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CNG加气站生产能力不大.气体压力变化很大,这种高压缩比、低排量的机型。
以往复式压缩机最适合。
现国内主要使用往复活塞式压缩机作为加压装置,应用证明,性能较好的机型有v型和L型。
应根据生产气量合理选择机型.尽量使设备在最佳工况下运行。
压缩机冷却方式可为循环水冷却。
2.1循环水冷却系统
CNG加气站压缩机循环水冷却系统普遍使用当地自来水作水源,随着运行时间的增加.循环水冷却系统在工作过程中不可避免地产生结垢.从而造方向.达到吸附剂的再生.从而可以重复使用。
干燥装置一般分为两种形式.一种是压缩前的净化和干燥.通常称低压干燥装置.另一种是压缩后的净化和干燥.通常称高压干燥装置。
低压脱水装置系硅胶与分子筛复合吸附处理方式.高压脱水为分子筛吸附处理方式。
运行中的脱水装置.如何达到与保持脱水效果的规定要求.是加气站产出合格压缩天然气的重要环节之一.它涉及到再生循环效果和分子筛的性能稳定两个方面。
2.2传动机构润滑系统
天然气压缩机传动机构润滑系统是采用强制与飞溅润滑相结合的方法,由曲轴的非动力输入端带
动轴头油泵,压力油经曲轴内油孔润滑曲轴销、连杆大头瓦.再挤入连杆体油孔输入到小头衬套、十字头
销处.从连杆大小头溢出的润滑油由于离心作用而
飞溅润滑到各级十字头滑道面上。
经运行实践表明,十字头和滑道故障时有发生,是传动机构中故障率甚高之组件。
究其原因,滑道间隙过小或变形、以及润滑油牌号不当、油压低和流量过小、缺油等均是造成十字头和滑道磨损过快或烧研的主要因素。
为此,对于在运行的天然气压缩机,定期检查与保持滑道
合理间隙、防止温度过高是十分必要的,同时开车前
f特别是每天第一次开车前)均应手动盘车,必须十字头滑道等摩擦面上有油注入为止。
另一方面,天然气压缩机制造厂亦应注意润滑方式,并结合压缩机转速、活塞行程确定十字头滑道的合理间隙,从而消除这一缺陷之高发率。
加气站主要生产工艺系统由过滤、计量、压缩、脱水、脱硫、储存、加气等组成。
因压缩天然气易燃易爆.且在高压状态下.所以加气站建设原则必须以安全为第一.在各容易发生事故处都应设安全装置和排放装置.保证安全生产。
2.3压缩机的运行
在压缩机启动和运行中,操作人员必须随时在机房查看和监听有无异常现象及声音出现,并作记录。
因为机械故障不受电控控制,切忌不可产生因使用了PLC控制系统便万无一失之误解。
方向.达到吸附剂的再生,从而可以重复使用。
干燥装置一般分为两种形式,一种是压缩前的净化和干燥.通常称低压干燥装置,另一种是压缩后的净化和干燥.通常称高压干燥装置。
低压脱水装置系硅胶与分子筛复合吸附处理方式,高压脱水为分子筛吸附处理方式。
运行中的脱水装置,如何达到与保持脱水效果的规定要求,是加气站产出合格压缩天然气的重要环节之一,它涉及到再生循环效果和分子筛的件能稳守两个方面.
