CNG加气站基本知识与应用可编辑Word格式文档下载.docx
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CNG加气站基本知识与应用可编辑@#@CNG加气站基本知识与应用@#@CNG加气站基本知识内容提要一概述二CNG加气站一般规定三CNG加气工艺及设施四CNG加气站的选址引言由于我国石油资源不足需求矛盾突出越来越多地依赖进口目前国际原油价又一路飚升国内油价居高不下资源紧张局面在加剧这种状态直接影响到我国的能源安全调整交通能源供应结构缓解油源紧张状况寻求可替代的能源成为当务之急作为清洁能源的天然气正是理想的替代者随着经济的不断发展我国对能源的需求逐年上涨能源短缺问题亦日益凸出对经济的发展形成了巨大的威胁近年来中国的汽车销量一直以两位数的速度增长而中国目前每年约1450亿升的油品消费中车用油需求量为760亿升国内成品油零售市场面对外资的进入和参与竞争加快加气站及加油站建设是占领终端零售市场的关键综合以上分析可以看出我国在今后一个相当长的时期内都将面临石油资源短缺的问题节约每一滴石油发展石油替代能源关系到国家经济安全乃至军事安全至关重要天然气燃料汽车的推广应用适应我国油气资源格局是一项利国利民的好项目具有战略意义CNG优势1节约燃料费用降低运输成本1立方米天然气的动力值相当于11-13升汽油2汽车排气污染小具有很好的环保效果CNG汽车可以综合降低废气污染物排放量其中HC可降低70CO可降低90NOx可降低25微粒物可降低42铅化物可降低100硫化物可降低70以上非甲烷烃类可降低50左右而且CNG不含铅苯等制癌的有毒物质CNG是汽车运输行业解决环保问题的首选燃料3不积碳车辆部件损耗小延长汽车发动机的维修周期发动机使用天然气做燃料运行平稳噪声低无重烃可减少积碳可延长汽车大修理时间20以上润滑油更换周期延长到15万Km不需经常更换机油和火花塞可节约50以上的维修费用提高了发动机寿命维修费用得到降低比使用常规燃料节约50左右的维修费用4比燃油安全可靠CNG自燃温度为732°@#@C汽油自燃温度为232482°@#@C不易点燃爆炸极限仅为5-15同时天然气相对空气的比重仅为06-07一旦泄漏可在空气中迅速扩散不易在户外聚集达到爆炸极限CNG燃料辛烷值高达130左右而目前使用的汽油辛烷值最高仅在96左右所以CNG作为汽车燃料不需添加铅等抗爆剂抗爆性能好与汽油相比更为安全第一节概述@#@ 11天然气加气站简介压缩天然气CompressedNaturalGas简称CNG是指将较低压力的天然气经压缩机加压至设定高压力状态的天然气它与管道天然气的组分相同主要成分为甲烷CH4第一节概述压缩天然气是一种最理想的车用替代能源其应用技术经数十年发展已日趋成熟它具有成本低效益高无污染使用安全便捷等特点正日益显示出强大的发展潜力天然气加气站的分类按充气时间分为快速充装型普通慢速充装及两者的混合型按气源情况分为CNG常规站CNG母站和CNG子站按储气量大小可分为一二三级站按加气设备的设置不同可分为固定站房式加气站集装箱式加气站和移动式加气站第一节概述com天然气质量引入加气站的天然气质量不得低于现行国家标准《天然气》GB17820的Ⅱ类气质指标汽车用天然气质量应符合现行国家标准《车用压缩天然气》的规定第一节概述com系统组成天然气加气站由天然气引入站管道和脱硫脱水调压计量压缩贮存加气等主要生产工艺系统及循环冷却水废润滑油回收冷凝处理供电供水等辅助生产工艺系统组成可分为贮存加压生产区和加气营业辅助区贮存加压生产区内设天然气压缩机房含天然气过滤调压计量压缩脱水装置和储气瓶库天然气压缩机冷却系统加气营业辅助区设第一节概述加气站图片\\技术论文\CNG\CNG站照片\\技术论文\CNG\衡水CNG站照片第一节概述12CNG站基本工艺流程来站天然气经过滤调压计量后经缓冲稳压后进入压缩机天然气压缩机将天然气压缩加压至25MPa进入高压脱水装置除去剩余水分脱水后经程序控制器