2010年7月22日CNG加氣站基礎知識

2袁治國學歷：大專工作簡歷：2000.7～2000.12統將電子公司技術員2000.12～2006.4成都公交壓縮公司技術員、站長和副經理2006.4～2010.4東莞新奧CNG加氣站站長2010.5～至今車用燃氣安全科長課程內容一、CNG汽車及行業的現狀二、CNG加氣站工藝三、CNG加氣站的注意事項

四、油氣合建站的優點

近20年來由于世界各大城市環境污染情況越來越嚴重，而污染的來源又大多來自汽車的廢氣排放，使天然氣等氣體燃料作為一種“清潔燃料”得以較快的發展。另外，也與燃料的供應條件有關。如能源危機時，各國都在考慮試行使用代用燃料，特別是本國石油資源少而氣源比較充裕時，就更加促使汽車使用天然氣等作為燃料。從1988年起在澳大利亞悉尼召開第一屆天然氣車輛應用新進展學術會議及展覽（兩年一次）以來，已召開了五屆會議；不少國家在發展天然氣等氣體燃料車輛方面投入了巨大的精力，進行了大量的開發工作，并已具備了較為成熟的技術。但是，總的說來天然氣汽車目前處于發展、推廣階段。

一、CNG汽車及行業的現狀

截止到2005年，全世界60多個國家NGV保有量已達750多萬輛（CNGV377萬輛）。其中NGV數量超過100萬輛的有阿根廷、意大利；超過50萬輛的有巴西、墨西哥、荷蘭、土耳其、俄羅斯、巴基斯坦、韓國；超過30萬輛的國家有日本、美國、印度、澳大利亞、新西蘭等。全世界加氣站近3萬座，其中CNG氣站7700多座。我國利用CNG汽車較早，在20世紀60年代重慶、自貢利用天然氣井的壓力給汽車充氣，充氣壓力達到9MPa。1984年中原油田利用氣壓井壓力給汽車充氣壓力達到15MPa。1988年，我國引進國外成熟技術和設備改裝汽車及建加氣站，即在四川省南充市興建了我國第一座全進口新西蘭的CNG加氣站，拉開了我國CNG行業的序幕。

1988年由國家計委牽頭，組成CNG協調小組參加了第一屆國際CNG大會，1989年我國召開了用天然氣代汽油作汽車燃料的會議，當時四川已改裝47輛汽車，建了三座充氣站，從新西蘭引進了配件，改裝了五輛油罐車，同時我國在華北、新疆、大慶、遼河、吉林的CNG汽車也得到了迅速發展。我國截止到2006年5月有天然氣汽車達三十萬輛，加氣站730多座，其中四川省150多座。

東莞新奧車用燃氣有10座加氣站，在運行的9座。

表二：我國燃氣加氣站歷年數據統計（萬座）

CNG加氣站有四種類型：（1）CNG加氣母站；（2）CNG液壓加氣子站；（3）CNG壓縮加氣子站；（4）CNG加氣常規站。二、CNG加氣站工藝流程1、CNG加氣子母站工藝流程：

CNG加氣母站氣源來自天然氣高壓管網，過濾計量后進入干燥器進行脫水處理，干燥后的氣體通過緩沖罐進入壓縮機加壓。壓縮后的高壓氣體分為兩路：一路通過順序控制盤，進入儲氣井，再通過加氣機給CNG燃料汽車充裝CNG；另一路進加氣柱給CNG槽車充裝CNG。2、CNG液壓加氣子站工藝流程：CNG子站拖車到達CNG加氣子站后，通過快裝接頭將高壓進液軟管、高壓回液軟管、控制氣管束、CNG高壓出氣軟管與液壓子站撬體連接。系統連接完畢后啟動液壓子站撬體或者在PLC控制系統監測到液壓系統壓力低時，高壓液壓泵開始工作，PLC自動控制系統會打開一個鋼瓶的進液閥門和出氣閥門，將高壓液體介質注入一個鋼瓶，保證CNG子站拖車鋼瓶內氣體壓力保持在20-22Mpa，CNG通過鋼瓶出氣口經CNG高壓出氣軟管進入子站撬體緩沖罐后，經高壓管輸送至CNG加氣機給CNG燃料汽車加氣。CNG液壓加氣子站工藝流程簡圖：

①液壓子站撬體；②氣動控制系統；③控制柜；④售氣機；⑤CNG燃料汽車。

3、CNG壓縮加氣子站工藝流程：

CNG子站拖車到達CNG加氣子站后，通過卸氣高壓軟管與卸氣柱相連。啟動卸氣壓縮機，CNG經卸氣壓縮機加壓后，通過順序控制盤進入高、中、低壓儲氣井組，儲氣井組里的CNG可以通過加氣機給CNG燃料汽車加氣。4、CNG加氣常規站工藝流程：

