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液压活塞式 CNG 加气子站成套设备使用操作维护手册 版次： JK-V1.0 2012 1 目目 录录 一、液压活塞式一、液压活塞式 CNG 加气子站概述加气子站概述 第第 3 页页 1.1 天然气基本常识介绍 1.2 系统简介 1.3 技术特点 1.4 设计制造标准 1.5 防爆标志 1.6 产品型号 1.7 主要技术参数 二、液压活塞式二、液压活塞式 CNG 加气子站系统组成加气子站系统组成 第第 11 页页 2.1 气体压缩增压子系统 2.2 CNG 输气子系统 2.3 PLC 自动控制子系统 2.4 CNG 计量子系统 2.5 电力（动力、照明、加热）子系统 2.6 燃气报警子系统 三、液压活塞式三、液压活塞式 CNG 加气子站成套设备构成加气子站成套设备构成 第第 13 页页 3.1 加气子站成套设备 3.2 液压活塞式 CNG 加气子站压缩机 3.3 专用半挂长管拖车 3.4 PLC 控制柜 3.5 三线 CNG 加气机 液压活塞式 CNG 加气子站成套设备使用操作维护手册 版次： JK-V1.0 2012 2 四、设备储存和运输四、设备储存和运输 第第 42 页页 4.1 设备储存 4.2 设备运输 五、设备安装和调试五、设备安装和调试 第第 42 页页 5.1 设备的安装 5.2 安装环境要求 5.3 控制柜安装 5.4 设备调试 六、液压六、液压 CNG 加气子站安全须知加气子站安全须知 第第 44 页页 6.1 操作人员安全须知 6.2 操作区域安全须知 6.3 液压油安全环保须知 6.4 设备维修维护安全须知 6.5 紧急安全情况处置须知 七、防爆要点七、防爆要点 第 第 47 页页 八、设备操作使用说明八、设备操作使用说明 第第 48 页页 九、设备的维护与保养九、设备的维护与保养 第 第 50 页页 液压活塞式 CNG 加气子站成套设备使用操作维护手册 版次： JK-V1.0 2012 3 1.1 天然气基本常识介绍天然气基本常识介绍 1.1.1 天然气（天然气（NG） ：） ： 天然气（Natural Gas，缩写 NG）是指以甲烷 CH4 为主要成分的气态化燃料。天然气密度为 0.7174Kg/Nm，与空气相对比重为 0.5548，比空气轻，具有无色、无味、无毒之特性。天然 气在空气中含量达到一定程度后会使人窒息。若天然气在空气中浓度为 5%15%的范围内， 遇明火或火花即可发生爆炸，这个浓度范围即为天然气的爆炸极限。爆炸在瞬间产生高压、 高温，其破坏力和危险性都是很大的。 目前人们的环保意识提高，世界需求清洁能源的呼声高涨，天然气被视为最清洁的能源 之一。以天然气代替汽车用油，具有价格低、污染少、安全等优点，普遍受到社会和政府的 接受和支持。 1.1.2 压缩天然气（压缩天然气（CNG） ：） ： 压缩天然气（Compressed Natural Gas, 缩写 CNG）是指将天然气加压并以高压气态储 存在容器中。压缩天然气通常作为车辆燃料使用。 压缩天然气是一种理想的车用替代燃料，其应用技术经数十年发展已日趋成熟。它具有 成本低，效益高，无污染，安全等特点，正日益显示出强大的发展潜力。 1.1.3 天然气汽车（天然气汽车（NGV） ：） ： 天然气汽车（Natural Gas Vehicle, 缩写 NGV）是指以天然气作为动力燃料的汽车。天 然气汽车的优势：一是清洁环保，与汽油动力汽车相比，天然气汽车可以减少 93%的一氧化 碳的排放量和 33%的氮氧化物的排放量；二是经济节能，由于天然气价格比汽油低，又易于 完全燃烧，加上燃料含碳少，抗爆性好，不稀释润滑油，能够延长发动机使用寿命。 一、液压活塞式一、液压活塞式 CNG 加气子站概加气子站概述述 液压活塞式 CNG 加气子站成套设备使用操作维护手册 版次： JK-V1.0 2012 4 1.1.4 CNG 加气站： CNG 加气站： CNG 加气站是指专门为天然气汽车充装车用压缩天然气（CNG）的场站。CNG 加气站可分为常规 管道站 （俗称标准站） 、 母站和子站三大类型。 常规站和母站多为机械活塞站， 子站按设备选型不同， 可分为机械活塞式压缩机子站、液压活塞式压缩机子站和液压平推式子站。 1.2 液压活塞式液压活塞式 CNG 加气子站系统简介加气子站系统简介 液压 CNG 加气子站系统技术是采用系统方法，将液压技术和天然气加气工艺结合，形成优于传 统天然气汽车加气工艺的系统集成技术。四川金科环保科技有限公司致力于液压式 CNG 加气子站系 统技术的研究，取得了多项技术专利成果，生产制造出十多个规格和型号的液压式 CNG 加气子站系 统集成设备，这些专利产品现已批量应用于现场，取得了良好的社会效益和经济效益。 1.2.1 液压活塞式液压活塞式 CNG 加气子站简介加气子站简介 液压活塞 CNG 加气子站，结合了机械活塞子站和液压平推子站共同的优点，利用液压系统直 接驱动活塞运动做功， 将拖车气瓶内天然气抽出， 经过液压活塞压缩机压缩加压， 注入储气瓶组 （井） ， 再经售气机计量计费后对 NGV 汽车加气。 