选择安排进高压储气瓶组或高压储气井分不同压力储气不同高压天然气又在程序售气控制器下经天然气售气机向燃气汽车售气当高压储气系统存气不足时经程序控制器天然气可经压缩机加压直接供给售气机经计量向燃气汽车售气加气系统流程见图第一节概述第一节概述13CNG工程建设有关标准CNG工程的建设必须符合现行国家行业和地方标准主要设计标准如下《建筑设计防火规范》《城镇燃气设计规范》《汽车加油加气站设计与施工规范》《石油天然气工程设计防火规范》《汽车用燃气加气站技术规范》《汽车用压缩天然气加气站设计规范》《建筑灭火器配置设计规范》《大气污染物综合排放标准》《城市区域环境噪声标准》《工业企业厂届噪声标准》2CNG加气站的一般规定21供气压缩天然气加气站加气母站所用天然气现在基本上是采用管道供气方式利用市区已建供气管网时由于压缩天然气加气站用气量较大且是间断用气所以要求设站或引气时不要影响管网其它用户正常使用筹划建站时应与当地燃气设施规划部门和管理部门进行协商采取适当办法做到压缩天然气加气站引气时不影响管网其它用户正常使用2CNG加气站的一般规定22建站加油站与液化石油气加气站或加油站与压缩天然气加气站可联合建站《汽车加油加气站设计与施工规范》GB56版允许汽车加油站和汽车加气LPGCNG站合建这样做有利于节省城市用地有利于经营管理也有利于燃气汽车的发展只要采取适当的安全措施加油站和加气站合建是可以做到安全可靠的国外燃气汽车发展比较快的国家普遍采用加油站和加气站合建方式2CNG加气站的一般规定23加气站储气设施的总容积限制压缩天然气加气站储气设施的总容积应根据加气汽车数量每辆汽车加气时间等因素综合确定在城市建成区内不应超过18m32CNG加气站的一般规定本条是强制性规定压缩天然气的储气设施主要是起缓冲作用的储气设施容量大天然气压缩机的排气量就可小些压缩机工作的时间就可长些压缩机利用率可以得到提高购置费可以降低四川和重庆地区是我国使用压缩天然气汽车较早也是较多的地区这两个地方的压缩天然气加气站的储气设施容积都比较大一般为12~16m3选择大容量储气设备配置小规格压缩机是较经济的做法操作管理也方便为了控制压缩天然气加气站风险度节省投资储气设施容积也不宜过大所以新规范规定压缩天然气加气站储气设施的总容积在城市建成区内不应超过16m3为了适应子站拖车容积为18m3现规定在城市建成区内不应超过18m32CNG加气站的一般规定24加油和压缩天然气加气合建站的等级划分新规范《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2002中对于加油加气合建站分为两级需符合下表的规定表2-1加油和压缩天然气加气合建站的等级划分本条是强制性规定3CNG加气工艺及设施@#@31天然气的质量调压计量脱硫和脱水1天然气的净化系统主要包括脱硫脱水装置硫化氢与水接触溶解于其中形成酸性很强的雾状硫化氢水溶液腐蚀机械设备对压力容器压缩机气缸和管道等强度和寿命造成很大的伤害若不预先脱硫容易引起管线腐蚀和钢质气瓶发生氢脆现象压缩天然气加气站的进站天然气的质量应符合现行国家标准《天然气》GB17820中规定的Ⅱ类气质标准和压缩机运行要求的有关规定增压后进入储气装置及出站的压缩天然气的质量必须符合现行国家标准《车用压缩天然气》GB18047的规定进站天然气脱硫处理时脱硫装置应设在室外脱硫装置应设双塔当进站天然气需脱水处理时脱水可在天然气增压前增压中或增压后进行脱水装置应设双塔常采用的脱硫方法是加湿脱硫当进站天然气需脱水处理时脱水可在天然气增压前增压中或增压后进行脱水装置应设双塔常见的脱水方法有固体干燥剂吸附法甘醇液吸收法冷分离法根据工作压力分为高压脱水和低压脱水高压脱水的优点是体积小重量轻缺点是制造要求高压缩机及其它设备处于带水运行可能造成其损坏低压脱水的优点是制造要求简单可保证其它设备的安全运行缺点是占地面积大常用的固体干燥剂有氯化钙活性碳硅胶氯化铝分子筛等表3-1是现行国家标准《车用压缩天然气》