3深度脱水装置
天然气在高压状态下容易析出水分和形成水化物。
水分和一定的硫化氢结合,会对钢类容器造成腐蚀及硫化氢致脆裂纹现象,对容器的危害很大。
水化物在聚集状态下是白色或带铁锈色的结晶体,它的生成会缩小管道流通截面,堵塞管路、阀件和设备。
因此以城市天然气为气源的CNG加气站,还必须对城市天然气进行深度脱水,使其水露点在25MPa时.比最低环境温度低5~C1:
2上。
用于天然气深度脱水的干燥装置通常为橇装式,内有两座脱水塔,一塔脱水.一塔进行吸附剂的再生、冷却。
该过程为一可逆的物理过程,通过提高温度和降低压力改变平衡
3.1再生循环流程
再生循环过程中.吸附剂再生温度越高.吸附剂再生越完全.残余吸附质含量越少.有利于增大干燥吸附时的吸附容量。
3.1.1再生温度
再生温度是再生工艺和设备安全运行的需要.它的确定与设备结构、工艺需要、再生剂性质、天然气性质及组份中污染成份的含量等有关。
合理确定再生温度及控制点、确保再生温度的实现是保证再生与干燥效果的基础.特别是天然气中含有轻质油成份时尤为重要。
3.1.2高压脱水装置的再生气与冷却水循环
高压脱水装置进行再生操作时.需要有再生气循环及向水冷却器供应循环冷却水.通常CNG加气站都采用由压缩机循环水系统供应冷却水。
当压缩机运行与再生操作不同步时.再生气与冷却水循环均不能实现.将影响再生操作的顺利完成.结果导致压缩天然气质量的下降。
所以.应在压缩机运行中进行高压脱水装置的再生运行。
为此,当压缩机运行时问少于再生操作时.可让压缩机轻负荷运行一定时’问,以达到两者同步运行的目的.
3.1.3再生过程的温度控制
高压脱水装置多系外置加热器,某些脱水装置仅通过控制再生塔的进口温度和热吹时间来确定再生过程的完成与否,然而在进口温度相同时,相同热吹时间形成的塔内温度场的分布还受到再生气流速的影响,而调压器出口压力变化及冰堵将影响气流速度,因此宜以控制再生塔进、出口温度来确定过程的终结。
这样能更准确的达到再生过程的温度要求。
3.1.4再生气的回收问题
有的加气站,因存在上述“冰堵”问题,便干脆直|接采用进入压缩机前的低压天然气作再生气气源
当其压力跟压缩机额定工作压力接近时,则再生后的天然气便很难再顺到压缩机前的缓冲罐里去,只能以每小时几十立方米的流量,排空进入大气之中而被白白浪费掉,太不应该。
还是应合理设置高压减压阀.利用压缩机生产的或是储气库储存的高压天然气经减压阀减至适当压力后作为再生气源较为合理.再生后的天然气可以很方便的回到缓冲罐里去。
3.2吸附剂分子筛有较强的吸附能力,特别是对水的吸附尤为强烈。
但分子筛有比较脆弱的一面,即油分子会
污染分子筛.特别是重油。
重油分子在分子筛表面附着.使分子筛的微孔被堵塞,再生时,重油分子在分
子筛表面结焦使其使用寿命大大降低;
对于轻质油,
由于沸点较低,对分子筛的影响相对减少,再生时大部分轻质油被蒸发,少部分残留、结焦。
此外,在使用
过程中分子筛产生粉化,也是其失效的重要原因。
为此.应定期清洗或更换分离器滤芯,以维持正常压降
和保障分离效果,减小油污染;
同时,对于低压脱水
装置净化气源含油组分亦是十分重要的问题;
另一
方面.再生与干燥相互切换时,升压与降压均应缓慢
进行.以防止形成冲
3.2吸附剂
分子筛有较强的吸附能力.特别是对水的吸附尤为强烈。
但分子筛有比较脆弱的一面,即油分子会污染分子筛.特别是重油。
重油分子在分子筛表面附着.使分子筛的微孔被堵塞.再生时,重油分子在分子筛表面结焦使其使用寿命大大降低:
对于轻质油.由于沸点较低.对分子筛的影响相对减少.再生时大部分轻质油被蒸发.少部分残留、结焦。