1.2.2 液压活塞式液压活塞式 CNG 加气子站压缩机工作原理：加气子站压缩机工作原理： 图 1、液压活塞子站压缩机工作原理 a、来自液压泵的高压液压油，自 A 口进入液压缸左腔，活塞向右运动，液压缸右腔液压油经 B 液压活塞式 CNG 加气子站成套设备使用操作维护手册 版次： JK-V1.0 2012 5 口回油箱。槽车内气体由 C 口进入左边气缸的一级腔（一级进气） ，而右边一级腔的气体则被压缩 并经 E 口流出，进入一级冷却器，完成一级压缩过程；同时，冷却后的气体由 J 口进入二级腔（二 级进气） ，左边气缸二级腔内的气体则压缩后经 G 口流入二级冷却器，然后排出。 b、活塞换向向左运动（液压油自 B 口进入，经 A 口回油）时，槽车内气体由 F 口进入右边气缸 的一级腔（一级进气） ，而左边一级腔的气体则压缩后经 D 口流出，进入一级冷却器，完成一级压 缩过程；同时，冷却后的气体由 H 口进入二级腔（二级进气） ，右边气缸二级腔内的气体则压缩后 经 I 口流入二级冷却器，然后排出。 c、系统在储气瓶组设顺序控制阀，压缩机排气口设置压力传感器（预设定 23MPa 或按用户需求， 最高不得高于 23.5MPa） 。 d、当开始启动设备或 PLC 控制系统监测到排气口压力低时，系统可根据压力反馈自动控制启动 油泵工作。 e、当排气口压力达到高限 23MPa（或用户设定值）时，两主电机停止工作，设备进入待机状态。 f、当排气口压力降至底限 18MPa（或用户设定值）时，液压泵根据压力反馈自动控制工作。 g、当前一辆拖车的天然气卸载完成后，由人工调换快装接头到第二辆拖车（换接时间在 3 分钟左 右） 。 h、设备运行时，除更换拖车时由人工操作外，整套设备的所有动作均由设备自带的 PLC 过程控 制，无需人为干预。 1.2.3 液压活塞压缩机缸体结构（见图液压活塞压缩机缸体结构（见图 1） 液压活塞压缩机缸体为组合缸体，缸体中段为液压动力缸，两端为气体压缩缸。缸体中的活塞 为串联一体活塞。位于缸体中段的液压缸同时驱动两端的气缸，每侧气缸由气活塞分隔成无杆腔和 有杆腔，分别对应一级和二级压缩工作腔室。气体的吸气和排气由设置在气缸两端的进、排气阀控 制。缸体利用液压力推动活塞往复运动，并在高精度位移传感器结合防爆电磁阀控制下准确换向运 动，将 CNG 长管拖车钢瓶内的压缩天然气抽出，压缩增压后输送至储气瓶组（井） ，再通过站内的 液压活塞式 CNG 加气子站成套设备使用操作维护手册 版次： JK-V1.0 2012 6 三线加气机把高压天然气充入汽车的储气瓶内，达到给 NGV 汽车加气的目的。 1.3 液压活塞式液压活塞式 CNG 加气子站的技术特点加气子站的技术特点 1.3.1 系统技术特点：系统技术特点：液压活塞压缩机，是一种新型 CNG 加气子站卸车增压设备，是式压缩机的 一种新形式。与传统机械活塞压缩机相比，它摈弃了传统机械活塞式压缩机原动机（如电动机）驱 动曲轴、连杆、十字头、活塞运动的刚性传动，取之以高压液压流体直接驱动活塞运动做功完成气 体的吸气、压缩做功的柔性传动。其工作原理决定系统具有如下技术特点： A、用液体柔性传动取代机械活塞压缩机之曲轴连杆刚性传动，传动链短、简捷，运动平稳，震 动小、噪声低； B、没有复杂的曲轴、连杆、十字头等机械零部件，易损件少，且多为标准件，维修简便，维护 成本低； C、液压油与压缩气体完全隔离，气体质量优异； D、能耗低，与同等排量规格机械子站相比，节能约 20%左右； E、取气效率约 87.5%（槽车钢瓶余压为 2.5Mpa 时） ； F、气体泄漏量0.02%； G、适用于与普通拖车对接，可与机械子站和液压子站共用拖车。 1.3.2 主设备技术特点：主设备技术特点：液压活塞式 CNG 子站的主设备是液压活塞式压缩机撬体，按照“安全、 可靠、节能、模块化”的设计原则，具有如下技术特点： A、双系统并联设计，设备运行稳定可靠，相当于两台压缩机并联，一主一辅，一开一备； B、气体洁净（含油5ppm） ：气液分缸设计，气体与液压油完全分开； C、系统节能高效：活塞运动双向运动做功，同时完成吸气、压缩做功，充分利用 CNG 自身的 压力来平衡活塞力，在 18MPa 左右的油压下就能将 2MPa 气体增压至 20MPa； D、冷却效果好：采用强制风冷和水冷的混合冷却技术设计，冷却液体与气体在换热器中充分 热交换，冷却效率高； 液压活塞式 CNG 加气子站成套设备使用操作维护手册 版次： JK-V1.0 2012 7 E、系统噪音低：缸体换向控制专利技术（反馈式无级调节专利技术） ， 使缸体活塞保持柔性 换向，换向柔和平稳。同时采用浸入式油泵设计技术，消除电机和油泵的运行噪音并提高 油泵寿命； F、整体防爆设计制造：防爆标志ExdeibBT3； G、采用防爆电加热，适宜寒冷地区使用。 