压缩天然气加气子站

2024-06-27

压缩天然气加气子站（精选6篇）

压缩天然气加气子站篇1

1 CNG加气站脱水工艺

目前CNG加气站天然气脱水主要采取吸附法, 利用多孔性固体干燥剂对气体混合物中极性水分子的选择, 将水分从气体中分离出来, 从而达到脱水目的, 获得低露点的干燥天然气。脱水装置采用双塔结构, 其中一个塔吸附, 天然气中的水分被吸附到干燥剂表面, 输出干燥的天然气;同时另一个塔进行解吸再生。吸附与解吸以循环的方式交替进行。

吸附脱水干燥法根据工艺流程的不同可分为前置脱水 (低压脱水) 和后置脱水 (高压脱水) 。前置脱水是将天然气先吸附脱水再进入压缩机压缩, 工艺流程为:调压计量→脱水→气体压缩→气体储存→售气;后置脱水是将经过压缩机压缩的天然气吸附脱水, 工艺流程为:调压计→量气体压缩→脱水→气体储存→售气。

2 两种脱水方式的分析

2.1

技术参数比较 (表1)

2.2 投资及运行成本比较

(1) 后置脱水装置的重量和体积约为同等处理量前置脱水装置的1/4, 吸附剂装填量约为1/20, 初期投资偏低约1/2, 且前置脱水占地面积较大, 对于用地面积较小的加气站不宜采用。

(2) 运行成本方面, 后置脱水吸附剂由于承受高压作用易粉化, 加上压缩机的润滑油气化后随天然气进入吸附塔, 油分粘附于吸附剂表面导致吸附能力降低, 约半年左右需进行更换, 而对于前置脱水则不存在这种情况, 正常情况下, 前置脱水的吸附剂可连续使用3年以上;另外后置脱水的阀门、零部件承受高压作用, 使用寿命一般为6～12月, 整机寿命约为5～8年, 前置脱水低压运行, 阀门、零部件的使用寿命一般为3～5年, 整机寿命约为10～15年, 后置脱水的运行成本大大高于前置脱水。

2.3 运行安全分析

(1) 天然气属于易燃易爆气体, 爆炸极限为5—15%, 加之加气站内外存在多种点火源, 如果设备、管路发生严重泄漏, 则可能发生燃烧或爆炸。前置脱水吸附、再生压力低, 管路绝大部分采用法兰连接, 泄漏点少;后置脱水吸附塔为高压运行, 通常压力在20～25Mpa, 再生塔为低压运行, 压力为0.5～0.8 Mpa, 两塔交替吸附/再生, 每个塔处于高压/低压交变运行, 管路采用螺纹连接, 泄漏点较多。

(2) 压缩天然气压力释放过程是一个强吸热过程, 对高压运行的后置脱水来说, 当压缩天然气从容器或管路中泄漏时, 泄孔周围会迅速形成一个低温区, 甚至结冰, 这会对设备操作人员造成伤害。

(3) 前置脱水的再生压力为0.3～0.4Mpa, 再生气取自干燥塔的排气, 压力也为0.3～0.4 Mpa, 无压力突降现象。后置脱水的再生压力为0.5～0.8 Mpa, 再生气取自干燥塔的排气或气体储存设备, 压力为15～25Mpa, 两者压差很大, 容易造成再生进气管路冰堵, 导致再生气加热器发生“空烧”情况, 对加热器造成不良影响。

(4) 后置脱水的吸附塔/再生塔压力变化范围大, 在0.5～25 Mpa之间交替运行, 温度在常温～180℃之间变化, 长期使用后, 塔的金属材料可能产生疲劳效应, 加上硫化氢等物质的腐蚀, 存在局部爆裂的可能。

根据观察运行情况, 前置脱水的安全性能优于后置脱水。

2.4 对压缩机的影响

(1) 采用前置脱水时, 进入压缩机的天然气已经脱水处理, 水分、杂质已经去除, 对压缩机的汽缸、活塞及其零件磨损小, 可延长压缩机的使用寿命;后置脱水位于压缩机之后, 天然气的杂质、水分会对压缩机阀件、汽缸和活塞造成磨损, 减少压缩机的使用寿命, 天然气中的酸性物质与水化合会对压缩机的冷却器、分离器及其它部件产生腐蚀。

(2) 前置脱水可实现再生过程再生气零排放, 不会造成进气管网压力波动, 压缩机进气压力稳定;后置脱水的再生气如果回收必须将其引到压缩机进气口, 当再生过程中出现再生障碍时, 势必影响压缩机进气压力的稳定, 对压缩机运行工况造成影响。如果将再生气放空, 以每天再生8小时, 每小时消耗天然气80Nm3计算, 每天将浪费640Nm3天然气。