此外,在使用过程中分子筛产生粉化.也是其失效的重要原因。
为此.应定期清洗或更换分离器滤芯.以维持正常压降和保障分离效果,减小油污染;
同时,对于低压脱水装置净化气源含油组分亦是十分重要的问题:
另一方面.再生与干燥相互切换时.升压与降压均应缓慢进行.以防止形成冲击。
3.3压缩机工作时间过短造成脱水效果差
目前国内多数加气站都配备有CNG深度脱水
装置.只要使用得当,脱水效果均能达到国家标准
GBl8047-2000。
但是,有的加气站因压缩机连续工作短.明显低于脱水装置中分子筛所需要的再生时间f5h-6h1,则会出现脱水效果不佳,发生”冰堵”现
象。
这是由于用作再生气源的高压CNG减压器正常
工作所必须提供的热能(一般利用压缩机的循环冷却水1不能维持,造成减压器出口处”冰堵”,再生气供给不足所致,只要设法解决该处的加热保暖问题,则此问题可迎刃而解。
4高压管道
压缩天然气高压管道最高工作压力达25MPa,
同时压力波动频繁、波动幅度大。
以往建站时,管道连接多用卡套连接方式,卡套接头往往系国外产品,
不锈钢管则多是国内生产。
卡套连接利用卡套刃口
在装配时切人被连接管道而起连接和密封作用,这
种连接方式不用密封件、装拆方便、避免了焊接接头存在的焊缝薄弱环节。
卡套连接的连接好坏与卡套
l材质、制造精度和热处理质量、管材精度与硬度有
1关.与装配质量关系也较大。
国外卡套接头与国产管材在尺寸精度与表面硬度方面的匹配往往较差;
另一方面卡套连接用人工装配方式,装配质量取决于操作工的经验,装配质量的稳定性难于保证。
在运行中.cNG站易发生接头冲脱的漏气事故,鉴于此,高压不锈钢管道采用了焊接连接,高压阀门则采用金属密封垫焊接管接头,亦有部份在运行站改造时采用球面密封焊接管接头。
金属密封垫焊接管接头制造工艺简单、工作可靠、对管道尺寸精度要求不高,其特点是对接焊缝往往成为它的薄弱环节,为了确保焊接质量,施工中必须严格实施氩弧焊和x光射线探伤操作要求。
5售气机
售气机具有加气、计量、计价、统计与限压等功
能.售气机内有优先取气控制系统,可根据加气车辆
气瓶中的残余压力,按低、中、高压的顺序依次从低、
中、高压储气装置取气,直至充气汽车上气瓶气体压
力达20MPa,售气机自动关闭;
在售气机内还设有流
量计.由先进的微电脑控制,自动计量、自动计价;
在
每个加气枪软管上设有安全断开阀,如果加气枪软
管被汽车拖走,安全阀将自动断开,气路自动关闭,保证了系统的安全性。
目前国产售气机大多采用进口质量流量计,电磁阀采用国内产品的日渐增加。
但
运行中发现售气机机械故障发生较为频繁,影响了加气站的正常运行。
(1)过滤器
售气机各级电磁阎前大多装有过滤器,这对于设置后置脱水装置的加气站尤为必要,但部分售气
机的过滤器其过滤面积过小,造成过滤器极易堵塞
或滤网破坏,给售气机阀门带来了隐患,因此设置合理有效的过滤器是售气机正常工作的基础条件之一。
(2)两位三通阀泄漏及电磁阀和单向阀故障率高发是应引起重视的问题。
特别在经营状况较好的加气站.两位三通阀正常使用寿命仅数月,给加气带来了较大的影响.而电磁阀和单向阀(特别是三连电
阀1零件损坏频繁,甚至造成一路无法修复整个三连。
压缩天然气加气站工艺流程
低压原料气进入CNG加气站后,经调压计量、脱硫、脱水、加压、储存、充装等环节,最后输出高压压力大于(20MPa)车用压缩天然气。
1、原料天然气
城市输配管网供气的CNG加气站、其低压原料气压力等于或大于0.3MPa、与压缩机要求的进气压力相匹配。
