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1、主讲：袁治国2010年7月22日,CNG加气站基础知识,2,袁治国学历：大专 工作简历：2000.72000.12 统将电子公司技术员2000.122006.4 成都公交压缩公司技术员、站长和副经理2006.42010.4 东莞新奥CNG加气站站长2010.5至今 车用燃气安全科长,课程内容,一、CNG汽车及行业的现状二、CNG加气站工艺三、CNG加气站的注意事项 四、油气合建站的优点,问题：,1、CNG是什么含义?CNG(Compressed Natural Gas):压缩天然气2、什么是CNG汽车？压缩天然气汽车（CNGV）：以压缩天然气为燃料的汽车。3、燃气汽车有哪几种？压缩天然气汽车（
2、CNGV）；液化天然气汽车（LNGV）；液化石油气汽车（LPGV）；,近20年来由于世界各大城市环境污染情况越来越严重，而污染的来源 又大多来自汽车的废气排放，使天然气等气体燃料作为一种“清洁燃料”得以较快的发展。另外，也与燃料的供应条件有关。如能源危机时，各国都在考虑试行使用代用燃料，特别是本国石油资源少而气源比较充裕时，就更加促使汽车使用天然气等作为燃料。从1988年起在澳大利亚悉尼召开第一届天然气车辆应用新进展学术会议及展览（两年一次）以来，已召开了五届会议；不少国家在发展天然气等气体燃料车辆方面投入了巨大的精力，进行了大量的开发工作，并已具备了较为成熟的技术。但是，总的说来天然气汽车目
3、前处于发展、推广阶段。,一、CNG汽车及行业的现状,截止到2005年，全世界60多个国家NGV保有量已达750多万辆（CNGV 377万辆）。其中NGV数量超过100万辆的有阿根廷、意大利；超过50万辆的有巴西、墨西哥、荷兰、土耳其、俄罗斯、巴基斯坦、韩国；超过30万辆的国家有日本、美国、印度、澳大利亚、新西兰等。全世界加气站近3万座，其中CNG气站7700多座。我国利用CNG汽车较早，在20世纪60年代重庆、自贡利用天然气井的压力给汽车充气，充气压力达到9MPa。1984年中原油田利用气压井压力给汽车充气压力达到15MPa。1988年，我国引进国外成熟技术和设备改装汽车及建加气站，即在四川省
4、南充市兴建了我国第一座全进口新西兰的CNG加气站，拉开了我国CNG行业的序幕。,1988年由国家计委牵头，组成CNG协调小组参加了第一届国际CNG大会，1989年我国召开了用天然气代汽油作汽车燃料的会议，当时四川已改装47辆汽车，建了三座充气站，从新西兰引进了配件，改装了五辆油罐车，同时我国在华北、新疆、大庆、辽河、吉林的CNG汽车也得到了迅速发展。我国截止到2006年5月有天然气汽车达三十万辆，加气站730多座，其中四川省150多座。东莞新奥车用燃气有10座加气站，在运行的9座。,表一：我国燃气汽车历年数据统计（万辆）,表二：我国燃气加气站历年数据统计（万座）,CNG加气站有四种类型：（1）
5、CNG加气母站；（2）CNG液压加气子站；（3）CNG压缩加气子站；（4）CNG加气常规站。,二、CNG加气站工艺流程,1、CNG加气子母站工艺流程：,CNG加气母站气源来自天然气高压管网，过滤计量后进入干燥器进行脱水处理，干燥后的气体通过缓冲罐进入压缩机加压。压缩后的高压气体分为两路：一路通过顺序控制盘，进入储气井，再通过加气机给CNG燃料汽车充装CNG；另一路进加气柱给CNG槽车充装CNG。,CNG加气子母站工艺流程简图：,调压计量装置,干燥器,缓冲罐,压缩机,顺序控制盘,售气机,储气井,槽车加气柱,CNG燃料汽车,CNG拖车,2、CNG液压加气子站工艺流程：,CNG子站拖车到达CNG加气