加氣站天然氣引自中壓天然氣管網，經過濾計量后進入干燥器，經干燥處理后，在經緩沖罐后進入壓縮機加壓，通過優先/順序控制盤為儲氣井組充裝天然氣，或直接輸送至加氣機為CNG燃料汽車加氣，也可以利用儲氣井組內的天然氣通過加氣機為CNG燃料汽車加氣。CNG加氣常規站工藝流程簡圖：

調壓計量裝置干燥器

壓縮機順序控制盤儲氣井售氣機CNG燃料汽車加臭系統：

天然氣無色、無味，在生產和生活過程中天然氣發生泄漏時不易察覺，為了杜絕因天然氣泄漏而發生的事故，我們對天然氣進行加臭處理。燃氣加臭系統主要包括計算機、交直流轉換板、擴散硅壓力變送器、微波流量開關。計算機采集流量儀表提供的電壓流量信號，經過系統控制系統后將輸出控制脈沖信號送給轉換板。轉換板將之變為直流脈沖電流來控制泵的工作。泵工作后將臭味劑送入到管道燃氣中。（2）加氣站網絡管理系統是根據加氣站的實際情況而開發的一套管理系統。可以對各加氣柱、流量計、脫水裝置的各種數據進行采集并送后臺計算機處理、保存、顯示、報表打印和數據上傳，且該系統具有良好的人機界面，操作方便、結構簡單。本系統還可采用遠程計算機訪問，利用網絡和撥號連接，使遠程計算機與本地計算機達到共享的目的，可進行實時監控測試。為用戶提供了更多的方便。加氣站監控網絡系統的主要功能：

①監控各個監控點的實時數據信息；②故障自動保護功能；③信息的輸出功能；④潤滑油加熱器自起動、停機功能；⑤人機交互功能。加氣站網絡管理系統的主要功能：

①實時監控加氣柱、流量計和脫水裝置數據；②設置報表打印的方式（自動還是手動,以及打印時間等）；③設置查詢方式（以明細查詢還是日報表查詢）；④數據備份功能和數據處理（將實時數據轉到歷史數據表及清除歷史數據和操作日志）；⑤能生成相應的報表，具有Excel導出功能；⑥與Modem和一根電話線連接可建立遠程通信連接實現對遠程計算機訪問和監控、共享等功能；⑦靠的安全機制，包括操作權限、操作口令；

供電方式采用TN-S方式（三相五線制），它具有以下特點：①系統正常運行時，專用保護線上沒有電流，只是工作零線上有不平衡電流；②工作零線只用作照明單相載的回線，當三相負載很不平衡時，工作零線對地有電壓，尤其是當工作零線出現高電位時，有可能導致檢修人員間接觸電的危險；③專用保護線PE不許斷線，也不許進入漏電開關；④干線上使用漏電斷路器時，工作零線不得有重復接地，而PE線有重復接地，但是不經過漏電斷路器，所以TN-S系統供電干線上也可以安裝漏電保護。市政輔助系統：

⑴單車道不小于3.5米，雙車道不小于6米：轉彎半徑不小于9米；⑵綠化不能種植油性植物；⑶CNG管束拖車設有專用通道和停車位；⑷設計有防雷、防靜電裝置；⑸為了消防安全，配置干粉滅火器。三、CNG加氣站的注意事項

⒈天然氣是易燃易爆物品，嚴禁煙火及使用無線電器（手機等）。⒉CNG站是危險場所，閑人免進；非工作人員嚴禁操作；嚴禁串崗。⒊嚴禁超壓，氣瓶充裝壓力不大于20MPa；設備不能超溫、超壓，加氣站最高工作壓力不大于25MPa。⒋員工正確使用勞保用品，必須穿勞保服（防靜電），嚴禁穿鐵釘的鞋。四、油氣合建站的優點：

目前，CNG加氣站的建站模式主要采用油氣合建（加油站與壓縮天然氣加氣站合建），這種建站模式主要有以下幾點優點：①節約土地資源②降低投資成本③能源結構多元化謝謝！調壓計量裝置：（1）原理：調壓計量系統由進氣控制閥、過濾、調壓、計量及安全閥等裝置組成。原料天然氣通過過濾器，分離出雜質，進入機械式的調壓裝置或PLC控制的自動調壓裝置，將天然氣壓力調至CNG壓縮機需要的進氣壓力，同時通過計量裝置記錄供氣量，準確地反映供需關系。（2）作用：①調壓，使壓縮機進氣壓力保持在某一范圍內，保證壓縮機的正常工作。②計量，為了經營核算進站天然氣量。③過濾，分離雜質。調壓計量裝置：返回干燥器：