川西地区有丰富的天然气资源,供应CNG加气站的原料天然气有两种:
一种是来自川渝供气环网(北环输气干线与南环输气干线),有一定量的硫化氢含量;
另一种为西油局系统供气,其天然气成分中无硫化氢。
2、进气调压计量系统
低压原料天然气进入CNG加气站后,首先进入调比计量系统、这个系统包括过滤、分离、调压、计量、缓冲等装置。
若原料组份中含有超标硫化氢成分时,应设置脱硫装置,进行脱硫处理。
3、深度脱水
原料天然气进入脱水装置吸附塔、塔内的4A型分子筛能有效吸附天然气中的水分,使天然气中的水含量达到车用压缩天然气水含量的要求。
深度脱水装置及其设置有两种:
(1)低压脱水装置,设置在压缩机前,原料天然气经调压计量系统后,即进入深度脱水装置,经过脱除水分的天然气进入压缩机,对压缩机也有一定的保护作用;
(2)高压脱水装置,设置在压缩机后,原料天然气经调压计量系统后即进入压缩机,压缩后的天然气压力升高至25MPa,然后进入深度脱水装置脱除水分。
4、压缩机装置
低压天然气经压缩机加压后,天然气压力升高到25MPa。
我省使用比较普遍的压缩机是:
V-1.55/3-250-III、L-2.5/3-250、L-7/3-250等三种型号。
目前、四川省建设的CNG加气站生产规模多为10000Nm’/d和15000Nm’/d,一般配备3台压缩机,通常有3种组合方式:
3台V型压缩机、3台L型压缩机或1台L型压缩机与2台V型压缩机组合。
5、储气系统
为了满足汽车不均衡加气的需要,CNG加气站必须设置高压储气系统、以储存压缩机加压的高压气。
储气系统采用的储气方式有以下几种:
(1)小气瓶储气,单个小气瓶容积仅50升,需要气瓶数量多、接点多、泄漏点多、维护与周检工作量大。
(2)管井储气,使用API进口石油套管加装高压封头,立式深埋地下100米、形成水容积1.9㎥的储气管井。
这种储气管井的有关技术,如全程固井、联接密封、维护与检验等尚需进一步深入与提高。
(3)大型容器储气、常用的有以下几种:
多层包扎的天然气储气罐、公称直径为DN800、水容积规格为2、3、4㎥。
分卧式与立式两种;
柱型(球型)单层结构高压储气罐、水容积规格为2、3、4㎥或以上;
引进美国CPI公司制造的高压储气瓶,单个储气瓶水容积1.3㎥,系无缝锻造,按需要由多个气瓶组合使用。
6、售气
售气机是用来给CNG加气汽车添加高压天然气。
它由科里奥利质量流量计、微电脑控制售气装置和压缩天然气气路系统组成。
其屏幕显示售气单价、累计金额和售气总量。
CNG加气站加气工艺及设施的安全管理
CNG加气母站多以输气干线内天然气为气源,其气质可达到现行国际标准《天然气》GB17820—1999种得II类气质指标,高位发热量〉31.4兆焦/立方米。
总硫《200毫克/立方米,硫化氢《20毫克/立方米,二氧化碳《3%,水露点应比最低环境温度低5摄氏度。
但与《车用压缩天然气》GB18047----2000相比,水露点及硫化氢含量均达不到要求,所以要进行脱硫脱水。
CNG汽车加气站的加气工艺为利用燃气输配管道系统供天然气,经过脱硫脱水后,由站内天然气压缩机将天然气的压力提高到20Mpa,在通过天然气加气机向使用天然气作燃料的汽车加气。
加气站设甲类生产区及生产辅助区。
生产区包括加压区(含脱水装置、撬装压缩机、储气瓶组等)、天然气加气岛,生产辅助区为站房(站房内包括营业室、配电室、仪表控制室、办公室、值班室等)。
加气站内各建、构筑物之间,与站外建、构筑建之间的安全间距应严格遵守国家有关规范进行布置。
为了确保加气站的工艺设施安全,应加强以下方面的管理。
