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CNG加气站的加气方式及其选择刘 锡 麟原刊于中国天然气汽车杂志2002年第三、五期百度秋林红似火摘 要：本文在对各种加气方式进行比较的基础上，分析了压缩机排气量和储气瓶组储气容量对提高CNG加气站效率的影响，提出了加气方式的选择原则，可为从事加气站的工作人员提供一些参考。关 键 词：CNG 加气站 压缩机在CNG汽车加气站的发展历程中，各个国家都先后推出了各种不同的加气方式，有慢加气方式和快加气方式，有单线进气方式，也有三线进气方式等。这些加气方式是在不同的发展阶段，针对不同的用户和加气车辆而提出的，都有其优缺点。因此我们在建设加气站时必须从实际出发，综合分析择优选用，才能获得较高的经济效益。一、慢加气系统不带储气瓶的慢加气系统这种慢加气系统比较简单，除净化设备、压缩机外，就是慢加气控制屏和若干加气桩。加气过程中需要压缩机不停的连续运转。图 1 不带储气瓶的慢加气系统这种慢加气系统适合于大型车队。允许数十辆车同时加气。可同时加气的车辆数量，取决于压缩机的供气量和每辆车上的气瓶充气量。压缩机所排出的气体，平均分配到每辆车上的流量很小，所以加气时间很长，往往长达数小时甚至十多个小时。正好适合车队晚上收工后，利用夜间的时间加气，以便第二天早晨按时出车。该系统对加气的速度和时间要求较低，所以压缩机的排量可以选小一些，也就降低了投资。例如，压缩机排量为100Nm3/h，每辆车可加气10Nm3，若同时有20辆车加气，全部加满就需要2小时，若有50辆车同时加气，则加满就需要5小时。带储气瓶组的慢加气系统这种系统是在上述慢加气系统中增加了一组储气瓶组。增加了储气瓶组，既可以对压缩机的冲击气流起到缓冲作用，亦可使压缩机在系统工作时有停机的机会，减少设备磨损。储气瓶组的容积适当大一些，其作用就更明显。在储气瓶组充满气时，先由储气瓶给汽车加气，气瓶组气体不够时，再起动压缩机。这样可减少压缩机的工作时间。国外的经验表明其费用比快充式加气站降低30%左右。图 2 带储气瓶组的慢加气系统带快加气机的慢加气系统图 3 带快加气机的慢加气系统如图3所示，快加气机连接在主管道上，并采用大流量加气枪，就可使上述的慢加气系统实现部分快加气，以满足个别车辆的快加气需要。带储气瓶组和快加气机的慢加气系统在上述慢加气系统中再增加一组储气瓶组，即使在系统不工作的情况下，也可满足个别车辆的快加气需求。图 4 带储气瓶组和快加气机的慢加气系统二、快加气系统（一） 单线快充式加气系统单线快充式加气系统，是指进入售气机的进气管线为单根钢管。由于没有加气顺序控制功能，储气瓶组中的气体利用率很低（一般不到10%），因而压缩机运行时间很长。多机组大排量快加气系统这是一种直接加气方式。这个系统压缩机的供气量很大（单机组排量较小），一般由2图 5 多机组大排量快加气系统3台压缩机同时工作，而且售气机也必须是高流量的加气枪，这样才能保证以较快的加气速度给汽车加气，并保证加满。多机组大排量、带缓冲罐的快加气系统在前一种系统的基础上，增加了优先控制屏、缓冲储气容器和紧急切断阀。这样，可使压缩机的气流脉动减小，震动降低，系统的可靠性得到提高。同时，可优先由储气瓶给汽车供气，气瓶气体不够时再起动压缩机，可减少压缩机的启动次数，延长压缩机的工作寿命。图 6 多机组大排量、带缓冲罐的快加气系统当然，由于压缩机的供气量较大，缓冲储气瓶的容量也要适当大一些，否则效果不明显。带储气瓶组的快加气系统系统中除了净化设备和压缩机、售气机外，还有优先控制屏、紧急切断阀以及一组储气瓶组。售气机也是单管进气。这种系统压缩机的排量和储气瓶组的储气量都较小，所以只能单枪加气。图 7 带储气瓶组的快加气系统多机组带缓冲罐的快加气系统该系统中压缩机为多台同时工作（若加气车辆较少时也可单机运行，降低运行费用）供气量较大，售气机为双枪售气机或两个单枪售气机，缓冲储气瓶组储气量至少为283Nm3 (10，000scf)。