（1）原理：

①脫水，利用分子篩的表面活性微孔吸附天然氣中的水分。②再生，利用低壓高溫的天然氣，清除活性微孔中的水分子。（2）作用：利用塔內的分子篩有效吸附天然氣中的水分，使天然氣中的水分含量達到車用壓縮天然氣水含量的要求。

干燥器：

返回緩沖罐：

緩沖罐設置于壓縮機前，利用其容積大的特點，對天然氣壓力起到緩沖作用，保證天然氣平穩的進入壓縮機，減輕進氣脈沖對壓縮機帶來振動；同時也能過濾掉天然氣中的雜質，凈化天然氣。

緩沖罐：返回壓縮機：

壓縮機是整個加氣站的心臟，壓縮機性能的好壞直接影響到整個加氣站運行的可靠性和經濟性。壓縮機按壓縮方式不同，可分為兩大類：①動力式：透干式、離心式等；②容積式：往復活塞式、螺桿式、滑片式、隔膜式等。CNG加氣站用的壓縮機，排氣壓力高，排氣量小，一般采用往復活塞式壓縮機；若采用其他種類的壓縮機，一是難以達到加氣站所要求的高壓；二是即使達到排氣壓力要求，也必將造成機組龐大，造價昂貴。往復活塞壓縮機按氣缸給潤滑方式分為無油潤滑和有油潤滑；按冷卻方式分為水冷和風冷；按密封方式分為填料密封和帶壓曲軸箱密封；按結構形式可分為V型、W型、L型、Z型、D型、M型、H型和P型；W型壓縮機附圖：

V型壓縮機附圖：

雙W型壓縮機附圖：

壓縮機的工作原理：

本機曲軸經聯軸器（飛輪）直接與防爆電機直接驅動，由此帶動與曲軸曲柄銷連接的兩根連桿運動，連桿與十字頭銷聯接，將其作用力傳遞給活塞上的活塞，并將曲軸的旋轉運動轉換為活塞的往復運動；本機各級氣缸均為單位作用，每級壓縮完畢后經級間冷卻和油水分離器分離后，逐級進入下一級壓縮，直到達到額定壓力后排出。

壓縮機組成系統及作用：壓縮機是CNG站中將原料天然氣壓縮加壓使之壓力升高而不大于25MPa的設備。壓縮機主要有三大系統：氣路系統、潤滑系統及冷卻系統。①氣路系統的作用，主要是將氣體引向壓縮機，經壓縮機各級壓縮之后，在引向使用場所；②潤滑系統的作用，主要是將潤滑油輸送至各個潤滑點；③冷卻系統主要是冷卻各級排氣、潤滑油，保證壓縮機有一個完美的熱力循環，使高溫零件得以降溫，潤滑油溫不致過高而降低潤滑性能等等。壓縮機的注意事項：

①盤車時，要輕松自然，無卡死和敲擊聲；②電壓正常，輔助啟動后，油壓、水壓和注油正常;③壓縮機啟動前，保證無人維修和檢查壓縮機，無異物在壓縮機上；④機器嚴禁超溫超壓，嚴禁缺油；⑸定時巡查（每半小時至少一次），定時排污（兩小時一次）；⑥定期對管線聯接處檢查和緊固連接件，防松、防漏、防斷裂；⑦定期對壓縮機運動部件檢查（包括配合間隙）和緊固連接螺釘；⑧定期對電器和電路檢查；⑨定期對潤滑油質量檢查，并清洗油路和氣路的過濾網清洗；順序控制盤：（1）工作原理：順序控制盤的功能是壓縮的天然氣按高、中、低的順序依次分配到每個獨立儲氣瓶首當壓縮機排天然氣壓力達到設定壓力時，就優先打開高壓順序閥對高壓瓶行充,其次是達到中壓組設定壓力時就打開壓力順序閥對中壓瓶組進行，最后達到低壓組設定壓力時就打開低壓順序閥對低壓瓶組進行充氣（此個瓶組壓力相同）。壓縮繼續排出天然氣，直到三組瓶（井）充滿為實現壓縮機按高、中、低順序依次充氣的目的。（2）作用：①優先充氣，保證充裝壓力；②提高工作效率。

順序控制盤：返回儲氣系統：

（1）原理：

利用天然氣的可壓縮性，來儲存CNG。（2）作用：

①調峰；②滿足間隙式充裝的需要，減少壓縮機的頻繁開機次