CNG加气站及系统运行知识

西部天然气WESTERNNATURALGAS包头市昊达科技有限公司CNG加气站职业技术培训教材CNG加气站及系统运行知识CNG加气站的分类第一节CNG加气站的系统组成第二节CNG加气站培训教材1、CNG加气站的分类CNG加气站系统及运行知识3一、加气站级别划分CNG加气站按储存压缩天然气的装置(简称储气装置)的容积大小可划分为一、二、三级。国家建设部批准的2000年7月1日起实施的《汽车用燃气加气站技术规范》(CJJ84—2000)行业标准中对CNG加气站级别的划分见表2-1。表2-1压缩天然气加气站的等级划分注：V指水容积；VN指压力为101.325KPa，温度在0℃状态下的体积。级别储气装置总容积(m3)一级12＜V≤163000＜VN≤4000二级6＜V≤121500＜VN≤3000三级V≤6VN≤1500CNG加气站培训教材1、CNG加气站的分类CNG加气站系统及运行知识42012年6月28日起实施的国家标准《汽车加油加气站设计与施工规范》(GB50156—2012)中虽没有(CJJ84—2000)行业标准那样作具体的规定，但该标准对等级划分是这样描述的。CNG加气站储气设施的总容积，应根据设计加气的汽车数量、每辆汽车加气时间、母站服务的子站的个数、规模和服务半径等因素综合确定。在城市建成区内，CNG加气站储气设施的总容积应符合下列规定：1、CNG加气母站储气设施的总容积不应超过120m3。2、CNG常规加气站储气设施的总容积不应超过30m3。3、CNG加气子站内设置有固定储气设施时，固定储气设施的总容积不应超过18m3，站内停放的车载储气瓶组拖车不应多于1辆。CNG加气子站内无固定储气设施时，站内停放的车载储气瓶组拖车不应多余2辆。CNG加气站培训教材1、CNG加气站的分类CNG加气站系统及运行知识5二、加气站类别划分1、按加气规模可分为常规加气站和加气母站、加气子站。2、按营业场所是否固定可分为固定式加气站和移动式加气站。3、按天然气的来源可分为加气母站和加气子站。4、按燃料类别可分为CNG(压缩天然气)、LNG(液化天然气)、LPG(液化石油气)加气站以及L-CNG(液化-压缩天然气)加气站。CNG加气站培训教材2、CNG加气站的系统组成CNG加气站系统及运行知识6一、CNG常规加气站CNG常规加气站的组成系统基本可分为六大主要生产工艺系统，即：天然气预处理及调压计量系统、脱硫系统、脱水系统、天然气压缩机及控制系统、压缩天然气储存和销售系统，以及供电、供水、废液(油)处理、回收等辅助生产工艺系统。按脱水装置在CNG加气站工艺流程中的位置，分为低压，中压和高压脱水三种。这三种脱水方式都能达到车用CNG的脱水要求。此类站组成系统框图见图2-1(以低压脱水工艺为例)。天然气预处理及调压计量脱硫系统低压脱水系统天然气压缩系统顺序控制系统高压储气系统售气系统进站天然气图2-1低压脱水工艺CNG常规站框图由于常规站与母站工艺基本相同，常规站系统及工艺流程请详见母站相关内容。CNG加气站培训教材2、CNG加气站的系统组成CNG加气站系统及运行知识7二、CNG加气母站(一)组成系统CNG加气母站除自身具有常规站的功能外，还有其唯一的特殊功能，既向车载储气瓶运输系统(管束拖车)加气。加气母站的系统组成可分为调压计量系统、天然气净化系统、压缩系统、控制系统、储气系统及售气系统等。此类站组成系统见图2-2。气源压缩机组管束拖车气体计量仪调压装置缓冲装置售气机汽车储气瓶组顺序控制盘加气柱干燥器储气瓶组缓冲装置干燥器图2-2CNG加气母站工艺流程示意图CNG加气站培训教材2、CNG加气站的系统组成CNG加气站系统及运行知识8(二)系统及流程介绍1、调压计量系统CNG母站原料气直接从门站或分输站获取(管道气压力大约为2MPa-2.5MPa)，先经过过滤、计量，然后进入调压器。考虑到输气站来气的气压随用气量的不同会产生波动，为保证压缩机进气压力平稳，使压缩机能尽可能在其最佳设计点(1.8-2.5MPa)工作，避免超压停机保护，站内设置一套调压系统。2、天然气净化系统由于低压前置脱水装置(干燥器)，具有维修费用低和对压缩机有保护作用的优点，所以采用低压前置脱水系统。原料天然气在开采生产过程中只进行了简单的油气水常温分离，因此，原料气在工况下的饱和含水是存在的。所以原料气必须经过脱水，脱出饱和水，进一步降低天然气露点，使之小于-55℃(标态下露点)，达到CNG充气气质要求，也为子站运行提供了保证。加气站内的脱水工艺采用分子筛吸附剂。天然气脱水装置设置在压缩机前面，天然气进入脱水装置，脱出游离的水分和油分。干燥器填料饱和后需用天然气再生。为避免浪费，脱水装置的再生气由原料天然气中取得。CNG加气站培训教材2、CNG加气站的系统组成CNG加气站系统及运行知识93、压缩系统经过前置干燥器脱水后的天然气进入压缩机组，经过逐级增压，达到设定压力(20-25MPa)之后，进入储气装置后直接给车辆加气。