优先控制屏可保证在压缩机停机时由储气瓶给汽车供气。只有压缩机排量和储气瓶的容量较大时，才能保证双枪同时加气时的加气速度，并保证加满。否则汽车气瓶的压力可能到不了20Mpa。图 8 多机组带缓冲罐的快加气系统（二） 三线快充式加气系统和单线快充式加气系统不同的地方，在于储气装置由三组（高压、中压、低压）储气瓶组组成，售气机上包含了顺序加气控制功能，即给汽车加气时，是按照低压、中压、高压气瓶组的顺序进行供气。这样既可加快加气速度，还可提高储气瓶组的气体利用率。最高可达58%以上。带分级式储气瓶组的快加气系统该系统除了售气机中具有顺序加气控制功能，优先控制屏中还设置了顺序充气功能，即向储气瓶组充气时，按照高、中、低压的顺序进行，这样可保证短时间内使一组以上的储气瓶组的压力达到额定值25Mpa，以确保随时有车加气时都可加满到20Mpa。另外，该系统的优先控制功能，还可作到在压缩机向储气瓶组充气的过程中，只要有汽车需要加气，系统会优先自动转向给车加气。图 9 带分级式储气瓶组的快加气系统多售气机的快加气系统和前一种三线快充系统不同的是，可同时通过多台售气机给汽车加气，每台售气机各有一个独立的顺序加气控制装置。这种系统要求的压缩机的排气量和储气瓶组的储气量都比较大，否则不但加气速度比较慢，而且汽车往往加不满，对于车载气瓶容量比较大的公交车尤为明显。图 10 多售气机的快加气系统三、快慢结合式加气系统这种加气系统是在一般快充加气系统的基础上，增加了一套慢加气系统。从优先控制屏中接管，包括了慢加气控制屏和若干慢加气桩。这个系统白天可以快加气方式给社会车辆（包括出租车）加气，晚上可用慢加气方式给下了班的公交车队加气。虽然加气时间长一些，但可同时为数十台车辆同时加气，比较方便。图 11 快慢结合式加气系统四、加气方式的选择从上述各种加气方式的比较中，可以得到这样的结论，加气方式的选择不要千篇一律，要根据加气车辆的车型、数量，服务的对象，加气的时间以及投资的多少进行优化选择。这样才能保证取得较高的投资效益。因此应考虑以下基本原则。主要面向公交车的加气站这种情况多是公交公司内部加气站，一般不对外营业。 以三线进气的快加气方式为主，保证加气速度。有场地有条件的可考虑增加慢加气系统，以方便晚间下班车队的加气； 采用多台售气机同时加气方式，减少车辆的排队现象，提高加气站的工作效率； 由于公交车辆的车载气瓶容量大，需要较大的供气量，所以压缩机的排气量一定要大，比如至少850Nm3/h，日供气10000Nm3，可供应约200辆车加气。必要时可选双机组，即可保证供气量，又可保证不间断供气； 应选用较大容量的储气瓶组，至少需要3000Nm3，这不但是早晚加气高峰的需要，也是多台售气机同时加气时保证加满的必要条件。主要面向出租车的加气站这种情况既可能是出租车公司内部加气站，也可能是社会营业性加气站。 以三线进气的快加气方式加气，可提高加气速度； 压缩机的排气量可适当小一些，比如500Nm3/h，日供气6000Nm3,就可满足360辆车的加气需要（如果一台车每次加气10 Nm3，大部分车辆每天可加气两次）。这样可以减小投资，降低运营成本； 储气瓶组的容量可小一些，如500Nm3即可保证所有车辆都能加满； 一台双枪售气机既可满足加气要求。主要面向社会各种车辆的加气站营业性加气站多是这种情况。气加车辆既有公交车、出租车、中巴车，也可能有各种货车。 仍然采用三线进气的加气方式，提高加气速度； 压缩机的排量可取为上述两种情况之间，比如650Nm3/h，既可满足大约200300辆车的加气需要； 储气瓶组的容量也可小一些，如500Nm3就可保证所有车辆都能加满； 不需要考虑公交车早晚的加气高峰，只需按均衡加气进行设计，所以用一台双枪售气机即可。家庭自备车辆加气