1.4 设计制造标准设计制造标准 A、液压活塞式 CNG 加气子站设计制造引用标准： 1.4.1、GB50156-2012 汽车加油加气站设计与施工规范 1.4.2、GB18047-2000 车用压缩天然气 1.4.3、GB150-2011 压力容器 1.4.4、GB50058-1992 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 1.4.5、GB3836.1-2000 爆炸性气体环境用电器设备 第 1 部分 通用要求 1.4.6、GB3836.2-2000 爆炸性气体环境用电器设备 第 2 部分 隔爆型“d” 1.4.7、GJJ84-2000 汽车用燃气加气站技术规范 1.4.8、GB/T3766-2001 液压系统通用技术要求 1.4.9、JB/T4735-1997 钢制焊接常压容器 1.4.10、GB12348-1990 工业企业厂界环境噪声排放标准 1.4.11、GB12349-1990 工业企业厂界噪声测量方法 1.4.12、GB/T 4980-2003 容积式压缩机噪声的测定 1.4.13、TSG R0004-2009 固定式压力容器安全技术监察规程 1.4.14、Q/75595257-9.5-2011 防爆型液压活塞 CNG 加气子站压缩机 1.4.15、GB/T14976-2002 液体输送用不锈钢无缝钢管 1.4.16、SH3063-1999 石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范 液压活塞式 CNG 加气子站成套设备使用操作维护手册 版次： JK-V1.0 2012 8 1.4.17、QX/T 109-2009 城镇燃气防雷技术规范 B、液压节能型 CNG 加气子站专用长管车设计制造引用标准： 1.4.19、GB7258-2004 机动车运行安全技术条件 1.4.20、JB4185-1986 半挂车通用技术条件 1.4.21、Q/HSJ04-28-2006 管瓶式高压气体运输专用长管半挂车 1.5 液压活塞式压缩机防爆标志：液压活塞式压缩机防爆标志：ExdeibBT3 防爆标志： Ex d e ib B T3 中国防爆标志 隔爆型 第 3 温度组 增安型 防爆等级：B 级 本质安全型 类别：类工厂用 ExdeibBT3 表示本产品为类 B 级防爆产品， 零部防爆形式有隔爆型、 增安型和本质安全性。 温度组别 T3 组，最高温度 200（实际运行最高温度点为 130）. 1.6 产品型号产品型号 JHB C / 2.5 25 额定排气压力，MPa 最低吸气压力，MPa； 平均排气量，Nm/h； 加注介质代号（C 代表压缩天然气） ； 产品名称代号（J 表示金科产品 H 表示液压活塞式压缩机 B 表示防爆型） ； 液压活塞式 CNG 加气子站成套设备使用操作维护手册 版次： JK-V1.0 2012 9 示例：JHBC1500/2.5-25 表示由四川金科环保科技有限公司生产的最低吸气压力为 2.5MPa,额 定排气压力为 25MPa，平均供气量为 1500Nm3/h 的防爆液压活塞式 CNG 子站压缩机。 1.7 主要技术参数主要技术参数 序号 项 目 技术参数 1 型 号 JHBC1500/2.5-25 2 结构形式 双缸对称平衡型（双组） 3 吸气压力 MPa 2.520 4 排气压力范围 MPa 2225 5 平均排气量 Nm/h 1500 6 排量范围(2-18 MPa) Nm/h 3203600 7 噪 声 dB 75 (距设备 1 米处) 8 防爆标志 ExdeibBT3 9 总功率 kW 80（不包含电加热） 10 电机转速 r/min 1450 11 外形尺(长宽高） mm 500022802800 12 总质量 kg 9000 13 进、排气接口形式 对焊 14 进、排气接口尺寸 mm 254 液压活塞式 CNG 加气子站成套设备使用操作维护手册 版次： JK-V1.0 2012 10 2.1 系统组成：系统组成：液压活塞式 CNG 加气子站主要由六个功能子系统构成： A、气体压缩增压子系统 B、CNG 输气子系统 C、PLC 自动控制子系统 D、加气计量子系统 E、电力（动力、照明、加热）子系统 F、燃气报警子系统。 2.2 气体压缩增压子系统气体压缩增压子系统 2.2.1 气体压缩增压子系统属于液压传动系统，是以液体为传动介质，靠液体静压力来传递动力， 其静压力的大小取决于外负载；其速度的大小取决于泵流量；利用电机驱动高压液压泵，将液压油 以高压的状态作为驱动力，推动活塞在缸体内往复运动、对气体做功（见图 2） ，实现对天然气的压 缩功能。 二、液压活塞式二、液压活塞式 CNG 加气子站系统组成加气子站系统组成 液压活塞式 CNG 加气子站成套设备使用操作维护手册 版次： JK-V1.0 2012 11 图 2、压缩机液压原理图 2.2.2 气体压缩增压子系统由液压系统组件，油箱组件，缸体组件、气管路等几个组件组成。 