cng加气站工艺、设备、维修培训.ppt

1 cng加气站工艺 设备 维修培训 2 上海新奥九环 总述 我国城市大气污染的一个重要因素是机动车尾气污染 目前 我国机动车保有量已达4200万辆 汽车保有量1600多万辆 尾气污染已由局部性转变为连续性和累积性 发展燃气汽车是解决汽车尾气污染问题的有效途径 在世界范围内广泛应用的汽油和柴油的替代燃料主要有 压缩天然气 cng 液化天然气 lng 液化石油气 lpg 甲醇等 目前全世界约有600万辆燃气汽车 其中天然气汽车110万辆 已建成天然气加气站约4000万座 随着东海平湖天然气气田的正常供气和国家 西气东输 战略的具体实施 上海的天然气气源供应将会得到充分的保障 这为cng汽车在上海地区的发展创造了重要的有力条件 上海新奥九环 3 车用cng加气站 4 上海新奥九环 cng 压缩天然气 简介 cng主要以甲烷 ch4 同时含有少量丙烷 c3h8 和丁烷 c4h10 和汽油相比较 cng具有较高的辛烷值 100以上 和热值 抗爆性能明显优于汽油 燃烧性能也较好 天然气是一种高自燃点的低密度气体 在正常的温度和压力下 比之汽油不易发生燃烧和爆炸 安全性比较好 是一种理想的具有绿色意义的车用燃料 ch4 2o2 2h2o co2天然气中的硫化氢含量 直接关系到钢瓶硫化物应力开裂的一项重要指标 在实际运行中 为防备进站天然气中硫化物含量发生超标 加气站应设置脱硫装置 严格控制并降低硫化物含量 有利于燃气汽车的安全使用 点燃 天然气与其他燃料的物性比较 5 上海新奥九环 天然气作为内燃机燃料的优点 天然气是以甲烷为主 一般占90 以上 只含少量其它成分 h c高达4左右 且有较高辛烷值 所以它不需要加抗爆剂 天然气在常温下为气态 以气态进入发动机 与空气相同 因此混合均匀 燃烧比较完全 从而可大大降低co hc和nox的排放 同时也改善了颗粒排放 燃用天然气与汽油相比 co可降低70 nox和非甲烷类可降低80 co2可降低30 hc可降低70 发动机燃用天然气时 冷启动性能良好 汽车大修里程可提高20 以上 由于天然气在燃烧过程中不产生焦油 无积碳 且呈气态 润滑油不会被稀释 所以机油更换时间大大延长 不必经常更换火花塞 与燃用柴油 汽油 相比 可节约50 以上的维修费用 此外 发动机运转平稳 噪声小 比汽油机低40 发动机使用寿命为汽油车的3倍 天然气发动机的热效率较高操作方便 技术成熟 成本较低 6 上海新奥九环 天然气作为内燃机燃料的缺点 天然气是一种低密度的气体燃料 当过量空气系数小于1时 天然气与空气形成的混合气中只含10 体积 左右的天然气 若采用缸外混合方式 则会减少进入气缸的空气量 其充气效率就比液体燃料降低10 左右 天然气密度低 不如汽油和柴油容易贮存 为提供充足的燃料 天然气必须压缩至20 7 24 8mpa 然后储入高压气瓶内 或经强冷 161 使之变成液态 在储存在特制的外部具有高绝热层的气瓶内 天然气的热值按容积计比柴油和汽油低 1 7l的液化天然气的热值约相当于1l柴油的热值 此外 柴油机的压缩比比天然气发动机的高 其热效率也高 因此在同等负荷下行驶同等里程 液化天然气的容积消耗量大约为柴油机的2倍 在柴油机上用天然气进行双燃料运行时 在低负荷下发动机的性能和排放较差 其中的一个原因是低负荷时获得的混合气太稀 混合气难以着火 且燃烧缓慢 7 上海新奥九环 cng加气站的型式和功能 cng加气站根据所处站址及功用的不同 分为常规站 cng母站 cng子站三种类型常规站 加气站从管网取气 直接给车辆加气 站内通常有地面高压储气瓶组 200 250公斤 压缩机橇块 控制系统及加气机组成 通常一个站设2 4台双枪加气机 cng母站 除具有常规站的功能外 还通过设在站内的加气柱向子站拖车加气 子站拖车可以将cng 向子站供气 cng子站 在城市中心管网无法达到的地方建立 由子站拖车向其供气 然后通过压缩机 地面储气系统 地面储气瓶组 加气机向车辆加气 cng加气站的主要设备 管道 调压器 分子筛 压缩机组 储气瓶组 优先控制盘 电器 加气机 安全保护 8 上海新奥九环 9 上海新奥九环 cng加气站技术系统示意图 cng加气站技术系统示意图 cng加气站的五个系统 天然气预处理系统 含净化和调压控制 进入加气站的天然气在压缩前或压缩后必须经过净化和干燥处理 即要经过脱硫 脱烃和脱水过程 要求硫化氢含量 15毫克 立方米 水露点低于最高操作压力下最低环境温度5 天然气压缩系统天然气压缩系统主要由进气缓冲罐 压缩机主机 润滑系统 冷却系统等部分组成 压缩机主机是加气站的心脏 加气站用压缩机的排气压力一般为25mpa 天然气储存系统和售气系统储气系统和售气系统通过优先 顺序控制盘的顺序来实现高效充气和快速加气 通常采用分级储存方式 将储气瓶组分为高压 