3 脱水处理效果

根据GB50156-2002《汽车加油加气站设计与施工规范》条文说明, 压缩前的天然气流速应不大于20m/s, 压缩后的流速应不大于5m/s。对前置脱水, 天然气在吸附塔的停留时间较短, 水分未被充分吸附, 脱水效果不很理想, 通常情况下, 脱水处理后的天然气水露点大于-40℃, 如果进站天然气携带水分多, 脱水效果还要差;后置脱水不仅流入的天然气流速低且脱水装置设置了压力保持阀, 防止低压、大流量的天然气进入吸附塔, 使天然气在吸附塔停留的时间延长, 分子筛吸附能力得到充分发挥, 脱水处理后的天然气水露点小于-60℃, 由于后置脱水位于压缩机后, 处理后的天然气不会受到油、水和杂质的污染, 质量稳定。因此, 从处理效果看, 后置脱水优于前置脱水。

4 结论

(1) 在用地面积允许, 进气压力稳定, 进站天然气水分、油分和杂质含量少的情况下, 优先选用前置脱水;

(2) 选用后置脱水, 可保证处理后的天然气品质, 但必须加强安全监管:

(1) 日常运行中需加强查漏, 发现问题立即处理。在设备操作过程中应严格遵守操作规程, 以防发生意外;

(2) 定期检查吸附塔压差的变化, 如发现压差突变, 应及时更换分子筛;

(3) 吸附塔、加热器属于受《压力容器安全技术监察规程》监察的特种设备, 应定时检查运行工况, 严防超压、超温运行。另外, 吸附塔、加热器应定期全面检测, 确保脱水设备安全、正常运行。

压缩天然气加气站的安全设计探讨篇2

目前, 随着交通工具的越来越普及和进步, 国际石油市场的形势越来越严峻, 引发了一系列争端和动荡, 如战争和气候问题等等, 石油成为了影响世界和平与发展的一个源头。在这样的背景下, 天然气以其清洁、高效、成本低等一系列优点开始抢占石油市场, 目前, 压缩天然气在汽车上的应用已经开始被推广, 随着这一市场的拓展, 压缩天然气加气站也就应市场的需求而诞生了。然而, 由于天然气具有易燃、易爆、易扩散等危险特性, 压缩天然气加气站的安全就成为了其设计管理的重中之重了。

二、对压缩天然气加气站进行安全管理的必要性

天然气是一种无色无味、轻于空气且不溶于水的气体。它的最低点火能量为0.28 MJ, 具有易燃、易爆且扩散能力强的危险性质。甲烷是天然气中的主要成分, 当空气中的甲烷含量超过10%时, 就会对人体产生伤害, 虚弱眩晕、昏迷甚至死亡。若天然气中含有一定量的硫化氢它也是具有毒性的。

在加气站的运行过程中, 会产生的危险主要有两种: (1) CNG加气站发生喷射火焰风险时, 距辐射源13米以内, 会造成人员和设备的伤亡破坏; (2) 加气站运行中根据技术要求压缩机加压必须达到20MPa以上, 储存压力通常在20~25MPa之间。当CNG气质或钢瓶的质量、制造工艺及加压设备出现故障后, 便可能发生天然气泄漏事件。泄漏到空气中的天然气的浓度达到5.15%时, 尤其是处于9.5~9.8%之间时, 只需0.28 MJ以上的点火能量的作用, 便可产生气体混合爆炸 (即化学爆炸) 。由此可见, 为了人员和财产的安全, 对加气站进行安全设计和管理是非常必要的。

三、压缩天然气加气站工作原理及其类型

1、工作原理

压缩天然气加气站通常由净化干燥、调压计量、气体储存、气体压缩、售气和设备控制6个系统组成。压缩天然气加气站的工作原理是, 通过管道输至加气站的天然气先送入调压计量系统和净化干燥系统进行净化处理, 再经压缩系统使天然气压力达到25MPa后, 由高压储气瓶组和售气机将压缩天然气加入车辆储气瓶。

2、类型

压缩天然气加气站按使用功能分为天然气汽车加气站、油气混合加气站和子、母加气站三种类型。

(1) 天然气加气站仅提供单一的天然气燃料的加注服务。

(2) 油气混合加气站可加注油、气两种燃料。

(3) 子、母加气站子站无需供气管道, 依靠母站的气瓶拖车供气;母站与输气管道相连, 完成天然气的净化和压缩, 使天然气增压至25MPa, 给气瓶或气瓶拖车充气;子、母站都可以提供天然气燃料的加注服务。子、母加气站可节省建站资金和土地, 有利于母站集中净化, 子站的火灾危险性较低, 可建在交通枢纽附近, 便于使用。