a、液压系统组件由钢管，高压软管，主集成块，换向集成块，液压泵，电机，联轴器，连接件， 溢流阀（调节系统压力） ，单向阀，换向阀，叠加液压锁等零件组成，其作用是把各个零件按照特定 的顺序连接起来，从而实现系统的功能。 b、油箱组件：油箱内设计有精密回油过滤、污染物排出、清洗口。油箱上设计有显示液面的液 位温度计、防爆电加热器安装接口、空气滤清器、温度传感器等，其作用是储存液压油，是实现系 统循环所必须的部分。 c、缸体组件主要由活塞，活塞杆，密封件，油缸缸筒，气缸缸筒，油嘴，水套，端板、吸排气 单向阀等零件组成，其作用是实现对气体的吸气和压缩增压的功能 2.3 CNG 输气子系统输气子系统 CNG 输气子系统的作用， 是将 CNG 专用长管半挂拖车气瓶中的 CNG 输入到压缩机， 完成进 气过滤和出气分离，再输送到 CNG 储气单元，经加气机给汽车加气。 CNG 输气子系统是由半挂长管拖车上的长管储气瓶、卸气柱，气体过滤器，一级气缸，二级 气缸，气体单向阀，气液分离器，气体缓冲罐，机械顺序盘，中高压储气井，加气机和天然气管路 液压活塞式 CNG 加气子站成套设备使用操作维护手册 版次： JK-V1.0 2012 12 及相关阀件、安全阀、管件、附件组成。 CNG 输气子系统设置安全阀及安全放散管路，安全阀调定压力为 26.2MPa，超压时将自动开 启放散，确保系统安全。 天然气管路一般采用钢性管路，特殊部位（与拖车相连部位）采用柔性管路。天然气管路和管 路接头只能更换不能修理。 天然气刚性管路采用优质不锈钢无缝钢管，爆破压力不低于最高工作压力的 3.5 倍。 天然气柔性管路采用进口快装高压软管总成，高压管线快装接头与高压软管作为整体提供。 CNG 输气子系统配置进口气体过滤器和出气分离器，作用是过滤掉天然气中的杂质和水分， 保证进入到加气机的气体纯净和干燥。 2.4 PLC 自动控制子系统自动控制子系统 自动控制子系统主要由 PLC 控制柜及之相连的电路系统组成。控制柜包括 PLC、人机界面、 软启动器、 隔离栅、 按钮、 电磁阀和空气断路器等主要元器件。 通过 PLC 控制程序系统的自动运行， 对子站设备进行自动控制，并在人机界面显示屏上实时显示设备的工作状况、工作的压力、电机电 流等参数。 2.5 加气计量子系统加气计量子系统 加气计量子系统（即加气机）与 CNG 加气子站液压增压撬体的高压气管的出气口相连结，是 用于加气贸易结算的高智能机电一体化设备。主要用于加气站为天然气汽车（NGV）计量加气。压 缩天然气经过输送管道进入 CNG 加气计量系统，依次流经入口球阀、过滤器、手动球阀、电磁阀、 单向阀、质量流量计、快速切断阀、拉断阀、高压软管、枪阀（三通球阀） 、加气枪头，最后流入被 充气汽车的气瓶。质量流量计把测出的流过加气机的气体的密度、质量等参数的物理信号由信号转 换器转换成数字信号传递给控制器，控制器经过自动计算得出相应的质量（体积） 、金额并由显示屏 显示给用户，从而完成加气计量过程。 2.5 电力（动力、照明、加热）子系统电力（动力、照明、加热）子系统 液压活塞式 CNG 加气子站成套设备使用操作维护手册 版次： JK-V1.0 2012 13 电力系统是给液压 CNG 加气子站撬体内的主（辅）油泵电机、风冷器、电加热器（选配部件） 、 照明灯等电力元件提供电源。 2.6 燃气报警子系统燃气报警子系统 在压缩机橇体顶部（天然气管路系统集中部位上方） 、加气岛、储气瓶组等处，设置有燃气报警 探头（见图 3） ，与设在控制柜的燃气报警控制装置相连，当燃气探头检测到泄漏燃气浓度达到燃体 爆炸下限的（25%LEL）时，燃气报警探头向燃气报警控制装置发出信号，燃气报警控制装置接到 传感信号后，发出声光报警信号，提醒操作人员作相应处理。当燃气探头检测到泄漏燃气浓度达到 燃气爆炸下限的（50% LEL）时，控制装置在发出信号的同时，还向站内提供开关信号，由站内配 电系统断开设备的电源，停止站内设备的运行。 图 3、燃气报警探头 3.1 成套设备构成成套设备构成 三、液压活塞式三、液压活塞式 CNG 加气子站成套设备构成加气子站成套设备构成 液压活塞式 CNG 加气子站成套设备使用操作维护手册 版次： JK-V1.0 2012 14 图 4、液压活塞子站的系统组成和工艺流程 3.1 液压活塞式液压活塞式 CNG 加气子站成套设备组成加气子站成套设备组成（见图 4） ： a、液压活塞式 CNG 加气子站压缩机完成卸车和增压 b、CNG 长管拖车 母站到子站间气体运输（见 CNG 长管拖车使用说明书） c、PLC 控制柜 控制液压活塞压缩机自动运行、故障报警、自动紧急停机等（见 PLC 控制柜使用说明书） d、CNG 卸气柱 完成拖车卸车计量（见卸气柱使用说明书，可与压缩机橇体集成） e、三线 CNG 加气机 完成加气计量计费、结算（见 CNG 加气机使用说明书） f、优先顺序控制盘 自动选择储气瓶组（井）进气通道，避免压缩机频繁启停（见顺序 控制盘使用说明书） g、储气瓶组（井） 储存 CNG 气体（见储气瓶组使用说明书） 。 