中压和低压瓶组 由优先顺序控制盘对其充气和取气过程进行自动控制 控制系统控制系统的功能是控制加气站设备的正常运转和对有关设备的运行参数进行监控并在设备发生故障时自动报警或停机 10 上海新奥九环 11 上海新奥九环 电气工艺 12 上海新奥九环 调压器工艺 13 上海新奥九环 分子筛 14 上海新奥九环 采用分子筛天然气脱水的优点 1 分子筛可以使气体深度脱水 以达到要求的低露点 2 在较高的温度下 也能有效地干燥气体 3 能选择性的吸附水分 避免发生重烃类共吸附而使吸附剂失效 从而延长了吸附剂的寿命 4 分子筛不易被液态水损坏 而硅胶等吸附剂遇水则容易破损 15 上海新奥九环 天然气储气装置 1 dot储气瓶组设计压力25mpa 一般不作为地面存储 dot没有制定地面应用标准的权限 不允许有排污口 初期投资抵 运行维修成本高 每3年必须把单元拆开 对每只瓶子进行水压实验 场地面积在50平米以上 属于松散结构 没有结构整体性 容器多 接头多 存在泄漏危险且管线尺寸小 流动阻力大 2 asme容器单元设计压力27 6mpa 容器壁厚比同等dot瓶壁厚高出39 通常作为地面储存 asme允许容器上有排污口 初期投资高 运行和维修成本低 除一般的外部和内部直观检查外 不需再检测 场地要求5 7m2 坚固 整体结构能更好的承受冲击载荷及地震波动 其容器数量少 接头少 管线尺寸大 流动阻力较小 16 上海新奥九环 天然气储气装置 3 地下储气井设计压力为25mpa 储气井的深度一般为100米 它由十几根石油钻井工业中常用的7英寸套管通过管端的扁梯形螺纹连接而成 其占地面积很小 有利于站场平面布置 虽然初期投资较大 但据四川石油管理局提供的资料表明该储气井至少可以使用25年以上 并可以节省检验维修费 安全可靠性好 其缺点是耐压试验无法检验强度和密封性 制造缺陷也不能及时发现 排污不彻底 容易对套管造成应力腐蚀 站点钢瓶的保养 排污 保护 控制 17 上海新奥九环 优先控制盘 18 上海新奥九环 加气机 1 加气系统 快充式和慢充式快充加气系统实际与加油机的使用基本一样 一次典型的加气过程需要1 3分钟 有显示屏和计量装置 慢充是指汽车在一段时间很长的停放时间 例如过夜或两个车次之间 内加气 压缩机在这期间给所有的汽车同时加气 不采用储气装置和顺序充气控制装置 投资小 不需要设置储气装置 而起压缩机的排放量也可以小得多 2 加气机的类型 快充加气机和加气柱快充加气机包括计量仪表 顺序取气控制单元 显示单元 温度补偿单元和整套连接软件 软管 脱开装置和加气枪 加气柱的两种功能 1 不需要进行计算和顺序取气 它可以作为标准快充式加气机的廉价代用品 2 它还可以适用于每辆汽车都需要有自己的加气点的慢充系统 19 上海新奥九环 加气机工艺 20 上海新奥九环 压缩机 1 压缩机的型式主要有对称平衡式 立式 角度式 v型 双v型 w型 倒t型 2 汽缸润滑方式分为无油润滑和有油润滑 3 汽缸冷却方式分为水冷 风冷两大类 4 压缩机主要部件组成 1 压缩机 2 驱动器 电动机或引擎 3 气体冷却器 用来在中间冷却热的压缩气体 最终排放 4 管道系统 5 压缩机控制系统 21 上海新奥九环 压缩机 5 压缩机起动程序 1 压缩机首先处于停止状态 2 再循环阀首先处于打开状态 与之相应的电磁阀未通电 3 压力起动入口首先处于关闭状态 与之相应的电磁阀未通电 4 预先润滑电磁阀通电 使润滑油预先润滑压缩机 然后断电 5 再循环阀由于电磁阀通电而被关闭 6 压力起动进气阀由于电磁阀通电而被打开 7 压缩机被起动 8 压缩机现在处于正常的运行状态 22 上海新奥九环 压缩机 6 压缩机制动程序压缩机在以下情况可能被要求停止 1 达到有效排除压力状态 2 事故切断装置被开启 以下程序发生在压缩机被要求停止的事件中 1 压缩机的引擎断电 2 压缩机的起动进气阀由于电磁阀断电而被关闭 3 再循环阀由于电磁阀断电而被打开 从而使气体流入恢复槽 使恢复槽容纳压缩机系统的气体 减小系统压力 23 上海新奥九环 压缩机 7 压缩机的再循环程序配备有一个再循环阀的压缩机组件能够在无负载情况下运行 这能够预先防止频繁的起动和制动 这对于延长压缩机的寿命非常重要 1 压缩机首先处于正常工作状态 2 当压缩机基于负载要求而得到撤销指令 不会立即关闭 会由再循环模式替代一小段时间 以延长工作寿命 3 再循环阀由于电磁阀的断电而被打开 4 在一次用户可配置再循环后 如果压缩机不被再次起动 就将被关闭 24 上海新奥九环 压缩机 8 压缩机的油路 25 上海新奥九环 压缩机 9 压缩机的控制保护保护 压力 温度 油压 油位 振动 失压 过流10 压缩机的保养日常维护 周期性保养 11 压缩机的维修 高 低 范围 26 上海新奥九环 压缩机 12 电动机的保养与检测 1