6、子站后，通过快装接头将高压进液软管、高压回液软管、控制气管束、CNG高压出气软管与液压子站撬体连接。系统连接完毕后启动液压子站撬体或者在PLC控制系统监测到液压系统压力低时，高压液压泵开始工作，PLC自动控制系统会打开一个钢瓶的进液阀门和出气阀门，将高压液体介质注入一个钢瓶，保证CNG子站拖车钢瓶内气体压力保持在20-22Mpa，CNG通过钢瓶出气口经CNG高压出气软管进入子站撬体缓冲罐后，经高压管输送至CNG加气机给CNG燃料汽车加气。,CNG液压加气子站工艺流程简图：,液压子站撬体；气动控制系统；控制柜；售气机；CNG燃料汽车。,3、CNG压缩加气子站工艺流程：,CNG子站拖车到达CNG加
7、气子站后，通过卸气高压软管与卸气柱相连。启动卸气压缩机，CNG经卸气压缩机加压后，通过顺序控制盘进入高、中、低压储气井组，储气井组里的CNG可以通过加气机给CNG燃料汽车加气。,CNG压缩加气子站工艺流程简图：,卸气柱,压缩机,顺序控制盘,储气井,售气机,CNG燃料汽车,4、CNG加气常规站工艺流程：,加气站天然气引自中压天然气管网，经过滤计量后进入干燥器，经干燥处理后，在经缓冲罐后进入压缩机加压，通过优先/顺序控制盘为储气井组充装天然气，或直接输送至加气机为CNG燃料汽车加气，也可以利用储气井组内的天然气通过加气机为CNG燃料汽车加气。,CNG加气常规站工艺流程简图：,调压计量装置,干燥器,
8、压缩机,顺序控制盘,储气井,售气机,CNG燃料汽车,加臭系统：,天然气无色、无味，在生产和生活过程中天然气发生泄漏时不易察觉，为了杜绝因天然气泄漏而发生的事故，我们对天然气进行加臭处理。燃气加臭系统主要包括计算机、交直流转换板、扩散硅压力变送器、微波流量开关。计算机采集流量仪表提供的电压流量信号，经过系统控制系统后将输出控制脉冲信号送给转换板。转换板将之变为直流脉冲电流来控制泵的工作。泵工作后将臭味剂送入到管道燃气中。,CNG加气站监控网络管理系统：,本系统由两个基本系统组成：加气站网络监控系统和加气站网络管理系统。（1）加气站监控网络系统是基于PLC、组态王的控制监控网络系统。通过采用工控机
9、为上位机，PLC为下位机，实现了系统的自动控制。该系统使用组态王软件和PLC智能化控制体系组成SCADA系统，能够完成压缩机、脱水装置和其它加气站设备的各种实时数据、报警数据进行采集并送后台计算机处理、保存、显示、报表打印和数据上传，而且该系统具有良好的人机界面，操作方便、结构简单。,（2）加气站网络管理系统是根据加气站的实际情况而开发的一套管理系统。可以对各加气柱、流量计、脱水装置的各种数据进行采集并送后台计算机处理、保存、显示、报表打印和数据上传，且该系统具有良好的人机界面，操作方便、结构简单。本系统还可采用远程计算机访问，利用网络和拨号连接，使远程计算机与本地计算机达到共享的目的，可进行
10、实时监控测试。为用户提供了更多的方便。,加气站监控网络系统的主要功能：,监控各个监控点的实时数据信息；故障自动保护功能；信息的输出功能；润滑油加热器自起动、停机功能；人机交互功能。,加气站网络管理系统的主要功能：,实时监控加气柱、流量计和脱水装置数据；设置报表打印的方式（自动还是手动,以及打印时间等）；设置查询方式（以明细查询还是日报表查询）；数据备份功能和数据处理（将实时数据转到历史数据表及清除历史数据和操作日志）；能生成相应的报表，具有Excel导出功能；与Modem和一根电话线连接可建立远程通信连接实现对远程计 算机访问和监控、共享等功能；靠的安全机制，包括操作权限、操作口令；,供电系统