3.2 液压活塞液压活塞 CNG 加气子站压缩机加气子站压缩机 液压活塞 CNG 汽车加气子站压缩机主要由设备橇体、循环油箱、液压系统、天然气气路系统、 液压活塞式 CNG 加气子站成套设备使用操作维护手册 版次： JK-V1.0 2012 15 液态循环油、循环冷却系统等组成。 3.2.1 设备撬体设备撬体 撬体框架主要采用方钢管制作，撬体墙壁夹衬隔音材料，外涂防腐涂料，底盘有吊装轴，方便 吊装移动，撬体两侧设有 180 度平开门 6 个。撬体顶部设有强制冷却排风装置，撬体内设有防爆接 线箱、燃气报警探头、防爆照明灯等，撬体底部设有两处防静电接地座头。 强制冷却排风装置（风量 18000m21000m/h） ，通过撬体顶部大流量风机对冷却介质进行强 制风冷，其进气口在撬体两侧的进风 4 扇进风消音窗，如此布局既可保证冷却充分冷却，又可进一 步降低设备噪音和撬体内部温度。强制排风装置还可排出撬体内泄漏的燃气。 3.2.2 循环油箱循环油箱 油箱内设计有精密回油过滤、污染物排出、清洗口。油箱上设计有显示液面的液位计（带液位 报警） 、防爆电加热器安装接口、空气滤清器、温度传感器等。 （见图 5，图 6） 图 5、循环油箱侧面 清洗孔盖 循环油箱 防爆电加 热器接口 液压活塞式 CNG 加气子站成套设备使用操作维护手册 版次： JK-V1.0 2012 16 图 6、油箱顶部局面图 a、液位计和温度计：直接安装于油箱侧壁，其液位的高低位置在液位计上有指示，液位不得超 出高、低位置。液位过低（液面未完全淹没液压泵吸油口） ，油泵将发生吸空现象，噪音会增加，甚 至发生吸油困难、损坏液压泵，柱塞泵因缺乏润滑而降低使用寿命；此外，液位低于电加热器，电 加热将发生干烧现象引发系统安全事故。而液位过高，将会出现油箱内部排气不畅通、联轴器甩油 喷溅，不利于保障油液清洁度。本系统液位检测与控制系统联锁，当检测液位低于或高于设置警戒 液位，系统都将发出声光报警并自动紧急停机。 操作维护人员必须定期检查油箱内液位，检查温度检测传感器连接可靠，信号采集持续有效。 当发现液位低于警戒低液位时，必须及时补充液压油。补充液压油不得超过液压油高位警戒位置。 b、回油过滤器：选用精度为 10的产品，保障液压有清洁度，延长液压系统的泵、阀、密封 件使用寿命。 （见图 6） c、空气滤清器：用于防止空气中的固体颗粒等污染物进入油箱。 d、防爆电加热器：在油温低于设定值（-5）时，启动加热装置，避免低温时液压油过于粘稠 而损坏油泵。油温提高后，提高系统效率、柱塞泵使用寿命。液压油的最佳使用温度范围 20-60， 油温过低液压油的运动粘度将降低，液压泵和电机的负荷将增加，系统的工作噪声也将增大。故当 检测温度低于设定值，系统将自动启动防爆电加热器，对液压油进行加热。当油温过高，液压油的 空 气 滤 清 回油过滤器 液压活塞式 CNG 加气子站成套设备使用操作维护手册 版次： JK-V1.0 2012 17 的粘度将降得非常低，液压油的性质将发生改变，甚至引发安全事故。当液位温度计检测油温超过 设定安全警戒温度值，系统将发出声光报警，并自动紧急停机。防爆电加热器相关参数详见其说明 书。 防爆电加热器设置有温度检测传感器， 当检测温度高于设定安全警戒温度， 系统发出声光报警， 并自动紧急停机。 3.2.3 液压系统 液压系统 液压系统主要由防爆电机、高压柱塞泵、主集成块、单向阀、调压溢流阀、电液换向阀（中位 H 机能） 、换向集成块、测压单元、高压管件、板式换热器、缸体等组成（见图 2、图 7） 。 a、主电机：相关参数详见其说明书。 b、高压柱塞泵：相关参数详见其说明书。 c、防爆电液换向阀：用于控制液压缸往复运动，通径满足使用要求，耐压大于 31.5Mpa。 （详见 电液换向阀使用说明书） 。 d、调压溢流阀：用于调整、限制高压柱塞泵输出循环油的工作压力。 图 7、液压系统 防爆电机 调压溢流阀 液体单向阀 主集成块 电液换向阀 换向集成块块 高压软管 气 体 冷 却 器 液压活塞式 CNG 加气子站成套设备使用操作维护手册 版次： JK-V1.0 2012 18 e、测压单元：包含压力表、压力变送器。压力表量程为 0-40Mpa，共两处，分别用于显示两液 压泵输出油压；压力变送器与换向集成块相连置于仪表箱上，用于把系统压力信号送到 PLC。 f、高压管件：选用进口优质产品，耐压：31.5Mpa。 g、板式换热器：冷却工作过的液压油，保障液压油在合理的使用温度范围内。 h、缸体：缸体是包含液压动力缸和气体压缩缸的组合缸体，是为液压活塞压缩机的运动工作组 件，缸体由液压系统驱动，完成天然气卸车和增压压缩。 3.2.4 天然气管路系统 天然气管路系统 天然气管路系统主要由进气过滤器、测压单元、气液分离器、安全阀、手动球阀、高压管件、铂 热电阻、水冷管束、不锈钢无缝钢管、单向阀等组成；见图 8. 测压管路元 进气过滤器 气液分离器 铂热电阻 手动球阀 高压管件 位移传感器 气体单向阀 液压活塞式 CNG 加气子站成套设备使用操作维护手册 版次： JK-V1.0 2012 19 图 8、天然气管路系统 a、气液分离器：配有排污阀，采用钢制压力容器。 