填料塔规格:立式盆头底∮600×2000mm;分子筛:一台填充60kg;加热器功率:N=15kw。 5、压缩天然气加气站实例
以上对CNG加气站工艺、设备作了介绍,并对世界各地应用于CNG加气站的主要设备和不同的储气装置作了对比,可以看出无论是进口设备还是国产设备,其工艺流程和设计理念等基本相似,包括子站或母站都配置了必备的安全装置,以确保加气站经济有效地安全运行。为了更好地掌握有关加气站实际运行程序与操作管理规程,根据国外以及我国北京、四川实际经验,以广泛应用于北美以及我国北京等地已经使用的加拿大Kraus设备为例,对CNG加气站的主要系统、工艺原理、设计思路进行分析并对有关的操作规程和应急措施进行详细介绍。
(1)压缩系统
天然气通常从附近的公用天然气主管线输送到加气站中,气体的压力可在从6.9~13.8Kpa到3.45Mpa或更高的范围内。无论如何,这么高的压力用在汽车储气系统中是不够的。
因此,气体必须经过压缩,在压缩之前,进站气可能需要经过进一步处理,以免损坏压缩设备或下游系统。如果气体是“湿气”(水蒸气含量过高),那么气体必须首先通过一个干燥器。干燥器是一个大容器,使用干燥剂材料脱除气流中的水蒸气。
天然气在经过适当的处理以后进入压缩机,压缩机通常是加气站中最大也是最复杂设备,它将天然气压力提高到24.8Mpa
或更高。压缩机分成独立的几级,不断提高气体压力。
Kraus公司通常采用往复式压缩机。压缩机将转动的驱动力转化成活塞与汽缸的相对运动。这正好与发动机中的情况相反。多级通过一系列阀门将气体吸入汽缸,使用活塞压缩气体,使气体压力升高后进入下一级。汽缸的设置可以是“W”型、“V”型或水平对置式。
压缩机既可以使用电机驱动,也可以使用天然气发动机驱动。对于使用电机驱动的压缩机,当压缩机需要开机时,通过一个电机启动装置(或称为软启动装置)给电机供电,电机的连杆可以直接或通过皮带驱动装置与压缩机的连杆连接。通常,大型压缩机采用直接预解式动方式。
一个压力机组还需要很多配套设施。在机械方面,压缩机需要配置一个润滑油供给系统来润滑汽缸、活塞和运动件;另外,需要采取措施将带入气体中的润滑油分离出来,这通常采用设置一个过滤器和分离器系统。
过滤器通常位于压缩机的入口和出口处,内嵌式分离器安装在压缩机各级之间,气体在分离器中作圆周运动,通过离心力将液体从气流中凝结出来,由于凝结液(主要成分水和油)不断积累,必须定期将其排出分离器容器,在Kraus加气站中这一功能通常自动实现:液体先积累在大容积回收罐中,然后自动排入撬块中的一个梁(Beam)中。
压缩机在工作过程中会产生热量,因此必须进行冷却。Kraus
公司只采用空冷压缩机,即利用空气进行强制冷却,而不是类似汽车发动机采用的水冷方式,一些压缩机采用自冷式,即由自主驱动连杆带动一个风扇,强制空气冷却压缩机和压缩气体管线。其它压缩机需要设置分离的换热器,使用一个单独的风扇对每一级的气体进行冷却。
另外一个重要的系统是卸压回收系统,包括一个回收罐和各种自动阀门,该系统在机器关闭或切断时回压缩系统中的气体,并通过储存和循环这些气体形成一个回路。该系统可以使发动机实现“卸载”启动和停机,即在启动时通过循环发动机中的气体使得发动机不压缩气体,这些气体的大部分都储存在回收储罐中。
大多数撬块都具有很高的自动化程度,因此压缩机设备需要大量的电气和电控装置。这些电子部件必须具有足够的“智能”,可以正确地开启或关闭,并且安全地操作,同时监控系统可能发生的故障,这些功能通常由每个撬块上的电子控制系统完成。
电子控制系统使用一个PLC(可编程逻辑控制器),PLC很像一个专用计算机,可以控制撬块的每个操作。该装置使用各种传感器、变送器和电磁阀来控制和监测设备的运转情况。与用户的界面是一个键盘和一个文字数字式显示屏。PLC中的软件由Kraus公司的专家编写。
压缩机系统的操作完全由PLC系统所控制。PLC系统控制启动、停机、卸载、卸压等各种正常操作,以及在运行不正常或
出现故障时的安全关闭和报警功能。运行状态和警报状况可以实时显示在用户界面上。
在kraus高级控制系统中还有一项重要的功能,即CNG中气站远程监控系统。该系统在电子控制系统中增加了一个调制解调器,这样,一个在远端的个人电脑可以通过电话线连接PLC,了解实时的运行情况,这样的系统需要在远端PC机上安装特殊的软件,另外通过添加程序,PLC还可以自动拨某个传呼机号、警告特定的人员系统发生故障。这项功能对整个系统的监控很有帮助,并且方便了Kraus公司的技术服务人员进行遥控故障诊断。
(2)储存和加气方案
一旦气体被压缩到高压,就可以给汽车加气。在一些加气站中(如整夜加气的慢充系统),气体通过一个售气体或加气柱被直接加入汽车储气瓶中。
但是,大多数加气站为实现与汽油加气站相当的加气速度,对加气能力(流量)的需求要大于压缩机的供气能力,因此,一般将压缩气体暂时储存在容器中。
液态燃料(汽油或柴油)是通过一个液相泵加入汽车油箱里面。天然气与液体燃料不同,是通过压力差加入汽车气瓶中。因此,为使气体流动,压缩机出口压力或加气站容器储气压力必须高于最高的加气压力(加满时的压力)。而且加气站不用泵。
在加拿大和其他国家,天然气通常被压缩到并储存于24.8Mpa的压力下,加气压力经过温度裣后相当于21℃时的