CNG加气站设备标准化方案(修订版)

CNG加气站设备标准化方案天然气压缩机一、作用CNG加气站的气源一般来自市区燃气管线，其压力一般为0.1—0.3MPa，为保证燃气汽车达到一定续驶里程(150一300km)，必须依靠天然气压缩机对低压天然气进行压缩，使其压力升高至20—25Mpa，然后通过加气机将其充入车用气瓶内。二、类型活塞式压缩机分类较多，按照气缸排列方式进行分类，见下表。按气缸排列方式（见图3-9）立式卧式角式对称平衡型对置型气缸中心线与地面垂直，Z型气缸中心线呈水平，且气缸只布置在机身的单侧，P型气缸中心线互成一定角度，分别以其气缸排列的方式呈L、V、W型，扇型气缸水平布置于机身两侧，且相临的曲拐相差180°，其中气缸在电机单侧者为M型，气缸在电机两侧者为H型气缸水平布置于机身的两侧，且相临的曲拐相差非180°，D型各机型特点比较型号振动占地管路、辅机布置维修对基础的要求变型V、W、X型小小易易低易L型小较大难难较高易D型小较小易易较低易Z型大较小难难高难三、进气压力、排气压力、排气量及电机功率：加气站压缩机的设计排气压力通常不得低于25Mpa，进气压力、排量及电机功率相互关联，具体参照下表：吸气压力0.20.20.40.40.60.60.60.81.62.54排气压力25Mpa排气量60011007001000750140016001700200025003000电机功率132250132250132250280280280280280注：上表仅仅是列出了常用的进气压力、排量及电机功率，具体选型还应参照根据当地管网压力，并依据GB/T25360-2010《汽车加气站用往复活塞天然气压缩机》。四、冷却方式天然气压缩机的冷却方式包括水冷（闭式凉水塔、开式凉水塔）、风冷和混冷三种形式。冷却方式相关比较请见下表：冷却效果冷却系统噪声综合能耗综合占地风冷较好无需附加设备较高低小水冷好需冷却塔低较高大混冷好需风冷水箱较低较高中五、润滑方式天然气压缩机传动机构润滑系统是采用强制润滑与飞溅润滑相结合的润滑方式。气缸润滑系统分为有油润滑和无油润滑，两种方式比较如下：类别活塞环寿命日常维护费用气体含油量运行可靠性备注气缸有油润滑长低除油后低高压缩机出口与脱水装置之间加装高效除油器气缸无油润滑短高无需除油目前达到使用要求选择压缩机末级带除油器注：1、气缸有油润滑的特点主要包括：气缸与活塞环的摩擦力小、部件的使用寿命长，但是由于润滑油直接进入气缸与气体混合，若不进行彻底滤除，不仅对后置高压脱水装置的分子筛造成污染，而且在一定程度上降低了压缩天然气的质量，给汽车发动机造成不良影响，此外油料消耗量大，增加了运行成本。2、气缸无油润滑的特点主要包括：气缸与活塞环的摩擦力小、部件的使用寿命长；油料消耗量小，运行成本低；理论上润滑油不直接进入气缸与气体混合，无须进行滤油处理。但是由于刮油环和活塞杆之间的密封性能下降，曲轴箱内的少量润滑油还会进入气缸，所以一般这些压缩机还需要安装滤油器。六、压缩级数按压缩级数单级多级气体经一次压缩即达到排气终压气体经多次压缩才达到排气终压注：进气压力在0.6Mpa以下建议采用四级压缩，0.6-2.5Mpa建议采用三级压缩，2.5Mpa及以上建议采用二级压缩。子站一般采用一级压缩或二级压缩。七、各部件材质要求见表：零件名称材料牌号标准号机身材质HT150HT200HT250HT300ZL108ZL109JB/T6431GB/T1173-1995曲轴材质QT600-3、QT700-2、40、45JB/T9104GB/T699-1999连杆材质T400-15QT450-10QT500-7QT600-3304045LD10JB/T9104GB/T699-1999GB/T3077-1999GB/T3191-1998十字头材质HT200HT250HT300QT400-15QT450-10QT500-7JB/T6431JB/T9104气缸材质HT150HT200HT250HT300QT450-10QT500-7QT600-3ZL108ZL109JB/T6431JB/T9104GB/T1173-1995活塞材质HT150HT200HT250HT300ZL108ZL109ZL104LD10JB/T6431GB/T1173-1995GB/T3191-1998注：以上主要列取了天然气压缩机的主要零部件的用材标号，具体的参照JBT7240-2005《一般用往复活塞空气压缩机主要零部件技术条件》。