b、安全阀：整定压力 26.2Mpa，保护设备内部元件。 c、天然气管路：采用刚性管路。天然气管路和管路接头只能更换不能修理。天然气钢性管路采用不 锈钢无缝钢管或其它高压天然气专用管线， 爆破压力不小于最高工作压力的 3.5 倍。 天然气管路 设置安全泄放装置。气路系统的气压试验压力应为系统工作压力的 1.15 倍。管路及附件的额定 工作压力不低于系统的耐压试验压力。 d、 铂热电阻： 主要用于监测天然气各级温度， 热电阻采用对夹式固定于不锈钢管道 （内部介质:CNG） 上。在进气、一级压缩冷却前、二级进气、二级压缩冷却前、排气管道上均配置有铂热电阻。 e、测压单元：包含压力变送器、压力表。用于监测进气、一级排气、最终排气压力，压力表、 压 力变送器安装于仪表箱。压力变送器信号传送至 PLC 控制柜或控制方舱，用于设备自动启停。 3.2.5 液态循环油液态循环油 在环境温度-40C+50时保证系统正常工作。 毒性作用： 液态循环油在操作人员正常操作情况 下的一般接触不会对人产生毒影响，但大量的液态循环油进入人体（如误食等）可能会对人产生一 些伤害。 油泵启动温度限制 550；当温度在-55时可在手动状态下启动油泵辅热；当温度低 于-5时，采用电加热辅热。 3.2.6 循环冷却系统循环冷却系统 循环冷却系统主要由：水箱、手动球阀、管道水泵、冷却用防冻液、空冷器、连接管道、铂热 电阻、水冷管束组成。见图 9 液压活塞式 CNG 加气子站成套设备使用操作维护手册 版次： JK-V1.0 2012 20 图 9、循环冷却系统 3.3 液压活塞式液压活塞式 CNG 加气子站专用半挂长管拖车加气子站专用半挂长管拖车 液压活塞 CNG 加气子站专用长管拖车，是根据四川金科环保科技有限公司液压活塞 CNG 加 气子站系统自动控制的要求，在普通 CNG 长管拖车基础上，对拖车钢瓶进行分组，设置增加前舱、 后舱气动阀门组、管件等改制而成，使拖车保留运输功能的同时，兼备储气功能。是金科液压活塞 式 CNG 子站的主要配套产品。 空气冷却器 水箱 循环水泵 防爆主电机 水管路 板翅油冷器 溢流阀 液体单向阀 水冷管束 液压活塞式 CNG 加气子站成套设备使用操作维护手册 版次： JK-V1.0 2012 21 图 10、液压活塞子站专用拖车 3.3.1 专用拖车概况专用拖车概况 3.3.1.1 液压活塞式液压活塞式 CNG 加气子站专用半挂长管拖车与其他子站拖车的区别加气子站专用半挂长管拖车与其他子站拖车的区别 作为拥有储气和运输双重功能的 CNG 长管拖车（以下简称专用槽车） ，与普通机械子站槽车、液 压平推用槽车的主要区别在于气管路、控制阀组、气体进出口三方面； 3.3.1.1.1、专用槽车与普通槽车的区别 a、专用槽车有为实现其功能的控制阀组，且需要一个持续的控制气源； b、专用槽车前后舱均有气管路和控制阀组； c、专用槽车有 2 个 CNG 气体出口 1 个 CNG 气体进口，且 CNG 气体进口带有单向阀； 3.3.1.1.2、专用槽车与液压平推用槽车却别、专用槽车与液压平推用槽车却别 a、槽车气管路和前后舱控制阀组不同； b、专用槽车不需要顶升装置； 3.3.1.2 液压活塞液压活塞 CNG 加气子站专用半挂长管拖车基本技术参数加气子站专用半挂长管拖车基本技术参数 序号 项目 技术指标 1 主要组成部分 高压瓶组（8 只） 、框架、操作舱、行走底 液压活塞式 CNG 加气子站成套设备使用操作维护手册 版次： JK-V1.0 2012 22 盘、专用自控阀组 2 运输介质 压缩天然气 3 公称工作压力 MPa 23 4 工作温度 -2060 5 公称水容积/只 m3 2.25 6 充装介质体积 Nm3 3550 7 钢瓶单瓶重量 Kg 2750 8 钢瓶材质 Cr-Mo steel / 4130X 9 水压试验压力 MPa 33.4 10 气密性试验压力 MPa 20/25 11 钢瓶规格 mm 55910975 12 半挂车整备质量 Kg 31495 13 半挂车满载总质量 Kg 34750 14 外型尺寸 mm 1239124802910 15 容器类别 三类压力容器 3.3.2 专用长管拖车的投用和运行专用长管拖车的投用和运行 3.3.2.1 长管拖车与压缩机之间连接 3.3.2.1.1新建站在设备调试完成后，连接长管拖车与压缩机（图 11） ；连接时注意管道标示，切忌 管道与长管拖车连接错误； 液压活塞式 CNG 加气子站成套设备使用操作维护手册 版次： JK-V1.0 2012 23 图 11、液压活塞加气子站专用拖车后舱 3.3.2.1.2打开长管拖车出口压缩机入口管线球阀（一组，共两只） ； 3.3.2.1.3打开长管拖车入口压缩机出口管线球阀（一组，共两只） ； 3.3.2.1.4打开长管拖车储气单元出口加气机管线球阀（一组，共两只） ； 3.3.2.1.5连接长管拖车控制气源(图一)； 3.3.2.1.6选择设备初始运行，启动设备； 