3、结构

加气站可分为撬装式和开放式两种结构。

(1) 撬装式结构。将加气站的净化、压缩、冷却、控制和储气等主要设备集中在一个撬装的底座上, 形成一个可闭环控制的整体设备系统。从安全性上讲, 撬装式结构优于开放式结构。

(2) 开放式结构。按照工艺流程, 在厂房内将加气站的各种阀门和高、低压管道等设备组装起来, 形成一个开环工艺系统。

四、加气站安全管理

1、安全监控和保护措施 (1) 橇装结构

主要设备都集中在一个封闭的金属箱体 (类似集装箱) 中, 该箱体具有降噪、便于运输和防雨等优点。当站内的设备区发生危险时, 它还能起到隔爆的作用。

(2) 防爆设计

橇装体内和加气机中所有控制箱、电动机、阀门、管道、仪表等一律采用防爆元件并采取防爆措施。

压缩机停机后滞留在系统中的气体、各气动阀门的回位气体、安全阀释放的气体、压缩机润滑系统所泄漏的气体、加气机软管中的剩余气体等, 都集中通过压缩机橇顶部的集中放散系统, 排放到大气中去。

在压缩机入口前、优先控制盘与加气机之间, 安装了2组紧急自动关闭阀, 在系统中多处安装了单向阀。一旦系统出现异常情况 (如局部泄漏使该处压力下降, 管道或系统堵塞造成压力升高, 以及突然断电等) , 阀门会自动关闭, 确保天然气封闭在系统中, 不会泄漏, 也不会倒流。

(5) 手动紧急制动阀 (ESD按钮)

在加气站控制室里主控制屏上, 橇装体外壁上, 以及加气机旁分别安装了手动紧急制动阀, 一旦出现异常情况, 自动控制系统未动作或者失灵时, 仍然可以保证人工能及时切断电源和气路。

(6) 强劲的风冷系统

可在橇装体内产生强风, 保证机组运行时, 即使系统有天然气泄漏, 也会立即被排出到大气中, 不会产生爆炸的危险。

(7) 橇内安装天然气泄漏报警器

一旦有天然气泄漏, 可立即报警停机 (一般设定为天然气在空中的体积分数等于爆炸下限的20%时报警) 。

(8) 安全阀

整个系统共设置了多个安全阀, 分别保证压缩机各级出口压力、缓冲罐压力、储气瓶组压力、高压管道压力以及加气机压力等不会超压, 否则安全阀会自动泄压, 确保系统安全。

(9) 计算机远程监控

计算机远程监控系统可使管理人员在加气站的集中控制室里及时发现加气站的工作异常情况, 并采取紧急措施。

参考文献

[1].王刚, 岳建兵.天然气加气站安全设施设计中风险与危害浅析[J].建设科技2009, (11)

压缩天然气加气子站篇3

1 CNG加气机型式评价项目简介[1]

根据JJF1369-2012《压缩天然气加气机型式评价大纲》规定, CNG加气机型式评价主要分四部分, 分别是:安全性能试验、环境适应性试验、计量性能试验、和耐久性试验。

2 安全性能试验

安全性能试验分机械安全性能和电气安全性能两部分。机械安全性能测试的项目有: (1) 耐压强度; (2) 密封性; (3) 限压保护; (4) 掉电保护和复显功能; (5) 拉断阀性能; (6) 防爆性能, 其中防爆性能是观察项目。电气安全性能, 包括加气机对地泄露电流、接地导通电阻测试、交直流耐压绝缘测试、加气枪导静电性能测试以及接地端子耐腐蚀性能试验。其中耐腐蚀性实验, 可以通过查表得出。试验过程中要做好安全防护, 穿戴防静电用品, 消除火种、火源, 各种试验设备应可靠接地[2]。

3 环境适应性试验

环境适应性包括高温适应性、低温适应性、交变湿热适应性、电源适应性、静放电抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、浪涌 (冲击) 抗扰度、电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度、射频电磁场辐射抗扰度。