GB18047-2000对汽车用压缩天然气的技术要求3CNG加气工艺及设施@#@表3-1车用压缩天然气技术要求现行国家标准《天然气》GB17820-1999中的Ⅱ类气指标H2S≤20mgm3交接点压力温度条件下水露点低5℃比交接点温度低5℃时才允许有游离水即液态水1当H2S>20mgm3时如有水会产生腐蚀燃烧后产生有害健康的气体输气管道供气一般符合《天然气》Ⅱ类标准即H2S≤20mgm3无液态水压力一般为02~05MPa2为保持压缩机进口压力稳定及清除来气杂质因此在进压缩机前对来气进行分离除尘分水调压计量对H2S超标车用气标准还应先进行脱H2Scom~05MPa增压后达到25MPa出压缩机后经脱水即可符合GB18047要求输至储气设施内4经售气机对汽车加气20MPa5在压缩机前是否进行脱H2S应视来气H2S含量而定6脱水可在增压前增压中4OMPa或增压后进行关键是脱水深度应保证在25MPa及比环境温度低5℃状况下无液态水我国多在增压后高压状态下脱水装置小占地省7脱H2S脱H2O均应选用双塔轮换操作@#@3CNG加气工艺及设施@#@2天然气进站管道上宜设置调压装置低压原料天然气进入CNG加气站后首先进入调压计量系统这个系统包括过滤分离调压计量缓冲等装置进站管道设置调压装置以适应压缩机工况变化需要满足压缩机的吸入压力平稳供气并防止超压保证运行安全3CNG加气工艺及设施@#@3天然气进站管道上应设计量装置计量装置的设置应符合下列规定①天然气流量采用标准孔板计量时应符台国家现行标准《天然气流量的标准孔板计量方法》SYT6143中的有关规定现已升为国标其流量计量系统不确定度不应低于15级②体积流量计量的基准状态为压力101325kPa温度20℃3CNG加气工艺及设施@#@4加气站内的设备及管道凡经增压输送储存需显示压力的地方均应设压力测点并应设供压力表拆卸时高压气体泄压的安全泄气孔压力表量程范围应为2倍工作压力压力表的准确度不应低于15级本条是强制性规定压力容器与压力表连接短管设泄压孔一般为l4mm是保证拆卸压力表时排放管内余压确保操作安全3CNG加气工艺及设施@#@32天然气增压天然气压缩系统主要由进气缓冲罐压缩机主机润滑系统冷却系统等部分组成压缩机主机最为重要它是加气站的心脏其性能好坏直接影响加气站运行的可靠性和经济性CNG加气站用压缩机的排气压力高排量小一般采用往复式压缩机从润滑方式分主要由有油润滑和无油润滑两种对于有油润滑在其最终排气口后应安装脱油装置加气站用压缩机的排气压力一般为25MPa进气压力范围为0035~9MPa压缩机排气量可根据不同规模进行选择3CNG加气工艺及设施@#@l天然气压缩机的选型和台数应根据加气站进出站天然气压力总加气能力和加气的工作特征确定加气母站宜设一台备用压缩机加气子站宜设一台小型倒气用压缩机3CNG加气工艺及设施@#@2压缩机动力机宜选用电动机也可选用天然气发动机加气站内压缩机动力宜选用电动机它的投资低占地少运行可靠操作维修方便对周围影响小因此市内有条件的地方直优先选用电为动力尚不具备供电条件的地方也可选用天然气发动机3压缩机前应设缓冲罐压缩机前设置缓冲罐保证压缩机工作平稳缓冲容积按天然气在罐内保留时间不少于1Os计算3CNG加气工艺及设施@#@4设置压缩机组的吸气排气和泄气管道时应避免管道的振动对建构筑物造成有害影响压缩机进出口管道布置应尽量减少压缩机运行引起的振动控制管道流速也是减少振动保持平稳工作的措施如压缩机前进气总管天然气流速一般不宜大20ms压缩机后出气总管天然气流速不宜大于5ms3CNG加气工艺及设施@#@5天然气压缩机宜单排布置压缩机房的主要通道宽度不宜小于2m压缩机单排布置主要考虑水电气汽的管路和地沟可在同一方向设置工艺布置合理道路留有足够的宽度方便安装维修操作和通风3CNG加气工艺及设施@#@6压缩机组的运行管理宜采用计算机集中控
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