3.3.2.1.7观察设备仪表盘进排气压力示值、 电控柜进排气压力示值、 长管拖车压力表示值变化情况； 3.3.2.2 设备运行工艺流程 3.3.2.2.1长管拖车钢瓶分组 3.3.2.2.1.1长管拖车 8 只钢瓶分为 4 组，其中第一组为储气瓶组，其余三组为供气瓶组（第二组、 第三组、第四组） ； 3.3.2.2.1.2压缩机按优先顺序从第二、第三组、第四组钢瓶取气，压缩后进入第一组； 3.3.2.2.2压缩机排气压力23MPa，压缩机待机； 3.3.2.2.3压缩机进气压力2.5MPa；压缩机待机，气动执行器关闭第二组钢瓶球阀，打开第三组钢 瓶球阀，延时 10 秒，压缩机启动；依次关闭第三组钢瓶，开打第四组钢瓶； 3.3.2.2.4当第四组钢瓶余压（设备进气压力）2.5MPa，设备停机声光报警，提示第一步换车，控 液压活塞式 CNG 加气子站成套设备使用操作维护手册 版次： JK-V1.0 2012 24 制柜自动关闭压长管拖车第四组钢瓶球阀，关闭第一组进口球阀、打开第一组出口球阀。 3.3.3 长管拖车换车长管拖车换车 3.3.3.1第一步换车 3.3.3.1.1站内另一长管拖车已经到位（每站配长管拖车数量2 台） ； 3.3.3.1.2关闭原长管拖车进口压缩机出口管线球阀、 长管拖车储气单元出口加气机管线球 阀，放散这两管线软管内气体，拔除软管； 3.3.3.1.3将拔除的软管按照标示连接到新到长管拖车对应的快换接头上， 将长管拖车气体进口控制 气源连接到新到长管拖车； 3.3.3.1.4执行3.3.2.1.3、3.3.2.1.4步，启动设备（界面操作，第一步换车完成，电气控制操作打 开新到长管拖车第一组进口气控球阀，打开原长管拖车第一组进口球阀） ； 3.3.3.1.5当压缩机检测到进气压力2.5MPa 时，停机，声光报警，提示第二步换车。 3.3.3.2第二步换车 3.3.3.2.1关闭长管拖车出口压缩机进口管线球阀； 3.3.3.2.2放散长管拖车出口压缩机进口管线连接软管； 3.3.3.2.3拔除长管拖车出口压缩机进口管线连接软管； 3.3.3.2.4将原长管拖车出口压缩机进口管线连接软管按照标示对应连接到新到长管拖车上； 3.3.3.2.5打开新到长管拖车出口压缩机进口管线球阀； 3.3.3.2.6将长管拖车出口控制气源连接到新到长管拖车； 3.3.3.2.7界面操作第二步换车完成，设备依据进、排气压力参数判断：待机状态、启动状态。 3.3.4 长管拖车日常维护、检查长管拖车日常维护、检查 3.3.4.1每班检查长管拖车管道、快换接口有无损坏，各连接处有无泄漏； 3.3.4.2每车检查快换接口连接是否可靠； 3.3.4.3依据当地气源气质情况，初步确定长管拖车排污周期（推荐 3 个月排污一次） ； 液压活塞式 CNG 加气子站成套设备使用操作维护手册 版次： JK-V1.0 2012 25 3.2.4.4瓶式压力容器的端塞密封泄漏、爆破片爆破或者泄漏，应立即停止系统运行，关闭各手动球 阀，打开放散阀、摘除快装接头与子站高压软管的连接，尽快通知厂家。 3.3.4.5高压软管如出现凹凸、破裂、褶皱及折痕，请及时更换。 3.3.4.6由于拖车在运输过程中的颠簸，会使钢瓶根部与球阀之间的活节产生松动，因此对该部位 每周应进行一次检查。检查泄漏方法：采用稀释的洗洁精水或者肥皂水，或者天然气泄漏检测仪检 查连接密封处，无泄漏为合格。 3.3.4.7瓶式压力容器应到符合国家标准气瓶定期检验站技术条件的具有省级以上质量技术监 督行政部门锅炉压力容器安全监察机构核准资格的检验站定期检验。 3.3.4.8瓶式压力容器及安全附件的定期检验应按国家有关规定执行。 拖车的日常巡视检查内容拖车的日常巡视检查内容 保养对象 维护保养内容 期限 瓶式压力容器 1 检查外观 每次 2 检查端塞与容器连接面有无泄漏现象 每天 前 后 操 作 舱 管件 1 检查各连接及焊接处是否泄漏 每次 2 检查安全爆破装置及与端塞连接处有无泄漏 每天 气、 液快装接头检查快装接头密封是否可靠， 装卸是否灵活， 油污脏物污染 每次 阀门 1 手柄密封处有无渗漏 每天 2 阀门有无内漏现象 每天 3 阀门各连接处有无泄漏现象 每天 压力表 检查各连接处有无泄漏现象，指示是否正确，灵敏 每天 高压软管 检查外表面有无凹凸、破裂、折痕、老化以及泄漏 每天 胶管、垫片 检查 U 型螺栓与管件间的胶管或垫片有无老化、松脱 每天 液压活塞式 CNG 加气子站成套设备使用操作维护手册 版次： JK-V1.0 2012 26 拖车瓶式压力容器的定期检验： 拖车瓶式压力容器的定期检验： 检测对象 检测机关资质要求 检测周期及频次 拖车瓶式 压力容器 瓶式压力容器应到符合国家标准气瓶定期检 验站技术条件的具有省级以上质量技术监督 行政部门锅炉压力容器安全监察机构核准资格 的检验站定期检验 瓶式压力容器及安全附件的定期检 验应按压力容器安全技术监察规 程有关规定执行 液压活塞式 CNG 加气子站成套设备使用操作维护手册 版次： JK-V1.0 2012 27 3.4 液压活塞式液压活塞式 CNG 加气子站加气子站 PLC 控制柜控制柜 3.4.1 概述概述 本电控系统采用西普STR型软启动、 eView触摸屏、 SIEMENS-300 PLC可编程控制器、 SIEMENS 采集模块等一系列优质低压电器组成。 