(1) 高温、低温及交变湿热适应性试验。这三种试验在环境试验箱中进行试验。通过程序设置好试验条件:高温55℃, 低温-25℃, 交变湿热 (25~55) ℃, 相对湿度 (93~95) %。要求CNG加气机在试验过程中和试验后性能正常, 不丢失数据, 程序没有变化, 电平不能有异常变动。 (2) 电源适应性。试验利用智能变频电源, 将供电电源改为242V、187V;供电频率改为51Hz、49 Hz, 加气机应能够正常工作。 (3) 电磁兼容试验。静放电抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、浪涌 (冲击) 抗扰度、电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度属于电磁兼容试验, 在电磁兼容实验室进行;射频电磁场辐射抗扰度在3米法电波暗室进行试验。1) 静放电抗扰度试验, 利用静电放电发生器进行8k V的接触放电和15k V的空气放电, 分别进行10次正负极放电, 在试验过程中和试验后, 加气机应能正常工作。2) 电快速瞬变脉冲群抗扰度、浪涌 (冲击) 抗扰度、电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度试验, 均可利用EMC综合测试仪进行试验。

电快速瞬变脉冲群抗扰度, 分别进行线对地和线对线的抗干扰试验, 需要承受的2k V和1k V的脉冲群干扰, 加气机可以正常工作。

浪涌 (冲击) 抗扰度试验, 该试验允许加气机出现错误, 但结束试验, 需要加气机能够自动恢复, 试验开路电压为2k V。电压暂降、短时中断抗扰度试验, 当电压暂降到额定电压的70%或短时中断, 不能对加气机造成影响。但由于程序设置的问题, 在实际试验中, 有个别企业生产的加气机样机, 出现停止工作, 程序混乱的情况, 需责令整改。3) 射频电磁场辐射抗扰度。试验在3米法电波暗室里进行, 射频辐射场的场强是3V/m, 频率在80MHz~1GHz之间变化, 分别对加气机的4个面进行试验。试验中和试验后, 加气机要保持正常工作。

4 计量性能试验

加气机计量的准确关乎贸易结算, 是型式评价中重要环节, 包括三方面试验:示值误差及重复性试验、最小被测量试验、付费金额误差试验。这三个试验均采用质量法气体流量标准装置来试验。

将加气机的加气枪与储气瓶标准装置的进气口连接牢靠, 在试验前, 要先把加气枪中的残余气体释放进储气瓶中, 把标准装置清零, 并缓缓打开加气机的加气枪开关, 保证试验的准确安全。

(2) 最小被测量试验。该试验分小、中、大流量加气机, 最小被测量分别不超过2kg、5kg、10kg, 国内的CNG加气机基本上都是小流量加气机, 加气柱及卸气柱基本上是中流量加气机。最小被测量的最大允许误差为±2.0%, 测量重复性≤1.0%。

(3) 付费金额误差试验。此试验可以与示值误差试验同时进行, 加气机显示的金额和实际计算出的金额之差的绝对值, 不应超过最小付费变量。

5 耐久性试验

该试验主要检测加气机是否可以长期工作。选择流量区间 (10~20) Mpa, 充装气体直到停止加气, 反复充装2000次, 电磁阀均应有开关动作。

在完成环境适应性试验后, 应该对加气机的计量性能进行复测, 试验方法参照计量性能试验。

6 结束语

压缩天然气 (CNG) 加气机近几年应用的越来越多, 作为用于贸易结算的典型计量器具, 加气机批量生产前进行型式评价, 是符合法定要求, 也是十分必须的工作。型式评价工作可以为加气机生产企业提供技术支持, 促进加气机行业的健康有序发展。

参考文献

[1]JJF1369-2012.压缩天然气加气机型式评价大纲[Z].

压缩天然气加气子站篇4

1 简述天然气资源的相关特点

1.1 计量特点的分析

从当前压缩天然气的计量分析来看, 天然气和其他气体一样, 在一定的标准状态下, 整体质量与体积还有密度都存在相应的正比例关系, 可以采用理想的状态方程式进行处理。但是, 压缩天然气还受到其他因素的影响, 譬如, 温度、压力、压缩因子以及其他气体组份等等, 因此, 在压缩天然气的计量方法上, 计量的时候要换算成标准的状态, 并根据温度、压力等影响因素进行适合的补偿修正。在计量过程中, 提高自动化程度较高的在线检测系统完成整体的技术控制, 譬如, 在售气机现场的高压状态下进行天然气密度的分析测量比较困难, 一般都只能近似采用长输管线末站采样计算的密度值。

1.2 积极效益的性价比好

从当前天然气的资源利用情况来看, 作为一种新型的资源, 尤其是压缩天然气为了更好的满足中小城镇或者工业用户的整体需要, 开发出来的压缩天然气输配工艺, 更加全面的体现出经济实用的效果, 从管道燃气的供应看, 目前主要有三种方式, 即天然气管网输送 (长输管线) 、液化石油气管道输送、液化石油气混气输送, 从不同的输送模式来看, 每一种都能起到良好的作用, 具备有管线长、投资大、用量增长, 经济实惠等一些特点, 是一种经济型的资源输送方式。

