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CNG加气站基础知识一、燃料汽车燃料汽车介绍燃料汽车是以燃气作为燃料，它是清洁能源汽车的一种。目前国内以燃气作为单一燃料的汽车只有少数公交车。大部分是以汽油/燃气两用和柴油/燃气双燃料汽车。燃料汽车的分类：目前按照燃气的不同形态和种类，燃气汽车主要分为三种：压缩天然气汽车（CNGV）,液化石油气汽车（LPGV）,液化天然气汽车（LNGV）。按照燃料的数量，分为单燃料天然气汽车和双燃料天然气汽车。CNG燃气汽车的特点环保效益现在汽车工业的迅速发展给社会带来了巨大的财富，但是随之而来的是严重的尾气排放和噪声污染，现在机动车废气污染已经成为城市污染的主要污染源。据上海、北京等大城市的环保测试报告分析：机动车尾气污染已占城市污染量的40%~60%。现在使用的车用天然气技术已经发展到第三代，以电控喷射为特征，匹配闭路循环控制和专用三元催化净化装置，使汽车尾气排放达到最环保的欧洲4号标准,这是汽油车和液化石油气车都无法比拟的。天然气汽车是清洁能源汽车，尾气中不含硫化物、粉尘微粒和铅，一氧化碳降低80%，碳氢化合物降低90%，氮氧化合物降低70%。因此，许多国家已经将发展天然气汽车作为减少大气污染的重要手段。经济效益1、可降低汽车的运行成本。0.9标方的天然气燃烧产生的热量与1升汽油相同。目前天然气的价格与汽油和柴油低得多，天然气燃气车的燃料费将节省一大部分运营成本。由于油气之间的差价，改车费用成本会在5至8个月之内收回。2、可节省维修费用。发动机使用天然气作为燃料，运行平稳，噪声低、不积炭，可节省运行维修费用。3、对机动车的润滑油的稀释作用小，燃烧性能好，不需要经常更换润滑油和火花塞，可延长发动机的使用寿命。安全性1、燃点高。天然气的燃点在650度以上，比汽油的燃点427度高，所以与汽油相比不易点燃。2、密度低。天然气与空气的相对密度为0.48，泄漏气体很快在空气中散发，很难形成遇火燃烧的浓度。3、辛烷值高。可达130，比目前做好的96号汽油的辛烷值高了许多，抗爆性能好。4、爆炸极限窄。天然气的爆炸极限为5%-15%，在自然环境中，形成这一个条件很困难。5、压缩天然气释放过程是一个吸热过程，当压缩天然气从容器或者管路中泄出时，泄空周围会迅速形成一个低温区，使天然气燃烧困难。6、压缩天然气汽车所使用的部件比汽油车要求的高，国家现已颁布严格的天然气汽车技术标准。从加气站的设计、设备的生产、调试等，每一个环节都形成了严格的技术标准。设计上考虑严密的安全保障措施，安全系数的选用在1.5~4以上，还有其他的安全技术措施，保证设备设施在运行过程的安全。缺点1、汽车的输出功率略有下降。改装的双燃料汽车，因要兼顾油、气两种条件，对原来的发动机结构不做任何改动，所以在使用燃气时，输出功率一般都会有所下降，通常，要下降5%-15%。2、整车重量增加。3、续驶里程短。由于受车载气瓶重量和容量的限制，每次充装天然气的数量会受到限制，因此续驶里程较短，一般出租车一次充装后可行驶的里程在200-250公里左右。车用CNG的基本性质压缩天然气英文简写为CNG，是指天然气经过多级压缩，将其压力压缩至较高值，一般在20MPa左右，CNG的储存体积较常压天然气的大为减少，储存至高压容器内。其特点为，工作压力高，储气量大。但是压缩设备投资较大，目前主要应用在天然气汽车加气站中。项目技术指标高位发热量MJ/m331.4总硫量mg/m3≤200硫化氢mg/m3≤15二氧化碳%≤3.0氧气%≤0.5水露点在汽车驾驶的特定地理区域中，在最高操作压力下，水露点不应该与-13℃，当最低且低于-8℃，水露点比最低气温低5℃。加臭在天然气泄漏到空气中时，达到爆炸极限的20%，应能嗅到。固体颗粒≤5um压缩天然气的技术指标二、加气站加气站名词解释压缩天然气加气站automobileCNGfillingstation为燃气汽车储气瓶充装车用压缩天然气的专门场所。