技术培训教材-CNG汽车加气站

CNG加气站工作人员技术培训教材CNG汽車加气站系統刘锡麟编写西蓝天然气股份有限公司CNG加气站工作人员技术培训教材2目录前言1.天然气及其应用1.1天然气的物理特性1.2天然气的主要用途1.3复习题2.天然气汽车及其燃料系统2.1天然气汽车及其分类2.2天然气汽车的燃料系统2.3复习题3.天然气加气站3.1天然气加气站的分类3.2天然气加气站的功能3.3复习题4.橇装式CNG加气站4.1加气站的工艺流程4.2加气站的主要技术指标4.3加气站的系统组成和工作原理4.4加气站的主要子系统和基本配置4.5加气站的操作程序CNG加气站工作人员技术培训教材34.6加气站设备的日常维护4.7复习题5.运行安全是加气站工作的关键5.1严格按规范施工和操作，加气站就应该是安全的。5.2采取科学态度，正确认识并熟悉天然气的物理特性。5.3熟练掌握设备的工作原理和操作技能。5.4严格按照规范和程序进行设备操作和维护保养。5.5复习题6.加气站工作人员的素质要求和基本职责6.1素质要求6.2基本职责6.3复习题7.加气站的运行管理规范7.1消防规范7.2岗位责任制规范7.3交接班制度7.4安全生产规范7.5设备定期维护保养规范7.6复习题8.加气站常见故障的诊断和排除8.1脱水干燥器8.2压缩机润滑系统CNG加气站工作人员技术培训教材48.3压缩机进排气系统8.4压缩站安全放散系统8.5压缩站控制系统8.6售气系统8.6其它8.7复习题附录：1.压缩机进气压力与排气量关系曲线图2.CNG加气站常用专业英语词汇表3.常用公英制单位换算表CNG加气站工作人员技术培训教材5CNG汽车加气站系统前言本技术培训教材依据我国目前迅猛发展的天然气汽车产业和世界先进的加气站技术，结合本公司多年从事该项业务所积累的丰富的实践经验编写而成，主要针对CNG加气站工作人员，尤其是在进口橇装式加气站工作的人员。1.天然气及其应用1.1天然气的物理特性天然气是产生于油气田的一种可燃气体。其主要组分是甲烷，大约占80～99%，其次还含有乙烷、丙烷、总丁烷、总戊烷、以及二氧化碳、一氧化碳、硫化氢、总硫和水分等。由于天然气的组成绝大部分为甲烷，因而其特性可用甲烷特性来表示。相对分子质量16.063，是无色无臭的可燃气体。在101.325kPa绝压下沸点－161.52℃，标准状态下，气体甲烷（理想气体）对干空气的相对密度为0.5539，密度0.6785kg/m3。1.2天然气的主要用途天然气和煤、石油（及其副产品）等物质一样，都是重要的的工业原料和燃料，其主要用途有以下诸方面。①电厂、热能、供暖、空调等工业企业的主要燃料；CNG加气站工作人员技术培训教材6②餐饮业和民用的主要燃料；③化工工业的主要原料，可合成或提炼甲醇等多种工业原料和半成品；④作为符合环保要求的机动车辆的洁净燃料，汽、柴油的理想替代物，这是近年来国内外迅速发展起来的一项新技术。目前暂时用于汽车，但随着液化天然气技术的进一步发展，必将用于轮船、火车甚至飞机上。1.3复习题①天然气作为一种燃料，和汽油、柴油有什么不同，其主要物理特性有哪些？②天然气用作汽车的燃料，你知道吗？有关这方面的知识，你都掌握哪些？2.天然气汽车及其燃料系统2.1我国为什么要发展天然气汽车⑴天然气作为汽车燃料可显著减小大气污染，改善环境。在所有的清洁燃料中，天然气以其应用技术成熟、安全可靠、经济可行,而被世界许多国家和专家视为目前最适宜的汽车替代燃料。汽车使用天然气作为动力燃料，与汽油相比，其尾气排放中不含铅和基本不含硫化物，一氧化碳减少97%，碳氢化合物减少72%，氮氧化物减少30%，二氧化硫减少90%，苯、铅粉尘减少100%，噪音降低40%。因此，推广使用天然气燃料，对减少大气污染、改善环境将会起到积极的推动作用。