2 分析天然气加气站主要设备的配备

2.1 加气站模块化的总体布局和系统设计

压缩天然气加气站的模块化布局是一项系统工程, 需要采用想用的优化工艺措施以及设备配置, 要在有限的资金使用上, 将更加先进的技术提供给客户, 为了更好的提升整体设计的科学性, 在设计上要综合考虑各方面的因素, 并依据输气管网的整体压力, 依据天然气的气质情况和含水状况, 并考虑不同地域的环境温度, 确定脱水干燥的工艺方法, 并对装置的结构形式以及各种规格, 确定好相应的技术参数, 对每一个环节的工作压力、气体流量速度以及管径大小、接口状态等做到细致的管理, 优化每一道工艺程序。

2.2 设备的合理选用

在压缩天然气的设备选择上, 要综合考虑压缩天然气的相关技术参数, 在加气站的设备运用上, 采用国际一流的压缩机, 围绕压缩天然气的核心需要, 选择技术过硬、设备先进的压缩机, 在当前的使用上, 可以采用橇装式CNG加气站的压缩机种类, 针对不同压缩机具备的相应优势, 仔细确定设备的平稳度, 保障运行的整体能力, 如曲轴箱、机架、气缸等部件都采用了外罩树脂砂精密铸造, 活塞杆和气缸内表面经离子氮化处理, 曲轴和连杆都采用合金钢经强力锻造。其次, 在干燥器的选用上, 压缩天然气加气站的脱水处理工艺是一个不容忽视的重点, 因此, 要采用分子筛脱水装置, 尤其是选用脱水机少、再生能耗低的干燥器, 增强系统的运行能力。

3 探讨强化压缩天然气加气站的安全技术的运用模式

3.1 制度化的有效管理模式

在压缩天然气加气站的安全技术管理上, 制度建设也是一个关键点。因此, 要从多方面细化压缩天然气加气站的制度管理, 做到安全运行的制度化、规范化。首先要加强对人员的配置。对于压缩天然气的工作岗位设置, 要合理配备人员, 明确职责, 让每一个人员都熟悉自己的工作内容。二是要建立严格的运行台账。对每类设备的运行要有细致的记录, 并建立专门的操作规程, 对人员进行技术培训, 详细记载每一种涉笔的主要参数, 为检修运行提供强有力的数据支持。三是要编制应急处理预案。对于压缩天然气加气站的高压高危工作, 要有全面化的分析模式, 严格组织, 建立应急处理措施, 为整体的安全管理提供良好的服务。

3.2 安全监控和保护措施的运用

在具体的安全措施运用上, 要结合压缩天然气加气站的整体特点, 对每一个环节进行深入分析。一是在橇装结构上, 主要设备都集中在一个封闭的金属箱体 (类似集装箱) 中, 该箱体具有防雨、降噪和便于运输等优点。在站内设备区发生危险时, 还能起到隔爆作用。二是放散系统的运用, 压缩机停机后滞留在系统中的气体、各气动阀门的回位气体、安全阀释放的气体、压缩机润滑系统所泄漏的气体、加气机软管中的剩余气体等, 都集中通过压缩机橇顶部的集中放散系统, 排放到大气中去。

3.3 设备及施工资质严格化管理

加气站中的许多重要设备, 如脱水干燥装置、储气瓶组和缓冲罐等都属于压力容器。燃气高压管道及设备的安装施工质量, 直接影响加气站的运行安全。具有相应资质的施工队伍才能承建加气站。选用有三类压力容器制造和安装资格单位进行施工, 确保加气站的施工质量和安全生产。管道的焊接接头或卡套式接头必须符合技术质量要求, 在出厂前和连接后都要求做100%射线探伤和压力试验。

4 结束语

在具体运用的安全管理上, 压缩天然气加气站的安全管理是一个技术性的运用过程, 在全面强化设备安全运用的基础上, 综合考虑各方面的综合因素, 为压缩天然气加气站的全面发展做好更大的技术支撑。

参考文献

[1]罗予红, 齐研科, 韩旭.天然气汽车及天然气加气站[J].煤气与热力, 2010, 20 (6) :439-440.[1]罗予红, 齐研科, 韩旭.天然气汽车及天然气加气站[J].煤气与热力, 2010, 20 (6) :439-440.