八、控制系统压缩机控制一般采用PLC对压缩机的启动、停止及运行过程进行控制。1、启动控制在PLC控制器的控制下，压缩机按照设定程序依次完成附属电机、主电机及控制阀的起动。由于压缩机主电机功率较大，一般要求压缩机在无负荷状态采取降压方式起动,起动方式一般如下：1）Y-△降压启动，起动时定子每相绕组上的电压为正常工作电压的1／3，适合无负荷启动，而且启动器结构简单、价格便宜。2）自耦降压启动，自耦变压器有65％和80％两档抽头可供选用，较Y一△降压起动的启动转矩大，常用于功率较大的压缩机电机，但其价格较高，不允许频繁起动。启动频率为5次/h，在压缩机热态时再次启动应间隔半小时以上。3）压缩机电机软启动，这是一种较上述传统方法更先进的降压启动方式，启动过程中电压以一定的斜率平稳升高至工作电压，其启动过程无机械冲击力，对拖动系统及电网的冲击小。软启动器体积小、节能，启动频率为20次/h。这种启动方式提高了用户的生产率，越来越得到广泛的应用，是传统启动器的更新换代产品。压缩机主电机（≥75KW）启动控制建议推荐采用“软启动方式”。压缩机运行期间，PLC控制器实时对压缩机的运行情况进行检测，并对检测数据分析、对比，发现压缩机的运行参数超出设定值，控制器即发出指令让压缩机进行压力切换、报警或停机。要求压缩机具有以下情况（包含但不仅限于）的自动报警停机功能：压缩机天然气吸入压力过低／过高报警停机压缩机每级输出压力过高报警停机压缩机每级输出温度过高报警停机润滑油液位低报警停机润滑油压力低报警停机机油温度高报警停机各类电机过载报警停机天然气仪表风压力低报警停机水压超低连锁停机轴承温度超高报警、连锁停机进站阀门气动紧急切断温度过高报警，循环水位报警；3、停机控制压缩机在停机过程中，PLC控制器实现对压缩机各级气体进行泄压，PLC控制器根据设定程序依次发出指令让压缩机主电机、附属电机有步骤平稳停止运行。九、其他技术参数：1、压缩机主电机：南阳防爆电机或佳木斯及其他进口品牌，防爆等级：EEXDIIBT4。2、国产压缩机各级排气温度小于160℃，进口压缩机各级排气温度小于180℃，出口温度不超过环境温度+15℃。3、整机工作环境温度适用范围-30℃～50℃4、排污方式：自动（可调整排污周期）/手动5、进气阀操作方式：自动/手动6、安装方式：整体撬装7、过滤器要求：高压气出口两级过滤；油过滤器排污阀：根部为球阀，操作阀为针型阀。8、仪表显示控制柜：集中显示进气压力、各级排气压力、终级排气压力、润滑油压力、各级排气温度、水温、水压、异常报警显示等。9、各级压力表针阀控制,压力表精度不低于1.5级.10、建议选用厂家：序号配套件名称生产厂家1可编程控制器（PLC）西门子/施耐德2变频器施耐德/西门子3触摸屏施耐德/西门子4防爆电动机南阳防爆集团/佳木斯/无锡安达5电磁阀美国ASCO/美国通用DRUCK/德国WIKA/Parker6安全阀哈洛克/Parker/STAUFF（进口）永一/保一/哈锅/宁波星箭（国产）7止回阀上海依格、Parker8手动、气动球阀深圳毅鑫组装，德国MHA阀体/GRV/Parker/STAUFF9压力传感器横河川仪10易损件（活塞环、填料、气阀等）贺尔碧格主电机国产：南阳/佳木；进口：ABB/GE/WEG软启动系统SIEMENS/ABB参照执行相关标准：●《汽车用压缩天然气》●《石油化工和气体工业用往复压缩机》●《汽车加油加气站设计与施工规范》●《汽车加气站用天然气压缩机》●《汽车用燃气加气站技术规范》●《汽车用压缩天然气加气站设计规范》●《大型往复活塞压缩机技术条件》●《容积式压