CNG加气站工作人员技术培训教材7⑵天然气汽车产业对国家能源结构的调整起到巨大的支持作用。发展天然气汽车产业既是保护环境的需要，也是调整我国能源结构、缓解石油成品不足的重要战略措施。今后我国石油产量虽会增长，但是远远满足不了国民经济的需求。然而我国在天然气的勘探和开采方面却取得了引人注目的进展。陆上现已基本形成四川、陕甘宁、青海和新疆四个大气田。以陕甘宁气田为例，已探明储量达2300亿立方米，还有5000亿立方米以上的储量有待勘探查明。这些都为天然气汽车的发展提供了充足的资源保证。因此大力推广和使用天然气汽车将对我国未来的燃料结构产生重大影响。⑶汽车使用天然气作为燃料可显著提高经济效益①节约大量燃油：一辆中型车如果改烧天然气，一年可以节约汽油8-10吨，如果有10万辆汽车改用天然气做燃料，一年就可节约汽油80-100万吨。②节省燃料费用：天然气作为汽车燃料，每立方米天然气约相当于1.1升汽油，而1立方米天然气的价格只有一升汽油的1/3-2/3。③降低维修费用：使用天然气可延长发动机各部件的寿命，减少维修保养次数，年平均降低维修成本50%以上。⒉2天然气汽车燃料⑴CNG（压缩天然气）甲烷的临界温度（TC）为－82.5℃，因而在高于－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，即CNG。当前，国际上通行的车用储气瓶的压力都是20Mpa。CNG加气站工作人员技术培训教材8⑵LPG（液化石油气）※LPG是丙烷和丁烷，或者丙烷、丙烯、和丁烷、丁烯为主的烃类混合物。在标准状态下，可在低于1.6Mpa的压力下液化，因而，储装容器的压力等级低、重量轻、便于各种方式的储运。使用时降压便可气化，十分方便。油气田天然气处理工厂生产的不含烯烃的LPG，即工业用液化气，燃烧性能介于甲烷和汽、柴油之间，仍属比较好的；而石油炼制厂生产的含烯烃LPG，燃烧性能相应差些。因此，烯烃（尤其是丁二烯）含量高的LPG并不是理想的车用燃料。※有些专家为了便于比较，喜欢在广义上将LPG也归于天然气，实际它不是天然气，严格讲应属于燃气范畴。⑶LNG（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。呈液态的天然气储存在专用的容器中作为燃料，其密度是标准状态下天然气密度的625倍，绝热容器的承压为0.05～0.5Mpa。LNG的分子量和H/C均与CNG相同，只是LNG通过深冷前的预处理，几乎除尽了天然气中的全部杂质，使LNG成为天然气汽车燃料中质量最好的燃料。为了便于学员们掌握天然气的的性质，我们将以上三种燃料与汽油和柴油的性质作了比较，请详见表1。CNG加气站工作人员技术培训教材9表1：车用燃料的性能比较参数\燃料LNGCNGLPG汽油柴油状态液态气态液态液态液态储存压力（MPa）0-1.120-250.8-1.100储存温度（℃）-160－-120常温常温常温常温密度（kg/L）0.42-0.460.16-0.20.50-0.530.72-0.750.85热值（MJ/L）22..9-23.78.5-10.825-5632.6-34.835.7-37.6爆炸极限（%）5-155-152.4-9.51.0-7.60.5-4.1着火点(℃)650650466427260点火能（KJ）0.290.290.270.240.242.3汽车用天然气的质量要求为了保证天然气压缩系统的生产安全，提高汽车发动机中天然气的燃烧性能，必须对天然气进行净化，尽可能的除去其中的有害杂质，所以各国都对汽车用天然气的质量提出了严格要求。根据我国行业标准SY/T7546-1996《汽车用天然气》可知⑴硫化氢含量：≤20mg/m3⑵总硫含量：≤270mg/m3⑶二氧化碳含量：≤3%⑷水含量：用露点表示，必须低于最高操作压力下最低环境温度5℃。