[2]孙永康.CNG汽车加气站脱水装置的设置[J].煤气与热力, 2002, 22 (3) :257-258.[2]孙永康.CNG汽车加气站脱水装置的设置[J].煤气与热力, 2002, 22 (3) :257-258.

[3]徐延海, 李永生, 黄海波.充气速率对全复合材料车用天然气气瓶强度的影响[J].玻璃钢/复合材料, 2010年02期.[3]徐延海, 李永生, 黄海波.充气速率对全复合材料车用天然气气瓶强度的影响[J].玻璃钢/复合材料, 2010年02期.

压缩天然气加气子站篇5

压缩天然气作为一种汽车清洁能源, 已经越来越被大众所认可, 近年来, 我省汽车燃气行业发展迅速, 燃气汽车逐年增多, 压缩天然气加气站数量激增。截止到2012年11月, 我省已经有加气子站150多座, 加气母站18余座。随着西气东输二线气的贯通, 加气母站还在增加。CNG加气柱作为母站对外销售的主要计量器具, 受外界因素影响较大, 如温度、湿度、密度和压力等, 为了保证加气柱计量的准确性, 维护供需双方的利益, 减少贸易纠纷, 已成为现实问题。本文结合多年实际检定工作经验, 进行多次试验, 发现用标准表法气体流量标准装置对CNG加气柱进行检定时, 在低、中、高三个压力阶段, 检定结果差别较大。

1 CNG加气柱的构造和工作原理

1.1 CNG加气柱的构造

加气柱由流量计、电子计控器、显示屏、电磁阀、快速切断阀、限压传感器、拉断阀、加气枪、壳体等主要部分组成的一个完整的计量压缩天然气累积量的装置。其核心部件是流量计, 流量计由传感器和变送器组成, 其中传感器主要由振动管、驱动部件等构成, 变送器主要由测量和输出单元等构成。加气柱采用的是科里奥利质量流量计, 工作原理是利用流体在振动管内流动时产生的科里奥力以直接或间接的方法测量科里奥力而得到流体质量流量。

1.2 加气柱的工作原理

天然气经压缩机加压通过管线送到加气柱的进口处, 由电子计控器按工作状态打开高压电磁阀, 使气体送到质量流量计中进行计量, 经过流量计计量后的气体通过快速切断阀、拉断阀送到加气枪, 再被加入到槽车的储气瓶中。流量计计量后, 得到与电子计控匹配的流量电脉冲信号, 并在电子计控器装置中进行运算、显示和控制电磁阀。图1是加气柱工作原理框图。

2 CNG加气柱的检定

2.1 标准表法气体流量标准装置情况

本装置是我院与重庆巨创计量设备有限公司合作研制的CNG加气机检定装置, 本装置主要用于CNG加气机的检定, 主标准器, 气体质量流量计, 流量范围 (1~60) kg/min;准确度等级为0.1级。附属设备:a.便携式计算机及相应处理软件;b.精密压力表 (0~40) MPa, 不低于0.4级;储气瓶必须满足压力容器要求且水容量应不小于150L。

2.2 试验对象

选择中油恒燃石油燃气有限公司薛店加气母站一台加气柱作为试验对象, 型号CNG050;编号886788;流量范围 (1~60) kg/min;生产厂:阿根廷。

2.3 标定前的准备工作

标准装置地线与加气柱地线连接牢靠, 通电预热, 然后将加气柱的加气枪通过变径接头与标准装置连接好, 标准装置的加气枪与储气瓶连接好, 标准表装置的信号传输线与笔记本电脑连接好。

2.4 标定方法

将标准装置加气枪插入储气瓶充气阀, 确认连接良好并打开阀门。操作笔记本电脑进入软件检定程序界面, 输入被检加气柱的信息, 如编号、生产厂、系数等, 将界面中介质密度与被检加气机密度设为一致, 准备就绪后启动加气柱加气按键, 然后打开标准装置气枪的三通枪阀, 加气, 检定开始。加气完成后, 迅速关掉储气瓶阀门, 排出加气枪短管内的气体, 将枪头拔出, 将计量储气瓶的压缩天然气按照符合GB 50156-1002第8.5.6条规定要求的天然气放散管迅速排放。在检定软件中输入被检加气柱显示的体积流量, 点击检定界面上的“检定结果”得出当次的示值误差后, 再点击“下次检定”, 确定进入下次检定。完成一次检定。重复上述操作, 完成下次检定。