压缩天然气加气子站gassecondaryfillingstation用车载储气瓶运进压缩天然气。为汽车进行加气作业的压缩天然气加气站。常见的加气站分类方法根据加气站气源情况分类：1.母站2.标准站3.子站根据加气站的储气量大小分类：1.一级站2.二级站3.三级站母站母站建在天然气高、中压管网附近，从天然气线管网直接取气，经过调压、脱硫、脱水、压缩等工艺，向CNG拖车或直接给燃气汽车加气。优点：可以覆盖较大供气范围，扩大气源辐射面积，为子站提供保证，减少现有气源输送半径。有利于在管道气源空白区域开拓市场。局限性：主要是地理位置及气源条件的局限。即必须靠近中高压管线，在中高压管网上开口；或靠近气田。综合造价太高，除了专线费用外，接驳费是未定数。标准站从城市天然气管网直接取气，为本站提供高压的压缩天然气。流程与母站相似，就是没有加气柱，不许给拖车加气，只能给燃气车辆加气。优点：运行费用最低，运行最可靠。局限性：必须有城市管网，而且管网的压力必须有足够的压力和足够的流量，满足压缩机开启的工作条件。专线费和接驳费视情况而定。如果城市管网运行状态波动不定，则标准站的加气能力将受到严重的影响，从而影响加气站的正常运行。子站子站是建在加气站周围没有天然气管线的地方，通过高压气体运输半挂车把压缩天然气从母站运到子站，通过站内配置的大压缩机或者液压柱塞泵等配套设备，将半挂车内的气体置换出来，通过加气机完成给天然气汽车加气。优点：灵活机动，具有占地面积少，建设周期短、见效快的特点。最适合在选址征地困难下同加油站合建。局限性：综合费用高，气源受运距的影响限制。1.液压式液压式天然气汽车加气子站是利用特殊性质的液体，用高压液压泵（压力不高于22MPa）直接将液体注入液压式天然气汽车加气子站拖车的储气钢瓶中，将钢瓶内的压缩天然气推出，再通过站内的加气机把高压天然气注入汽车的储气瓶内达到给汽车加气的目的。2.机械式压缩机通过站内的压缩机将高压气体运输半挂车内的储存的CNG抽出来，通过站内的加气机把高压天然气注入汽车的储气瓶内达到给汽车加气的目的。目前青岛市范围的内的CNG加气站主要采用的是现在比较通用的液压式。压缩天然气加气站等级级别储气设备容积储气量一级站12＜V≤163000＜Vn≤4000二级站6＜V≤121500＜Vn≤3000三级站≤6≤1500三、液压式子站工艺流程液压式天然气子站液压式天然气子站工作原理：液压式天然气汽车加气子站是利用特殊性质的液体，用高压柱塞泵直接将介质油注入液压式天然气汽车加气子站拖车的储气钢瓶中，将钢瓶内的压缩天然气推出，再通过站内的单线双枪加气机把高压天然气注入汽车的储气瓶内达到给汽车加气的目的。液压式天然气子站组成部分液压式天然气子站撬体高压气体运输半挂车液压式天然气汽车加气子站拖车顶升装置气源设备控制柜加气机安瑞科系列系统的六大功能系统：1、动力照明系统；2、液压系统；3、气动系统；4、天然气气路系统；5、自动控制系统；6、燃气报警系统。液压式天然气子站撬体外部结构液压式天然气子站撬体内部结构CNG高压气体运输半挂车气源设备控制柜加气机安瑞科子站操作流程首先启动拖车顶升装置，利用液压系统将拖车框架顶升起仰角。为系统运行做好准备工作。当刚刚开始启动设备或PLC控制系统监测到液压系统压力低于设定值时，液压泵开始工作，向CNG钢瓶内注入高压液体介质；在液压泵出口设压力控制阀，并设压力传感器，压力控制阀设定液体出口压力控制范围19.5～21.5Mpa。当液压系统压力达到高限22MPa（或用户设定值）时，压力控制阀停止向高压系统供液，并通过旁通回路把泄压液体回流到液体储罐中；液压泵经一定时间的延时，如果系统压力仍然不降，则液压泵停止工作；当系统压力降至底限19.5MPa（或用户设定值）时，液压泵重新开始工作。子站设备在运行时，由控制系统的PLC自动控制。系统中的所有自动阀门都由气动执行器驱动，而气动执行器的动作则由PLC控制。