4、控制系统CNG加气站设备处在易燃、易爆、高压和重载的工作环境中运行，装置的自动化水平高低直接决定了系统的经济运行指标和安全运行的可靠性。因此压缩机系统实行高度自动化的控制管理，以可编程控制器PLC为核心，采用了电机软启动；系统油压、电流、温度、气压自动监控；多撬块运行自动授权启动；计算机控制的经济运行控制系统；PLC自动顺序供气控制系统等。CNG加气站培训教材2、CNG加气站的系统组成CNG加气站系统及运行知识105、储气及售气系统站内的储气及销售系统运行程序主要包括以下几个方面：(1)如果站内有管束拖车及普通汽车加气，天然气经压缩后直接经加气柱及加气机进入拖车的集气管束，或普通汽车上的储气瓶，当压力达到20MPa时，自动关闭充气阀门，再将站内储气瓶组达到预定值后，自动停机。(2)如果站内仅有管束拖车加气，压缩机启动，直接将压缩天然气经加气柱进入拖车的集气管束。(3)如果站内仅有普通汽车加气，则由站内储气瓶组的低、中、高压直接经加气机给汽车加气，若储气瓶组内压力不足，压缩机启动，一边为汽车加气，一边为储气瓶组补气，到达设定之后自动停机。(4)如果站内既无管束拖车又无普通汽车加气，在储气瓶组压力不足的情况下，压缩机直接给储气瓶组加气，按照高、中、低压的顺序进行，到达设定之后，自动停机。CNG加气站培训教材2、CNG加气站的系统组成CNG加气站系统及运行知识11三、CNG加气子站(一)组成系统CNG加气子站的组成系统比CNG母站和常规站都要少，仅为压缩系统、储气系统、售气系统及控制系统，不需要考虑天然气预处理、调压、干燥等工艺设施，因此它占地面积小，很适合天然气管网无法铺设的地方建立。加气子站组成系统图见2-3。压缩机加气机汽车储气瓶组顺序控制盘卸气柱拖车瓶组高压中压低压低压中压高压图2-3CNG加气子站工艺流程示意图CNG加气站培训教材2、CNG加气站的系统组成CNG加气站系统及运行知识12(二)系统及流程介绍1、压缩系统压缩系统是加气子站的核心部分，撬装式压缩机以管束拖车的储气瓶组作为低压储气瓶组，站内只设高、中压储气瓶组。当给汽车加气时，若拖车储气瓶的天然气压力大于设定压力，则天然气通过旁通管直接流向汽车储气瓶，直充气体流速下降到设定值时，自动切换到中、高压储气瓶为汽车加气。若中、高压储气瓶的天然气压力小于设定压力时，则压缩机启动，此时天然气进入压缩机进行一级增压，冷却后进入二级增压，再冷却后进入储气瓶中，此时有汽车加气时，可直接给汽车加气，当储气瓶压力达到设定值时停机。停机时一、二级气缸连通，起平衡作用。在此过程中，管道中的温度传感器及压力传感器均测相应点温度、压力，超限发出报警信号，并自动停机，当问题解决，复位后方可重启。CNG加气站培训教材2、CNG加气站的系统组成CNG加气站系统及运行知识132、储气系统加气子站内压缩天然气的储存设施一般选用储气瓶组或储气井，二者选用各有优劣，为了便于维护，现在一般选用储气瓶组，通过将储气瓶组编组的方法，即将储气瓶分为高压、中压两组，可提高加气的效率。当压缩机向储气瓶充气时，通过优先顺序控制按照高、中的顺序进行。3、售气系统售气系统由加气机及计算机管理系统组成。压缩天然气经过输送管道进入加气机，质量流量计测出流经加气机气体的质量，根据设定的密度、单价，经计算机得出相应的体积、金额。加气机的自动加气过程可分为三个步骤：(1)低压顺序阀(电磁阀)打开，由低压储气瓶组(拖车储气瓶组)给汽车加气，当加气枪中的气体流量，由于压力差的降低而减小到设定值时，低压顺序阀关闭；(2)中压顺序阀打开，由站内中压储气瓶组给汽车加气，当加气枪中的气体流量也减小到设定值时，中压顺序阀关闭；(3)高压顺序阀打开，由站内高压储气瓶组给汽车加气，当加气枪中的气体流量达到规定值时，汽车上的燃料储气瓶的压力也达到了规定值(一般为20MPa)，时，高压顺序阀立即关闭。自动加气过程结束。CNG加气站培训教材2、CNG加气站的系统组成CNG加气站系统及运行知识144、控制系统加气子站的控制系统与撬装式压缩机配套，以可编程控制器为核心，具有对电源、压缩机、生产环境及工艺过程进行全面监控的功能。具有电机过载、过流等保护，对主电机采用交流电软启动方式，启动平稳，对压缩机及电网无冲击。包括：标准电气系统、优先顺序充气控制系统、紧急切断系统和远程控制系统。标准电气控制是控制撬装式压缩机的整个运行过程，显示、查询、设置数据和运行状态；紧急切断系统是在紧急情况下切断所有的气路并关闭电源，显示报警信号，撬外的按钮可根据需要手动停机；远程控制系统可通过调制解调器将设备运行状态信号远传。优先顺序充气控制系统是控制压缩机出口的天然气供应顺序，拖车、压缩机、优先顺序控制盘、站内储气瓶组组成了三线快充结构。谢谢观赏多多指正THANKYOUFORYOURWATCHING