简捷的人性化的人机界面可实时阅读系统压力数据、故障信息，可动态更改参数值。可靠的检 测装置、稳定的 CPU 控制器构成一套完善的控制系统。 3.4.1.1 控制对象 油泵电机（隔离防爆型异步交流电机） ：37KW/AC380V/50Hz/69.9A 2 台 水泵电机：1.1KW/AC380V/50HZ/2.6A 1 台 冷却风机：1.5KW/AC380V/50HZ/3.9A 2 台 加热器 7.5KW/AC380V/50HZ/10.6A 1 支 电磁阀： 8（适用于专用拖车）+4 只 3.4.2 电气安装使用要求电气安装使用要求 3.4.2.1 电控柜安装环境电控柜安装环境 a、电源输入：三相 AC380V10%（容量160KVA） 、零线 N、地线 PE。 b、垂直安装倾斜度指 向自动位置，按下按钮，设备进入自动运行状态。按下按钮，设备终止运行。 将电控柜面板上的选择开关指向手动位置，在触摸屏状态监控画面单独启动/停止 冷却风机、水泵、油泵 1#和油泵 2#，测试各个单元运行情况。 系统检测到任何故障，电控柜上的故障指示灯闪烁，并伴随警报声。如出现紧急情况，出现紧 急情况，按下急停按钮，设备停止运行并断电。 3.4.3 触摸屏画面说明触摸屏画面说明 a、初始画面、初始画面 系统上电后，触摸屏自动显示初始画面（见图 12） 。初始画面为用户提供液压活塞 CNG 加气 液压活塞式 CNG 加气子站成套设备使用操作维护手册 版次： JK-V1.0 2012 29 子站制造商“四川金科环保科技有限公司”联系方式供用户使用。触摸画面中按钮，画 面切换为主画面。在该画面中选择需要操作的功能单元。 图 12、PLC 初始画面 b、 系统主画面系统主画面 系统主画面（见图 13）即为提供单元功能选择的窗口，设备运行中需要进行参数调整、活塞缸 体维修后定位、设备单元体设定选择、当前设备运行状态，等等，均可在主画面中找到进入通道。 c、系统状态监控、系统状态监控 系统状态监控画面（见图 14） ，为用户提供设备运行时温度、压力、操作所处状态等的实时数 据，包括冷却风机、冷却水泵、油泵等运行状况。 在主画面中点击按钮，进入状态信息监控画面 单击进入主画面 液压活塞式 CNG 加气子站成套设备使用操作维护手册 版次： JK-V1.0 2012 30 图 13、PLC 主画面 图 14、PLC 状态监控画面 d、 参数设置画面参数设置画面 “状态信息” 按钮单击进入 “警报信息” 按钮单击进入 “系统设定” 按钮单击输入 密码后进入 “系统重置” 按钮单击输入 密码后进入 “密码管理” 按钮单击输入 密码后进入 “参数设置” 按钮单击输入 密码后进入 “手动操作” 按钮单击进入 “状态信息” 按钮单击进入 初始画面 实时温度监控区 实时压力及燃气 浓度监控区 设备单元状态监控区 系统状态监控区 返回主画面按钮 液压活塞式 CNG 加气子站成套设备使用操作维护手册 版次： JK-V1.0 2012 31 在主画面中选择按钮，可以进行参数设置更改。 可在参数设置界面对设备运行相关的工艺数据、设备状态警戒等进行设定修正，获得最佳运行 效果。 在参数设置登录界面输入正确密码，单击即可进入参数设置画面（见图 15、16） 。 图 15、PLC 参数设置登录界面 系统控制被设计的简单易行，所开放参数分为控制设备运行的工艺参数和设备警戒参数。相关 参数的设定范围及初始设定值如下： 控制主机启动，可设范围 025.5MPa，初始设置 18MPa。 控制主机停止，可设范围 025.5MPa，初始设置 20MPa。 控制辅机启动，可设范围 025.5MPa，初始设置 18.5MPa。 控制辅机停止，可设范围 025.5MPa，初始设置 20MPa。 控制设备停机，可设范围 025.5MPa，初始设置 3MPa。 控制加热器（在加热器没有被禁止锁定）启动，可设范围-50 +100，初始设 返回主画面按钮 密码输入正确后 单击确定进入 密码输入区， 单击自动弹出 密码输入键盘 液压活塞式 CNG 加气子站成套设备使用操作维护手册 版次： JK-V1.0 2012 32 置-5。 控制加热器（在加热器没有被禁止锁定）停止，可设范围-50 +100，初始 设置 5。 控制冷却风机停止，可设范围-50 +200，初始设置 40。 控制冷却风机启动，可设范围-50 +200，初始设置 45。 设备停止该时间， 重新启动运行初始程序； 可设范围 0160M， 初始设置 100M。 图 16、参数设置界面 油泵空运行时间，可设范围 09000S，初始设置 60S。 一排压力警示值，可设范围 025.5MPa，初始设置 23MPa。 一排压力异常值，可设范围 025.5M