)定值。通過(guò)觸摸屏幕，可以返回到主屏幕模式(顯示總體狀態(tài))。按F1進(jìn)入充氣優(yōu)先盤(pán)設(shè)置值屏幕模式，按F2進(jìn)入起動(dòng)和停機(jī)設(shè)定值屏幕模式。(4)充氣優(yōu)先盤(pán)參數(shù)設(shè)定值屏幕模式此屏幕模式見(jiàn)圖5-11，其中可以改變的設(shè)置值是“開(kāi)始向中壓儲(chǔ)氣裝置充氣的壓力值〞、“開(kāi)始向低壓儲(chǔ)氣裝置充氣的壓力值〞和“共用不靈敏壓力值〞。“開(kāi)始向中壓儲(chǔ)氣裝置充氣壓力值〞是指中壓儲(chǔ)氣裝置閥門(mén)開(kāi)啟、允許氣體同時(shí)流人中壓和高壓裝置時(shí)高壓儲(chǔ)氣裝置的氣壓值?！伴_(kāi)始向低壓儲(chǔ)氣裝置充氣壓力值〞是指低壓儲(chǔ)氣裝置閥門(mén)開(kāi)啟、允許氣體同時(shí)流入低壓和中壓裝置時(shí)中壓儲(chǔ)氣裝置的氣壓值。共用不靈敏壓力值對(duì)于這兩個(gè)參數(shù)都適用。PI，C利用設(shè)置壓力減去不靈敏壓力值計(jì)算各閥門(mén)的壓降。、當(dāng)壓力到達(dá)這個(gè)值時(shí)閥門(mén)關(guān)閉。如希望改變參數(shù)設(shè)定值，按相應(yīng)的方框，使用鍵盤(pán)輸入數(shù)字，然后按“回車(chē)〞鍵。所輸入的數(shù)字只有在可接受的范圍內(nèi)時(shí)才能被接受。按F5可以返回主屏幕模式(顯示總體狀態(tài))。圖5-9充氣優(yōu)先盤(pán)屏幕模式圖5-l0參數(shù)設(shè)定屏幕模式(5)起動(dòng)／停機(jī)參數(shù)設(shè)置值屏幕模式此屏幕模式見(jiàn)圖5—12，其中可以修改的參數(shù)包括每臺(tái)壓縮機(jī)組起動(dòng)、停機(jī)、冷卻的設(shè)定值，以及壓縮機(jī)開(kāi)始給子站車(chē)加氣的瓶組氣壓值。這些設(shè)置值的目的如前所述。如希望改變?cè)O(shè)定值．可按下相應(yīng)的方框，使用鍵盤(pán)輸入數(shù)字，然后按“回車(chē)〞鍵。所輸入的數(shù)字只有在一個(gè)可接受的范圍內(nèi)時(shí)才能被接受。按F5可以返回主屏幕模式(顯示總體狀態(tài))。圖5-11充氣優(yōu)先螽參數(shù)設(shè)定屏幕模式圖5-12起停機(jī)參數(shù)設(shè)定值屏幕模式(6)加氣站狀態(tài)屏幕模式此屏幕模式顯示每臺(tái)壓縮機(jī)組的運(yùn)行和壓縮時(shí)間。運(yùn)行時(shí)間是指壓縮機(jī)和電機(jī)運(yùn)行的總時(shí)間(h)，包括壓縮機(jī)的冷卻時(shí)間(這時(shí)并不壓縮氣體)。壓縮時(shí)間是指壓縮機(jī)真正處于壓縮過(guò)程的時(shí)問(wèn)(h)。通過(guò)觸摸屏幕可以回到主屏幕模式(顯示總體狀態(tài))。8．CNG加氣機(jī)的操作CNG加氣機(jī)的操作包括以下內(nèi)容：(1)將加氣嘴與汽車(chē)加氣接口相連接。(2)向磁卡系統(tǒng)插入磁卡(如果適用)。(3)從磁卡系統(tǒng)得到確認(rèn)信息(如果適用)。(4)翻開(kāi)開(kāi)／關(guān)手柄，起動(dòng)加氣機(jī)。(5)如果加氣機(jī)是第一次起動(dòng)，可以聽(tīng)到持續(xù)3s的聲音信號(hào)。主氣流電磁閥和高壓儲(chǔ)氣裝置電磁閥將充電4s，然后放電2s。在這2s的延遲期間內(nèi)，Micron500CTM計(jì)算單元將計(jì)算出“最終充氣〞壓力，這個(gè)壓力值由Micron500CTM根據(jù)從壓力變送器、環(huán)境溫度探頭、質(zhì)量流量計(jì)得到的信息計(jì)算得出。