11、：,CNG加气站供电电源应为单回路，工作电源由市电提供10KV电源。加气站选用箱式变电站供电，它具有占地面积少，投资少，安装调试简单，施工进度快等优点。,供电方式采用TN-S方式（三相五线制），它具有以下特点：系统正常运行时，专用保护线上没有电流，只是工作零线上有不平衡电流；工作零线只用作照明单相载的回线，当三相负载很不平衡时，工作零线对地有电压，尤其是当工作零线出现高电位时，有可能导致检修人员间接触电的危险；专用保护线PE不许断线，也不许进入漏电开关；干线上使用漏电断路器时，工作零线不得有重复接地，而PE线有重复接地，但是不经过漏电断路器，所以TN-S系统供电干线上也可以安装漏电保护。,市政
12、辅助系统：,单车道不小于3.5米，双车道不小于6米：转弯半径不小于9米；绿化不能种植油性植物；CNG管束拖车设有专用通道和停车位；设计有防雷、防静电装置；为了消防安全，配置干粉灭火器。,三、CNG加气站的注意事项,天然气是易燃易爆物品，严禁烟火及使用无线电器（手机等）。CNG站是危险场所，闲人免进；非工作人员严禁操作；严禁串岗。严禁超压，气瓶充装压力不大于20MPa；设备不能超温、超压，加气站最高工作压力不大于25 MPa。员工正确使用劳保用品，必须穿劳保服（防静电），严禁穿铁钉的鞋。,加气车辆要具备加气的条件，即电器关闭，车上无人，装置合格。站内警示标语明显，消防器材和安全施放齐全（灭火器、
13、消防带、防毒面具等）。电工作业必须两人，一人操作一人监督。要使用防爆电器，要使用防爆工具。加气站员工都要持上岗证上岗。,四、油气合建站的优点：,目前，CNG加气站的建站模式主要采用油气合建（加油站与压缩天然气加气站合建），这种建站模式主要有以下几点优点：节约土地资源 降低投资成本 能源结构多元化,谢谢！,调压计量装置：,（1）原理：调压计量系统由进气控制阀、过滤、调压、计量及安全阀等装置组成。原料天然气通过过滤器，分离出杂质，进入机械式的调压装置或PLC控制的自动调压装置，将天然气压力调至CNG压缩机需要的进气压力，同时通过计量装置记录供气量，准确地反映供需关系。（2）作用：调压，使压缩机进气
14、压力保持在某一范围内，保证压缩机的正常工作。计量，为了经营核算进站天然气量。过滤，分离杂质。,调压计量装置：,返回,干燥器：,（1）原理：脱水，利用分子筛的表面活性微孔吸附天然气中的水分。再生，利用低压高温的天然气，清除活性微孔中的水分子。（2）作用：利用塔内的分子筛有效吸附天然气中的水分，使天然气中的水分含量达到车用压缩天然气水含量的要求。,干燥器：,返回,缓冲罐：,缓冲罐设置于压缩机前，利用其容积大的特点，对天然气压力起到缓冲作用，保证天然气平稳的进入压缩机，减轻进气脉冲对压缩机带来振动；同时也能过滤掉天然气中的杂质，净化天然气。,缓冲罐：,返回,压缩机：,压缩机是整个加气站的心脏，压缩机
15、性能的好坏直接影响到整个加气站运行的可靠性和经济性。压缩机按压缩方式不同，可分为两大类：动力式：透干式、离心式等；容积式：往复活塞式、螺杆式、滑片式、隔膜式等。CNG加气站用的压缩机，排气压力高，排气量小，一般采用往复活塞式压缩机；若采用其他种类的压缩机，一是难以达到加气站所要求的高压；二是即使达到排气压力要求，也必将造成机组庞大，造价昂贵。,往复活塞压缩机按气缸给润滑方式分为无油润滑和有油润滑；按冷却方式分为水冷和风冷；按密封方式分为填料密封和带压曲轴箱密封；按结构形式可分为V型、W型、L型、Z型、D型、M型、H型和P型；,W型压缩机附图：,V型压缩机附图：,双W型压缩机附图：,压缩机的工作