(1)站内建、构筑物采用一、二级耐火等级,屋顶结构应采用现浇钢筋凝土梁板。
加气柱、加气岛罩棚采用钢网结构,建构筑物抗震设计列度按7度设防。
(2)天然气(CNG汽车)加气站属易燃、易爆场所,按《汽车加油加气站设计于施工规范》GBJ140-------90的规定,站房应配MFA8型数量不少于8台,加气区灭火器8台,天然气加气岛4台,还应配各相应数量的35Kg推车。
(3)电器设备的管理
CNG汽车加气站的电器主要包括天然气(CNG)燃气汽车加气站内的配电,照明及防雷、防静电接地。
用电负荷等级为三级。
加气站内生产装置区及构建筑物按1区防爆场所,电气设备选型常为防暴型,站房按一般场所设计。
供配电线路应采用铜芯电力电缆直埋敷设,过路及进出建筑物均穿管保护。
(4)防雷与接触形式应采用TN-S系统。
生产装置及构筑物的防雷等级符合国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057----94的规定,静电接地设计应符合国家标准《化工企业静电接地技术现定》GD90A3。
撬装压缩机、储气瓶组及罩棚均做防雷、防静电接地,接地电阻不大于4欧姆。
(5)天然气加气区采用敞开式,易于气体扩散,空气流通,加气枪支撑住材料采用难燃或不燃材料。
加气装置输气管线的始端、终端、分支和转变等处设置防静电或防感应的接地设施,避免发生静电事故。
(6)加气站设置可燃气体报警设施,发生危险及时报警。
严格操作程序,谨防天然气泄漏引起火灾。
3CNG汽车加气站运行措施管理工作
为了保证天然气(CNG)加气站的安全运行,除在选址、设计上采用措施外,在运行管理上也应采用相应的措施,确保不发生事故。
(1)
加气站应组建安全防火委员会,制定消防事故预案,定期进行消防演习。
(2)
加气站应加强巡视制度,按时检查,做好日常安全保卫工作。
(3)
建立健全各项规章制度,如岗位安全操作规程、防火责任制、岗位责任制、日常和定期检修制度、职工定期考核制度等。
(4)
做好职工安全教育和技术教育,生产岗位职工考试合格后方可上岗。
(5)
建立技术档案,做好定期检修和日常维修工作。
(6)
入口设置(进站须知)提示牌。
战区内、外墙设置明显的(严禁烟火)警戒牌。
(7)
严格遵守国家安全部门和燃气行业安全管理的有关规定。
4建设
应加强对CNG加气站的行业管理工作,应组织相关部门验收,确保CNG汽车加气站的合法经营。
加强对汽车改装厂的资质审查工作,杜绝违法改装。
加强加气站操作工,汽车改装工的技术培训工作,杜绝无证上岗。
加气站或改装厂应加强对燃气汽车司机的培训,做到持证上岗。
作为环保型的燃气汽车顺应了人类可持续发展的潮流,在国家相关政策的支持下进入了快速发展的轨道,与此同时,作为燃气汽车建设的基础性支持条件和配套设施—CNG汽车加气站,也将随着燃气汽车的发展规模,在建设方面或得了发展的机遇而备受关注,加强CNG汽车及其站的安全管理工作,对确保人民生命财产安全,改善城市天然气环境质量,促进经济进一步发展,构建和谐社会具有重大意义。
CNG加气站的建设--主要装备功能
2005-07-18[阅读:
2130次]
一套完整的加气站主要由天然气低压调压站,天然气压缩机,CNG储气瓶组,加气顺序控制盘,售气机和慢充装置等装备所组成。
①
天然气低压调压站由油气分离器、进气控制阀、滤清器、调压阀、流量计和安全阀等组成。
由天然气输气管道输来的天然气通过油气分离器、进气控制阔、滤清器净化后进入调压阀,将天然气压力调至天然气压缩机所需要的进气压力(0.2~0.4MPa),然后进入天然气压缩机增压。
