CNG加气站和压缩机

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CNG加气站及压缩机
天然气的基础知识
1、主要成分是甲烷(CH4),因而其特性可用甲烷特性来表示 2、甲烷的临界温度是-82.5℃,标准大气压下沸点为-162℃ 3、密度为0.717kg/m³(空气密度为1.2931kg/m³) 4、着火点为650℃(汽油着火点为427℃) 5、爆炸极限5%~15%(汽油的爆炸极限为1.0%~7.6%) 6、热值为8000~10000大卡(煤气的热值为3000~4000大卡) 7、水露点指天然气在水汽含量和气压都不改变的条件下,冷却到饱
和时的温度。露点温度越低,空气的干燥程度越高。这个参数可以作 为可能发生冰堵的参考温度。 8、标准状态:压力为101.325kPa,温度为20℃ (注:Nm³) 9、储存压力:CNG是20-25MPa LNG是0-1.1MPa 10、绝压=表压+大气压=大气压-真空压 真空压=-表压
基本的单位换算
压缩,而有多个气缸的压缩机。
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往复式压缩机分类
按结构形式分类 可分为立式、卧式、角度式、对称平衡型和对制式等。
一般立式用于中小型;卧式用于小型高压;角度式用于中 小型;对称平衡型使用普遍,特别使用于大中型往复式压 缩机;对制式主要用于超高压压缩机。 国内往复式压缩机通用结构代号的含义如下:立式-Z。 卧式-P,角度式-L、S,星型-T、V、W、X,对称平 衡型-H、M、D,对制式-DZ。
气阀在气缸上布置方式对气缸结构有很大影响。布置气阀的主要要求是:通道 截面积大,余隙容积小,安装和修理方便。气阀在气缸盖上,其轴线与气缸轴 线平行或成角度,称轴向或斜向布置。另一种是气阀配置在气缸体上,气阀轴 线与气缸轴线相垂直,称径向布置。再一种是混合布置,常用于双作用气缸, 盖侧气阀采用轴向配置,轴侧气阀采用径向或斜向布置,以减小余隙容积和气 缸长度
1、物体所受压力的大小与受力面积之比称压强
P(帕)=F(N)/S(m²)
2、 1bar=0.1MPa=1kg=760毫米汞柱=1个大气压
3、 1m³=1000L 里)
1m³≈1.1L汽油(可以跑十几公
4、CNG的压缩比例为1:260
例:65L的车用气瓶可充装多少压缩天然气?
65L=0.065m³ 根据压缩比例可得知
连杆
往复式压缩机的结构-十字头
十字头是连接活塞与连杆的零件,它具有导向作用。
十字头与活塞杆的连接型式分为螺纹连接、联接器连 接、法兰连接等。螺纹连接结构简单,易调节气缸中 的止点间隙。但是调整时需转动活塞,且在十字头体 上切削螺纹时,经多次拆装后极易磨损,不易保证精 度要求。故这种结构常用于中、小型压缩机上。不在 十字头体上切削螺纹,而采用两螺母夹持固定的结构, 可用于大、中型压缩机。联接器和法兰连接结构,使 用可靠,调整方便,使活塞杆与十字头容易对中。但 结构复杂笨重,多用在大型压缩机上。
2 v
往复式压缩机工作过程
返回
1-气缸;2-活塞;3-气缸;4-气阀;5-填料;6-活塞杆; 7-十字头;8-连杆;9-曲轴;10-机身;11-滑道; 12-挡油圈;13-中体;14-流量调节器(补助余隙容积); 15-流量调节器(压、开进气阀);16-润滑油泵;17-注油器
往复式压缩机的结构
4、控制系统有:PLC控制柜、顺序控制盘等

顺序控制盘是用来降低压缩机的启动次数,提高充气效率
5、储存售气系统即储气井和加气机

储气井有低压、中压、高压三口。是为了提高充气效率而设置

加气机结构有:入口球阀、过滤器、单向阀、电磁阀、质量流量

计、应急球阀、压力传感器、压力表、安全阀、拉断阀、软管、
4、按排气量分为:

微型、小型、中型、大型
往复式压缩机分类
按活塞的压缩动作可分为 1)单作用压缩机:气体只在活塞的一侧进行
压缩又称单动压缩机。 2)双作用压缩机:气体在活塞的两侧均能进
行压缩又称复动或多动压缩机。 3)多缸单作用压缩机:利用活塞的一面进行
压缩,而有多个气缸的压缩机。 4)多缸双作用压缩机:利用活塞的两面进行
往复式压缩机主要由工作腔部分、机座部 分及辅助系统(润滑、冷却、仪表控制、安 全放空等)等三大部分组成
往复式压缩机的结构:压缩机主要由机体、曲轴、连杆、 活塞组、阀门、轴封、油泵、能量调节装置、油循环系统 等部件组成。
往复式压缩机的结构-机体
包括气缸体和曲轴箱两部分,一般采用高强度灰铸铁 (HT20-40)铸成一个整体。它是支承气缸套、曲轴连杆 机构及其它所有零部件重量并保证各零部件之间具有正确 的相对位置的本体。气缸采用气缸套结构,安装在气缸体 上的缸套座孔中,便于当气缸套磨损时维修或更换。
3、压缩级数(以本公司的压缩机为准即四级压缩)
压缩机初始压力≤0.6MPa 一级压缩0.6-2MPa
二级压缩2-5MPa 25MPa
三级压缩5-10MPa 四级压缩10-
往复式压缩机的工作原理
当活塞式压缩机的曲轴旋转时,通过连杆的传动,活塞便做往复运动,由气 缸内壁、气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积则会发生周期性变化。活塞式 压缩机的活塞从气缸盖处开始运动时,气缸内的工作容积逐渐增大,这时, 气体即沿着进气管,推开进气阀而进入气缸,直到工作容积变到最大时为止, 进气阀关闭;
活塞式压缩机的活塞反向运动时,气缸内工作容积缩小,气体压力升高, 当气缸内压力达到并略高于排气压力时,排气阀打开,气体排出气缸,直到 活塞运动到极限位置为止,排气阀关闭。当活塞式压缩机的活塞再次反向运 动时,上述过程重复出现。
总之,活塞式压缩机的曲轴旋转一周,活塞往复一次,气缸内相继实现 进气、压缩、排气的过程,即完成一个工作循环。整个工作过程分吸气、压 缩和排气三个过程
压缩机的分类
按工作原理分类
容积式 压缩机
速度式
往复式 回转式
透平式 喷射式
活塞式 隔膜式 自由活塞 螺杆式 罗茨式
滑片式 回转活塞 离心式
轴流式 混流式
压缩机的分类
1、按冷却方式分为:

风冷、水冷、混合冷
2、按润滑方式分为:

有油、无油、少油
3、按排气压力分为:

鼓风机、低压、中压、高压、超高压
4、液化天然气的储存压力为0.8MPa
车用燃料的性能比较
参数/燃料
储存压力 (MPa)
储存温度 (℃)
密度 (kg/L)
热值 (MJ/L)
爆炸极限 (%)
着火点 (℃)
LNG 0-1.1 -160--120 0.42-0.46 22..9-23.7 5-15
650
CNG 20-25 常温 0.16-0.2 8.5-10.8 5-15
母站工艺流程图
标准站工艺流程图
子站工艺流程图
CNG加气站基础知识
1、加气站由四大系统构成:预处理系统、压缩系统、控制系统、储 存售气系统。
2、预处理系统有:过滤、调压、计量、干燥
3、压缩系统即压缩机,其主要设备包括:驱动机、冷却器、排气系

统、润滑系统、进气缓冲系统、控制系统、安全阀、供电接口等
活塞式压缩机工作示意图
往复式压缩机原理
曲轴
连杆大头瓦 连杆
十字头滑道
活塞杆
主轴承
十字头
十字头销
连杆小头瓦
活塞
往复式压缩机原理
膨胀过程 吸气过程 压缩过程 排气过程
往复式压缩机原理
c 活塞速度
进气压力p1
排气压力p2
排气压力p2
4
进气压力p1
1
cmax
活塞行程
3 pv示功图
sn Cm
30
s...行程 n...转速
机身外形图
往复式压缩机的结构-气缸
气缸是活塞式压缩机工作部件中的主要部分。根据压缩机不同的压力、排气量、 气体性质等需要,应选用不同的材料与结构型式。基本要求是:应具有足够的 强度与刚度;应具有良好的冷却、润滑及耐磨性;应尽可能地减少余隙容积和 气体阻力;应有利于制造和便于检修;应符合系列化、通用化、标准化的“三 化”要求,以便于互换。 一般说来,工作压力低于60×105Pa的气缸用铸铁制造;工作压力在(60~ 200)×105Pa的气缸用稀土球墨铸铁或铸钢;更高压力者用碳钢和合金钢锻造。 与活塞外圆相配合的气缸(或缸套)的内壁表面称为工作表面(也称镜面)。为增加 气缸耐磨性和密封性,工作表面的加工要求较高,一般表面粗糙度Ra不大于 0.4μm 根据气缸的冷却方式,可分为风冷和水冷两种。风冷式气缸一般用于小型低压 移动式压缩机。它的结构简单,重量轻,靠气缸外所铸环向或纵向散热片强化 散热。大部分压缩机的气缸用水冷却,铸铁气缸可铸成有冷却水道的双层壁或 三层壁结构。冷却水道包围着气缸工作容积、阀室及填料函。多层气缸冷却效 果好,但铸造较困难。
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
干燥器每小时记录巡检一次
气液分离器每小时排污一次
缓冲罐
缓冲罐置于压缩 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, 进一步净化天然
曲轴部件
结构特点:六列六拐,错角120°。
往复式压缩机的结构-连杆
连杆是曲轴与活塞间的连接件,它将曲轴的回转运动转化 为活塞的往复运动,并把动力传递给活塞对气体做功。连 杆包括连杆体、连杆小头衬套、连杆大头轴瓦和连杆螺栓。
连杆体在工作时承受拉、压交变载荷,故一般用优质中碳 钢锻造或用球墨铸铁(如QT40-10)铸造,杆身多采用 工字形截面且中间钻一长孔作为油道。