当加满气的拖车来到子站停到相应的停车位置后，分别连接液体高压管路、压缩空气控制管路、CNG高压管路等，打开相应的控制阀门，关闭放散阀门，检查无误后即可开启增压系统，开始给加气机供气。当系统开始工作时，首先第一个钢瓶上的进液阀门、出气阀门打开，回液阀门仍处于关闭状态；在液压泵的作用下，液体介质开始注入第一个钢瓶，同时高压天然气被推出钢瓶；当大约95%的天然气被推出后，自动控制系统发出指令，关闭该钢瓶的进液阀门、出气阀门，打开回液阀门，此时第一个钢瓶内的高压介质开始返回橇体内的液体储罐中。第一个钢瓶回液开始后，经延时8秒钟（或用户设定值），第二个钢瓶的进液阀门、出气阀门打开（此时该钢瓶回液阀门处于关闭状态），高压液体开始注入，继续加气过程。当第一个钢瓶内的液体介质返回到液体储罐后，自动控制系统发出指令，回液阀关闭。设备运行时，由PLC程序控制实现8个钢瓶依次顺序工作。气动执行器根据PLC控制程序适时开启和关闭各钢瓶的进出口阀门，顺序转换工作钢瓶。当前一辆拖车的天然气卸完后，由人工调换快装接头到第二辆拖车（转接时间在3-5分钟左右），实现加气站不间断运行。（在人工调换快装接头时须注意：先把注液软管、高压气管、2个控制气快装接头调换过去，留下回液软管、回液阀门控制气管，待第8个钢瓶回液完毕后，立即把回液软管、回液阀门控制气管调换至第二辆车上。）四、加气站运行的安全问题1、充装系统充装系统的主要设备是售气机，装有可脱开装置（拉断阀）以及压力--温度补偿系统，充装系统的安全性是可以得到保障的。但是，在售气机的内部，管件之间的连接较多，应密切注意，避免因密封或者连接松动造成气体泄漏；气源含水量大造成的冰堵；气体杂质造成过滤装置失效；电磁阀反应不灵敏等现象。解决措施：对加气人员及司机进行培训教育，使其熟悉加气工作流程；加气人员做好加气机的日常维护工作，严格按照操作规程进行操作，不违章操作。2、车载储、供气系统车载储、供气系统包括储气瓶、加气口、输送管道、控制装置等。钢瓶使用有明确的质检指标，安全可靠。但是国内曾经出现因钢瓶质量问题引起的爆炸事故。解决措施：改装车辆的钢瓶采用具有国家专业资质的生产厂家生产的钢瓶，并参照国家关于车用气瓶的检验规定定期委托具有专业资质的检测机构进行定期检测。定期对车辆的燃气管路进行测漏检查和连接管件的紧固，定期到车辆维修厂进行定期维护检查。3、高压管道、阀门等压缩天然气高压管道工作压力达20Mpa，多以卡套连接。加气站高压阀门数量多，连接处多，漏点数量多。解决措施：定期组织对各类连接处进行测漏检查和紧固，出现异常问题及时更换零部件。4、天然气可燃气体的安全性问题源于它在一定的范围内与空气混合后会产生爆炸。天然气的相对密度小于1，即其密度比空气小，因此在空气中极易向高空散逸，难以达到爆炸极限的下限；天然气的爆炸极限下限比其他气体高，上限比其他气体低，其爆炸极限范围比所有可燃气体小；天然气的燃点高，要求着火的能量大。5、安全管理提高加气站的职工的安全责任意识，规范安全行为。加强加气站的职工的操作能力和应急处理素质。严格执行安全管理制度和操作规程，不违章指挥、不违章操作。加强设备设施的维护保养管理。五、加气站安全事故案例2008年3月15日17时15分，在昌吉市乌伊东路东方环宇加气站里，一辆正在加气的桑塔纳轿车因后备厢内的气瓶发生爆炸，造成两人死亡，一人受伤。经有关部门初步调查，爆炸车辆是阜康市一家商运公司的车辆，确定爆炸是使用的旧钢瓶存在质量问题所致。2009年11越21日19时45分，一辆夏利轿车在新疆乌鲁木齐天山区赛马场十七户宏大加油加气站2号加气位加气时发生爆炸事故，该加油加气站工作人员在给一辆新Q号牌白色夏利车加气时，该车气罐突然发生爆炸，造成车辆报废，加气站顶部被炸2个洞，该工作人员脸部受轻伤，爆炸后驾驶员逃离现场，事故未造成火灾。经查，驾驶员花了50元钱购买了一个家庭用的液化气罐，用4天时间改装到夏利车上。车改装完后加过两二次气，第三次在赛马场宏大加油加气站加气时发生爆炸。经验教训在加气站日常管理