加气站优先顺序控制盘功能及原理

1、优先顺序控制盘功能及原理优先顺序控制盘，主要用于 CNG 加气站，包括 CNG 加气子站、标准站、 L-CNG 加气 站。由于站区工艺设计人员思路不同有的 CNG 加气母站也设置顺序控制盘。所有使用优先 顺序控制盘的站区布局， 储气设施至少包含两个压力分区， 通常是三个区， 以下以常见的低 中高三区为例简单说明。首先简单说一下分区目的。第一， 压缩机向储气设施内充装时， 容器内部相当于增压过程，必然会发热，同时压缩 机出口气温也会高于环境温度， 所以重装到设定压力后， 容器内温度较高。 那么实际充装量 就会变少。 待容器降温后压力会有所回落。 通过分区， 利用顺序控制盘重装分别给三组容器 重装

2、后还会有再次重装的过程，能多充一点气。但这一点，其实并非主要目的。第二，对于加气站来说， CNG 加气过程是靠电磁阀的依次开启实现的重装。插枪按下 充装键后， 加气机首先自动打开低压阀， 此时车载气瓶与低压储气设施连通， 靠压差想车载 瓶内充气。 当加气机判定枪管流速降低到设定值时，切断低压阀， 打开中压阀，此时靠中压 加气。再次判断流量低时，关闭中压阀，打开高压阀，靠高压储气设施充气。当车载瓶压力 达到 20MPa 或者未达到 20MPa 但加气机判断高压流量低至停阀值时，切断高压阀，加气 结束。 加气机设定的切换电磁阀流量值由高到低分别为低、中、高压。这样做的目的是保证 加气速度。 另外，

3、当低中高压储气设施压力较高时，能给车载瓶三次高压差加气， 大大缩短 了加气时间。当然，理论上讲如果低压储气设施压力为 25MPa ，按理说能给车载瓶加压到 20MPa ，但是由于停阀流量的设置以及管路压降的影响，这种情况实际使用中极为罕见， 通常都会三组阀切换完才能加满。 通过上述流程能够了解到， 加气流程中低中高三组储气设 施每次加气过程中都向车载瓶供气， 压力都会降低。 压缩机的启停测压点一般设置在高压储 气设施进出口位置 （高压顺控阀及单向阀后） ，而压缩机启动值通常都设置在 20MPa 以上，这样的目的是保证高压储气设施始终处于20MPa以上，以保证有能力给车辆加满气。那么中压、低压压

4、力的降低通常不会导致压缩机的启动。通常压缩机启动时，高中低压储气设施的压力在20、16、12 （各站调整参数不同会有很大差别）。以 6m 3,高中低容积比例1:2:3来计 算，压缩机停机时压力全部为25MPa，再次启动时为 20、16、12计算，总排放气体比例为（1*5+2*9+3*13 ）/（ 6*25）=41.3%。这个就是储气设施的有效使用率。如果不分区的话，比例为5/25=20%。所以利用顺序控制盘，配套合理的分区及三线加气工艺，实现了固定储 气设施有效使用率大幅提升。这样做大幅延长了压缩机的停机时间，同时容器内气体也有时间可以冷却。这一点是使用顺序控制盘及压储气设施高中低分区、三线加

5、气的主要目的。其实顺序控制盘的核心是顺序阀。顺序阀的本质就是一个保压阀。螺栓调松，开启压力就降低，反之增大。国内主流的加气站用顺序控制盘有两种模式，一种为串联结构，另一种为并联结构。并联式串联式精品资料串联式顺序阀，一般三个阀按顺序依次打开，压力调整是几乎是一样的，比如22MPa（也有的高中低依次升高）。压缩机来气达到22MPa时，冲开第一个阀（高压），向储气22MPa时，继续冲开设施内充气。达到 22MPa时，冲开中压阀，向中压充气。中压达到低压，向低压充气。同时达到 22MPa 时，继续同时充气，直至排气压力达到压缩机停机值25MPa 。并联式结构的不同之处在于三个阀的进气口相连，高压开启

6、值最低（如 12MPa） ，中压次之（如 16MPa ），低压最高（如 20MPa ）。压缩机来气首先冲开高压阀，充气至 16MPa 时，冲开中压阀，同时向高压、中压充气，至 20MPa 时，冲开低压阀，同时向高 中低充气，直至停机值 25MPa 。从以上分析可知，两种顺控阀的设计思路与使用流程截然 不同。对于使用方面来讲， 如果压缩机停机的出口压力检测置于高压储气设施处 （高压顺控阀 及单向阀后侧） ，那么两种顺控阀使用效果区别不大。 但是如果压缩机停机检测压力点位于 压缩机内部（自带），在顺控阀前端，那么对于串联式顺控阀影响不是很大，但是对于并联 式顺控阀， 任何一组储气设施压力低于 20

7、MPa ，压缩机都会启动。 那么按照上述计算方法， 储气设施有效使用容积将不足 20% ，必然造成压缩机频繁启停。这种情况在现实使用中也 比较多见。另外对于并联式顺控阀来说，太低的低压设置，并无太大用处。而且， 如果遇到加气高 峰，当压缩机排量不足时（如：高压余压 19MPa ，中压 15MPa ），压缩机并未优先保证向 高压充气， 而是优先向中压储气设施充气。 这样也就失去了“优先顺序控制盘”的意义。 当然， 好处是如果压缩机启动测压点放在顺控盘前，压缩机随时准备着，无论哪路压力低于 20MPa ，都会启动对这一压区补满，同时继续讲三组储气设施增压到 25MPa 。总体上由于 储气设施一直保持较高压力，所以加气速度会比较快。近年随着技术发展， 很多设备厂家使用气动阀 + 压力传感器 +PLC 自动控制代替顺控阀， 思路各