2.5 标定中应注意的问题

根据JJG 996-2005《压缩天然气加气机》检定规程要求, 在后续检定中加气机的整个流量范围由检定介质充装容器的充装量来划分高流速区间 (简称高区域) 及低流速区间 (简称低区域) 。高区域为从开始充装至预充到额定值的75%。低区域为从预充至额定值的75%到额定值 (气体介质充装至充装容器, 充装容器由充装初始状态至20MPa时的气体介质量为额定值) 。按照规程上的要求预充至额定值的75%算, 根据工作经验此时的压力应该是16MPa左右。在实际工作中高低区域很难区分, 因为给出租车充装容器加气短则一分钟, 长则三分钟就充装完成, 中间如果人为关停一次区分高低区域, 这样会出现两个区域的加气量都很小, 检测的误差就会增大, 再者人工操作加气机的开关和充装容器的开关阀门不同步, 也会出现检测误差。因此, 在实际检定中增加一次加气全过程, 即从开始到充装容器充满为止。

2.6 加气柱标定时常用公式

2.6.1 流量计算公式:

2.6.2 示值相对误差计算公式:

2.6.3 测量重复性计算公式:

上述3个公式中:

qm—在t时间内, 流经加气机的平均质量流量, (kg/min) ;

mj—加气机质量示值, kg;

mc—气体流量标准装置给出的实际质量值, kg;

t—测量时间, s;

Em—加气机的质量相对误差, %;

En—规定条件下本组的测量重复性, %;

Emax—规定条件下测量示值相对误差最大值, %;

Emin—规定条件下测量示值相对误差最小值, %;

dn—极差系数 (当测量次数n=3时, dn=1.69) 。

注:在实际检定中加气机使用的都是科里奥利质量流量计, 但都没有按质量结算, 而是根据天然气商品量管理暂行办的通知第五章中商品气的气质、计量、计价和结算管理规定, 天然气按体积进行计量, 加气机主板程序预制有天然气密度公式ρ=kg/m3, 把质量换算成体积。

高区域试验数据 (见表1)

加气柱示值误差重复性要求 (参照加气机执行) 见表2

5 问题分析

通过上表1的试验数据可以看出, 压力的变化, 对检定结果产生的影响是不可忽视的。通常情况下, 加气柱的加气枪直径是普通加气机加气枪的四倍左右, 前文提到CNG加气柱和CNG加气机标准装置的连接是通过带变径接头的加气枪联起来的, 当CNG加气柱工作压力低时, 加气柱在流量范围下限工作, 由于加气柱使用的是科里奥利质量流量计, 而这种流量计是主要用来测量中高压气体的, 不适合低压气体的测量。在加气柱的工作程序中设有小信号切除, 在流量过小、压力波动时, 小流量会被切除, 计量则偏慢。而标准装置管径细, 要在相同时间内流过同等数量的气体, 流体受阻, 压力肯定变大, 流速也会变大, 此时标准装置正常工作。当CNG加气柱工作压力高时, 加气柱正常工作, 而标准装置此时在流量范围上限工作, 甚至超出流量范围, 流量计不能正常工作。会出现漏脉冲现象, 此时计量则偏慢。因此, 在对母站加气柱进行标定时, 压力要保持在合理的范围内, 这样检测的数据才接近实际, 压力过高或压力太低时检测的数据偏离实际较大, 如果以此的检定结果作为依据来调整加气柱的准确度, 势必会给买卖一方带来很大的经济损失, 希望从事检定工作的人员在对母站加气柱检定中能够引起重视。

6 结论

由于现有CNG加气机检定装置都是七年以前研制的, 不能满足CNG加气柱大流量检定的要求, 天然气作为大宗贸易商品, 涉及到贸易结算和安全防护, 必须解决流量量值的正确和统一问题, 现有加气机标准装置应进行技术改造, 增加流量范围在 (1~80) kg/min的同级的质量流量计, 专门用作加气柱的检定。这不仅关系到贸易双方的经济利益, 而且按照《计量法》的规定CNG加气柱是纳入强制管理范围的计量器具, 希望引起有关计量主管部门的重视。

参考文献

[1]JJG996-2005, 压缩天然气加气机检定规程[S].

[2]JJG1038-2008, 科里奥利质量流量计检定规程[S].