16、原理：,本机曲轴经联轴器（飞轮）直接与防爆电机直接驱动，由此带动与曲轴曲柄销连接的两根连杆运动，连杆与十字头销联接，将其作用力传递给活塞上的活塞，并将曲轴的旋转运动转换为活塞的往复运动；本机各级气缸均为单位作用，每级压缩完毕后经级间冷却和油水分离器分离后，逐级进入下一级压缩，直到达到额定压力后排出。,压缩机组成系统及作用：,压缩机是CNG站中将原料天然气压缩加压使之压力升高而不大于25MPa的设备。压缩机主要有三大系统：气路系统、润滑系统及冷却系统。气路系统的作用，主要是将气体引向压缩机，经压缩机各级压缩之后，在引向使用场所；润滑系统的作用，主要是将润滑油输送至各个润滑点；冷却系统主要是冷却各
17、级排气、润滑油，保证压缩机有一个完美的热力循环，使高温零件得以降温，润滑油温不致过高而降低润滑性能等等。,压缩机的注意事项：,盘车时，要轻松自然，无卡死和敲击声；电压正常，辅助启动后，油压、水压和注油正常;压缩机启动前，保证无人维修和检查压缩机，无异物在压缩机上；机器严禁超温超压，严禁缺油；定时巡查（每半小时至少一次），定时排污（两小时一次）；定期对管线联接处检查和紧固连接件，防松、防漏、防断裂；定期对压缩机运动部件检查（包括配合间隙）和紧固连接螺钉；定期对电器和电路检查；定期对润滑油质量检查，并清洗油路和气路的过滤网清洗；,顺序控制盘：,（1）工作原理：顺序控制盘的功能是压缩的天然气按高、中
18、、低的顺序依次分配到每个独立储气瓶首当压缩机排天然气压力达到设定压力时，就优先打开高压顺序阀对高压瓶行充,其次是达到中压组设定压力时就打开压力顺序阀对中压瓶组进行，最后达到低压组设定压力时就打开低压顺序阀对低压瓶组进行充气（此个瓶组压力相同）。压缩继续排出天然气，直到三组瓶（井）充满为实现压缩机按高、中、低顺序依次充气的目的。（2）作用：优先充气，保证充装压力；提高工作效率。,顺序控制盘：,返回,储气系统：,（1）原理：利用天然气的可压缩性，来储存CNG。（2）作用：调峰；满足间隙式充装的需要，减少压缩机的频繁开机次数，从而减少设备的磨损。（3）分类：储气系统用于储存CNG。储气系统因其内部所
19、储存的25 MPa30 MPa的CNG而成为安全技术考虑的重中之重，在储气设备的布置方式、安全可靠性评价、工艺制造以及材质方面都有着特殊要求。目前的储气设备分为瓶储式、罐储式和井储式。,储气瓶附图：,储气罐附图：,储气井附图：,CNG加气站储气设施比较：,返回,售气系统：,售气系统是加气站的主要组成系统之一，它具有充装和计量的功能。并具备安全可靠、计量准确、密闭充装、显示清晰、操作简便的特点。当向CNG汽车上的气瓶充气时，来自加气站储气系统的高压天然气流经售气系统的计量装置，计量装置传感器产生脉冲信号，经变送器（检测器）传送给电子装置（微电脑装置），再由电脑识别传送来的脉冲信号进行计量、计价和显示。,加气机：,返回,CNG拖车：,（1）原理：利用天然气的可压缩性，通过加气柱将CNG贮存于拖车容器组中。（2）作用：将CNG从CNG母站运输到各个使用场所，并作为使用场所的气源使用。,CNG拖车：,返回,卸气柱：,（1）原理：通过高、中及低压卸气软管将CNG拖车上的CNG输送给储气系统或加气机。（2）作用：计量和传输。,卸气柱：,返回,