②
天然气压缩机(进口或国产)的排量一般不低于250m3/h,其运行应完全自动化,由故态电子软启动装置(RVS)系统控制,并有安全运转保护停车装置,保证天然气增压顺利进行。
③CNG储气瓶组的功能为加气站储存CNG压缩机工作时首先向储气瓶组加装CNG。
当储气瓶组中压力达到设定的最高压力后,压缩机自动停机。
若有汽车加气,首先使用储气瓶组中的CNG,当储气瓶组中压力达到设定的最低压力时,压缩机自动开机,向储气瓶组再次加气。
加气站储气瓶组的设刊储存压力和压缩机排气压力相同为25MPa。
储气瓶组有单组式和多组式之分。
单组式为容积较大的气瓶,如500L、1000L、1750L的压力容器,储气瓶数量有3瓶、6瓶、9瓶组台。
多组式为容积较小的气瓶,如45L、50L、80L
等,气瓶数量为20~60只。
分级储存是为了提高气体利用率设汁的。
采用三级储气瓶组,分高、中、低压,由顺序控制盘进行加气和售气的自动控制.储存气体利用率提高到30%以上,有的达到58%。
分级储存是加气站储气系统发展的必然趋势,但比整批储存复杂,要增加建设投资费用。
④
加气顺序控制盘,其作用是实观对气瓶高、中、低压3组的气瓶加气。
当加气管线压力达到22MPa时第1个调压阀被打开,从而实现高压瓶组加气。
当高压瓶组压力达到22
MPa时.第2个调压阀被打开,则实观向中压气瓶组加气,第3个调压阀被打开后,则可向低压瓶组加气到22MPa。
然后天然气压缩机组向3个瓶组同时加气,压力直至达到25MPa,最后天然气压缩机自动停车。
当气瓶组压力下降到20MPa时,天然气压缩机又向动启动,恢复加气。
⑤售气机由质量流量计(包括温度、压力补偿装置),计价器和顺序加气系统等组成。
售气机直观量示三种数码:
售气单价(可调),加气量,金额。
⑥慢加气装置,当天然气汽车需加气而不急于出车时即可使用其为汽车加气。
这时可将加气管接在慢加气装置上,打开气阀加气,加气压力达到20MPa时,自动停止加气。
⑦加气站还配备有脱硫、脱水装置,需根据地区天然气气质而定。
主要使天然气硫含量(ms)不超过20mg/m3,天然气水露点在-40℃为宜(脱硫、脱水工艺见第五章第二节、第
四节)。
CNG加气站的建设――技术安全要求及类型
1385次]
(1)技术要求
①加气站应建在靠近输气管线的地区。
②加气站应建在公路旁,交通畅通,车流量大的主公路旁,便于CNG汽车的加气。
③加气站站间距离适当保持在200~300km为宜.这样可以减少汽车气瓶数量,降低汽
车装载量。
④若每天加气车达100辆,加气站应装备2台排量为250~300m3/h,排气压力为25
MPa的天然气压缩机组。
若加气车辆每天达150~200辆。
则需装备同上述规格的压缩机组3台。
⑤加气站应配备有慢充装置,以备晚上汽车停驶时加气,避免加气站加气高峰时拥挤,
减少汽车行驶加气时间。
⑥有条件的城市应建设单机撬装式的流动加气装置,以便在不同地段向CNG汽车
加气。
(2)安全要求
①天然气必须净化,硫含量(H2s)应小于20mg/m3,天然气水露点应低于一40℃,否则应进行脱硫脱水。
②加气站应按照国家防爆、防火的有关规定和标准进行设计。
③加气站应装有低压调压装置,以适应CNG压缩机对进气压力的要求,确保压缩机的
排量和压缩机工作过程中不超压。
④压缩机的自动化程度要高,操作简单,
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- CNG 汽车 站站 供气 安全 运行 管理