缩机噪声声功率级的测定——工程法》●《往复活塞压缩机机械振动测量与评价》●《工艺流程用压缩机安全要求》●《容积式压缩机试验验收》●《电机基本要求》●《爆炸性气体环境用电气设备第一部分：通用要求》●《爆炸性气体环境用防爆电气设备隔爆型电气设备“d”》●《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》●《钢制压力容器》●《管壳式换热器》●《固定式压力容器安全技术监察规程》●《压力容器无损检测》●《输送流体用无缝钢管》●《工业企业厂界噪声测量标准》●《汽车加气站用往复活塞天然气压缩机》●《GB/T20322-2006石油及天然气工业用往复压缩机》●《GB50156-2002汽车用燃气加气站技术规范》●《SY/T0092-1998汽车用压缩天然气加气站设计规范》●APISpec11P油气生产配套用往复式压缩机组●APIstd618应用于石油、化工和天然气工业的往复式压缩机●API613炼油厂用专门用途的齿轮装置●API614特殊用途的润滑、轴封及控制油系统●API661空冷式换热器●API670机器保护系统●API671炼油厂用专门用途的联轴器●API677炼油厂用通用传动装置●ASMEⅡ锅炉、压力容器材料●ASMEⅧ压力容器建造规范●ASMEⅨ焊接及钎焊评定标准●ASMEB16.5管法兰和带法兰的管件●ASMEB31.3工艺管线●NEMAMG1电机和发电机●NFPA70美国国家电气规范●TEMA管式换热器制造标准协会●IEC79用于爆炸性气体环境的电气设备●IEC529外壳防护等级脱水装置一、主要技术规范及标准：1、GB10893《压缩空气干燥器规范与试验》2、GB12241《安全阀》3、GB17820《天然气》4、GB18047-2000《车用压缩天然气》5、GB/T8163《输送流体用无缝钢管》6、GB150《钢制压力容器》7、TSGR0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》8、Q/DB2036《干燥器试验与验收规范》（企业标准）9、GB3836.1《爆炸环境用防爆电气设备通用要求》10、GB3836.2《爆炸环境用防爆电气设备通用要求”d”》11、SY/T0076-2008《天然气脱水设计规范》12、GB50156-2002《汽车加油加气站设计与施工规范》前置干燥器一、主要技术参数：1、工作介质：符合GB17820一类气质指标的长输管网输配天然气；2、额定工作压力：根据当地管网压力具体情况而定；3、设计压力：额定工作压力1.5倍；4、额定流量：根据压缩机排量而定；5、进气温度：≤40℃，同时满足环境温度+10℃。6、环境温度：-15（-50）～50℃7、再生温度：≤-30℃8、进气含油量：≤3mg/Nm39、排气常压露点：≤-60℃10、再生方式：闭式循环加热再生吸附式(零排放）11、再生压力：约为工作压力12、防爆电加热器、防爆冷却风机、防爆电伴热带、防爆循环风机符合dIIBT4防爆要求。13、工作方式：双塔交替、连续工作14、控制方式：半自动（手动切换、自动再生）或全自动15、吸附剂及用量：4A球状分子筛，标准流量的1.3倍16、结构形式：整体撬装式17、安装方式、位置：室外建棚或室内有基础安装18、过滤器配置：粗、粉尘过滤器19、过滤器排污方式：手动周期排污20、排气最大颗粒直径：≤1μm21、循环工作周期：24h(16-32可调）22、再生时间：≤6h（可调）二、供货范围：包括A、B吸附塔、手动球阀、安全阀、分子筛及粗过滤器、粉尘过滤器、防爆电加热器、循环风机、风冷却器、再生气分离器、电控箱等。三、天然气干燥器主要设备配置清单：序号名称单位备注/产地1粗过滤器台2粉尘过滤器台3球阀只DN65PN644球阀只DN20PN64耐温150℃5球阀只DN20PN64耐温250℃6风冷却器台7防爆电加热器台AC38016Kw带热电偶8液气分离器台再生系统用9干燥塔台A、B塔各1(压力容器)10安全阀台