枪阀、加气枪、电脑控制器等
干燥器
主要包括除尘、脱硫、脱油、脱 水、干燥等工序,可分为前置处 理和后置处理两类形式。所谓前 置处理就是在压缩前对天然气进 行干燥和净化,目的是保护压缩 机正常运行。
原理:
1、脱水,利用分子筛的表面活性 微孔吸附天然气中的水分
2、再生,利用低压高温的天然气, 清除活性微孔中的水分子
回收罐
主要是将每一级压缩 后的天然气经冷却分 离后,随冷凝油一起 排出的一部分废气; 压缩机停机后,滞留 在系统中的天然气; 各种气动阀门的回流 气体等先回收起来, 并通过一个调压减压 阀,返回到压缩机入 口。当罐中压力超过 其上的安全阀压力时, 将自动集中排放。同 时凝结分离出来的重 烃油也可定期从回收 罐底部排出。
级别 一级站 二级站 三级站
储气设备(m³)
12<V≤16 6<V≤12
V≤6
储气量(m³)
3000<V≤4000 1500<V≤3000
Vn≤1500
3、母站加气量为2500-4000m³/h

标站加气量为600-1000m³/h

子站加气能力为20000m³/天

液压子站加气能力为10000-20000m³/天
余隙容积及活塞式压缩机系统
1、余隙容积
由于压缩机结构、制造、装配、运转等方面的需要,气缸 中某些部位留有一定的空间或间隙,将这部分空间或间隙 称为余隙容积。(又称有害容称或叫存气)。
2、活塞式压缩机系统
三个主要系统:运动机构、工作机构、机身
三个辅助系统:润滑系统、冷却系统、调节系统
气缸
往复式压缩机的结构-曲轴
曲轴是往复式压缩机的主要部件之一,传递着压缩机的全 部功率。其主要作用是将电动机的旋转运动通过连杆改变 为活塞的往复直线运动。曲轴在运动时,承受拉、压、剪 切、弯曲和扭转的交变复合负载,工作条件恶劣,要求具 有足够的强度和刚度,主轴颈与曲轴销足够的耐磨性。故曲 轴一般采用40、45或50号优质碳素钢锻造。
该气瓶可充装0.065×260=16.9m³的压缩天然气
CNG和LNG简介
1、高于-82.5℃的温度条件下,无论加多大的压力,甲 烷都不会液化。为了在大气温度条件下多储气或减少储气 容器的尺寸,只能进行压缩,这就是压缩天然气(CNG)
2、压缩天然气的储存压力为20MPa
3、液化天然气( LNG)是液体甲烷。由于甲烷临界温度 为-82.5℃(常压下的沸点为-161.5℃),其储存和分散 系统也就处于低温条件下,容器和管路只能用不锈钢、铜、 或铝合金等低温材料制作。密度是标准状态下的天然气密 度的625倍。
650
点火能 (KJ)
0.29
0.29
LPG 0.8-1.1
汽油 0
柴油 0
常温
常温
常温
0.50-0.53 0.72-0.75
0.85
25-56
32.6-34.8 35.7-37.6
2.4-9.5
1.0-7.6
0.5-4.1
466
427
260
0.27
0.24
0.24
CNG加气站简介
1、加气站分类:母站、标站、子站、液压子站 2、加气站按登记分类:
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