液压式CNG加气子站简介篇6

该系统需要采用特殊性质的液压油,用高压泵(压力不高于22MPa)直接将液压油充入液压子站车的储气钢瓶中,将钢瓶内的压缩天然气置换推出,再通过终端加气机把高压天然气充入汽车的储气瓶内,不需采用其他增压设备,就能达到给汽车加气的效果。

设备刚刚启动时,PLC控制系统监测到液压系统压力低,高压液压泵开始工作,向液压子站车钢瓶内充入高压液压油;在液压泵出口设有压力控制阀,并设有压力传感器装置,而压力控制阀设定液压油出口压力控制范围20 ~ 22MPa(由用户设定)。当整个液压系统中压力达到22MPa(或用户设定值)最高限时,压力控制阀停止向系统供液,并通过旁通回路把高压液压油回流到液压缸中 ;液压泵经一定时间的延时工作,如果系统压力仍然不降,则液压泵停止工作;当系统压力降至20MPa最低限(或用户设定值)时,液压泵重新开始工作。这样循环往复的动作,最终达到把液压子站车内全部钢瓶中CNG气体全部置换出去的结果。

2液压式CNG汽车加气子站的组成

液压式CNG汽车加气子站由三大部分组成:液压子站车部分(车载储气橇体)、液压增压橇体部分和加气装置(加气机)部分。

2.1液压子站车(车载储气橇体)部分是专用的CNG拖车,根据液压式CNG汽车加气子站的需求而改装的。是在普通CNG拖车的基础上,加入了液压管路系统、气动控制系统等重要组成部分,承担了运输、储存天然气的任务,通过连接软管与液压增压橇体连接,使工艺管线更简单化,节约了管线,提升了加气的效率。

2.2液压增压橇体部分由动力系统、自动控制系统、液压系统等构成。主要作用是在自动控制系统的监控下,由动力系统将本橇体中的液压油通过液压系统推进液压子站车储气管束中,让管束中的天然气以平稳的压力和速度推出到加气机,再由加气机给CNG燃料汽车加气。

当系统开始工作时,第一个和第二个钢瓶上的进液阀门、出气阀门首先打开,回液阀门关闭 ;在高压泵的作用下,液压油开始充入第一个和第二个钢瓶,同时高压天然气被推出 ;当大约有95% 的天然气被置换出钢瓶时,(通过注入的液压油换算),自动控制系统发出指令,关闭该这两个钢瓶的进液阀门、出气阀门,打开回液阀门,此时第一个和第二个钢瓶内的高压液压油开始返回橇体内的储罐中;自动控制系统发出指令,回液阀关闭。前两个钢瓶回液后经延时3秒钟,后两个钢瓶的进液阀门、出气阀门打开(此时这两个钢瓶回液阀门在关闭状态),开始充入液压油。设备运行过程中, PLC程序控制实现8个钢瓶分四批依次顺序工作。根据PLC控制程序气动阀门适时开启和关闭,控制各钢瓶的进出口阀门,顺序转换工作钢瓶。当前一辆液压子站车的天然气全部卸完后,由人工拆卸快装接头安装到第二辆拖车上(转接时间在3-5分钟左右),就会实现加气站不间断运行。

在整个系统加气工程中,除更换液压子站车时拆装快装接头由人工操作以外,其余所有动作均可由设备自带的PLC程序控制,实现全程自动化,提高工作效率。

2.3加气装置

液压式加气子站加气装置的结构非常简单,不再设有专门的缓冲瓶组,不用冷却系统,而且工作时振动小,对设备基础没有特殊要求。相配套的加气机是单线加气机,从液压增压橇体到加气机只需要一条管道。即使接多台加气机,管道也非常简单。

3液压式加气子站系统结构及工艺流程框图(如图1)

4液压式CNG加气子站技术创新及提升

4.1液压子站车能及时有效紧急切断有关设备(0.1秒内);钢瓶特有内表面抛丸处理,无污物,无氧化;设有安全连锁PLC自动化控制,通过液压油的容量自动判断钢瓶卸气量,精度高,控制、运行可靠精准。

4.2液压增压橇采用1电机1液压泵的工作模式,在加气高峰时也可采取双泵双电机的方式(1+1)同时加气,来提高加气的工作效率。这样既解决液压油升温过快、过高的难题,又实现了应急保障的结果。

4.3为了降低使用成本并达到提高液压油利用率的目的,特在液压增压橇体内增加了四级滤油系统。这种专设的特殊在线滤油系统和排污系统,能够更有效解决液压油中杂质污染的问题;

4.4有储气瓶组功能,能够降低电机启动频率,在高峰期有效提升加气速度,并配有便于操作的大屏幕PLC触摸屏液晶显示设备,对运行状态及参数进行实时监控;

4.5可以把自动控制、安保和加气站管理系统(含IC卡管理系统)整合为一个有机的整体,提高了加气站设备的自动化控制水平和加气站的安全性。

5装置特点及适用性

5.1系统加气能力≥1000 Nm3/h