Micron500CTM計(jì)算出“最終充氣〞壓力后，將啟動(dòng)進(jìn)氣管線電磁閥，然后開(kāi)始給汽車(chē)加氣。(6)首先從低壓儲(chǔ)氣裝置開(kāi)始，通過(guò)主氣流閥給汽車(chē)加氣，直到流量降低到低于IPTPFLOW1參數(shù)設(shè)定值。該參數(shù)的設(shè)定值是通過(guò)Micon500CTM的1nfo—Pac‘輸入Micon500CTM中的，其單位是kg／min。流量低于此設(shè)定值后，中壓電磁閥開(kāi)始充電。(7)繼續(xù)由中壓儲(chǔ)氣裝置通過(guò)主氣流閥給汽車(chē)加氣，直到流速降低到低于IPTPFLOW2參數(shù)設(shè)定值。該參數(shù)設(shè)定值通過(guò)Micon500CTM的Info—Pac輸入Micon500CTM中，其單位是kg／mim，流量低于此設(shè)定值后，高壓電磁閥開(kāi)始充電。(8)如果還沒(méi)有到達(dá)“最終充氣壓力〞，將繼續(xù)從高壓儲(chǔ)氣裝置通過(guò)主氣流閥給汽車(chē)加氣，直到到達(dá)“最終充氣壓力〞，例如200MPa／2lC(3000psig／70F)。(9)當(dāng)?shù)竭_(dá)最初的“最終充氣壓力〞后，Micon500CTM將關(guān)閉所有的電磁閥，并通過(guò)壓力變送器監(jiān)測(cè)汽車(chē)的壓力。監(jiān)測(cè)時(shí)問(wèn)的長(zhǎng)短由“重起動(dòng)〞計(jì)時(shí)器參數(shù)設(shè)定值決定，該參數(shù)可以通過(guò)Micon500CTM的1nf0一Pac進(jìn)行設(shè)置。如果在該參數(shù)確定的延遲時(shí)間內(nèi)“最終充氣〞壓力維持不變，那么加氣過(guò)程結(jié)束，加氣機(jī)關(guān)閉。(10)在加氣過(guò)程最后，可以聽(tīng)到大約3s的聲音信號(hào)，表示加氣過(guò)程已經(jīng)結(jié)束。(11)將加氣槍從汽車(chē)上卸下，重新放回加氣機(jī)架上。四、子站子站為天然氣汽車(chē)加氣，車(chē)載瓶充氣壓力為每輛車(chē)充氣10-70Nm3，每個(gè)子站可為150輛公交車(chē)加氣，每天供氣量約為30000m3，三班20小時(shí)生產(chǎn)。母站有天然氣凈化設(shè)備，子站那么不考慮氣體凈化設(shè)備。CNG加氣子站流程圖如圖5—13所示。1．流程及設(shè)備介紹圖5一14是子站工藝流程圖，圖5—15是子站設(shè)備示意圖。加氣子站系統(tǒng)流程是將CNG轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)上的氣經(jīng)接氣柱接受后，在子站配置的PLC自控系統(tǒng)指令下，經(jīng)過(guò)調(diào)壓閥到洗滌罐，再經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)升壓后，經(jīng)過(guò)分配閥到地面瓶組，再通過(guò)分配閥到加氣機(jī)給車(chē)輛加氣。壓縮機(jī)在整個(gè)流程中完成將轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)上的氣體升壓的任務(wù)。壓縮機(jī)的具體參數(shù)結(jié)構(gòu)：?jiǎn)瘟袃杉?jí)風(fēng)冷結(jié)構(gòu)電機(jī)功率：45kW進(jìn)氣壓力：7.7MPa排氣壓力：25MPa圖5—13CNG加氣子站工藝流程圖圖5一14CNG加氣子站流程簡(jiǎn)圖排氣量：800