2.4天然气汽车及其分类⑴广义的天然气汽车，包括分别以CNG、LPG、LNG为燃料的汽车；CNG加气站工作人员技术培训教材10⑵两用燃料汽车，是指既可烧气油也可烧天然气的汽车，也就是说，这种汽车有两个燃料供给系统，有天然气的时候用天然气作燃料，没有天然气时仍可烧汽油；⑶双燃料汽车，是指两种燃料同时燃烧的汽车。目前特指柴油车改为天然气汽车时，发动机工作时必须用柴油引燃天然气，即先将柴油压缩到点火温度时，再喷入天然气燃烧做工，其中柴油大约占燃料的15～20%；⑷单燃料天然气汽车，即该汽车只有一套燃料系统，其发动机只能用天然气或LPG作燃料，不能再烧汽油或柴油。3.5天然气汽车的燃料供给系统为了便于从事加气站工作的学员对天然气汽车有所了解，图1展示了一台典型的天然气/汽油两用燃料汽车的燃料供给系统。从图中可以清楚地看出，它的两套燃料供给系统是完全独立的。一条是燃烧天然气，另一条是燃烧汽油，互不干扰。图1天然气/汽油两用燃料汽车系统结构示意图CNG加气站工作人员技术培训教材112.6CNG汽车和汽油车的比较优势⑴可降低空气污染，使有害气体大幅度减少。CO排放量是汽油的1/5，HC排放量是汽油的1/5，而且无铅排放，没有苯和芳香烃等致癌物质，改善了司乘人员的工作环境。经权威机构测试，新车改装CO降低了63～72%，HC降低了14～18%，NO降低了23%；旧车改装，CO降低了98%，NO降低了25%,在汽车满负荷情况下，效果更明显。⑵天然气净化处理标准高，预防了汽车许多故障。净化处理主要进行“三脱”，即脱去天然气中的水分，使水分含量≤15～8mg/m3，以防止CNG在减压膨胀降温过程中，使供气系统造成冰堵；脱去天然气中的重烃，使乙烷及重烃含量达到≤3%，以防止发动机点火燃烧不正常；脱去天然气中的硫化氢等酸性气体，使其分压≤0.35Mpa（或≤20mg/m3），以防止对设备管线的腐蚀，同时要求CNG中的甲烷含量达到90%以上，以利于提高汽车燃烧效率。⑶天然气汽车比汽油车更安全。与汽油相比，压缩天然气本身就是比较安全的燃料，这表现在：①燃点高，天然气燃点在650℃以上，比汽油燃点427℃高出223℃，所以与汽油相比不易点燃。②密度低，与空气的相对密度为0.58～0.62，泄漏气体很快在空气中散发，很难形成遇火燃烧的浓度。③爆炸极限范围宽，仅为5～15%，在自然环境中形成这一条件十分困难，比汽油的爆炸极限1～6%高出1.7～5倍，即在同样条件下天然气比汽油更不易爆炸。CNG加气站工作人员技术培训教材12④释放过程是一个强吸热过程，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，使天然气燃烧困难。⑤天然气在压缩、储存、输送、减压、燃烧时都在严格密闭的状况下进行，所有关键零件的生产、安装、调试等都严格地遵守国家颁布的技术标准。⑷天然气辛烷值高，抗爆性能好，使发动机热效率高，噪音小。减小了机件的冲击力和磨损速度，延长了汽车和引擎的工作寿命。由于天然气易于和空气混合，因而发动机容易启动，夏天油路系统不易产生气阻，高温行驶不易发生油路故障。所以CNG是一种优质汽车燃料。⑸天然气价格低，既可降低燃油成本，又可调整能源结构，缓解燃油供需矛盾，2.7复习题我国为什么要大力发展天然气等洁净能源汽车？①天然气汽车的燃料有哪些？②国家对汽车用天然气的技术指标有哪些要求？③天然气汽车都有哪些种类？④天然气和汽油的主要物理性能哪些不同？⑤为什么说汽车烧天然气比汽油更安全？用天然气比用汽油还有哪些优点？CNG加气站工作人员技术培训教材133.天然气加气站3.1天然气加气站的分类①按加气规模可分为常规加气站和母、子加气站②按营业场所是否固定可分为固定式加气站和移动式加气站③按天然气的来源可分为加气母站和子站④按燃料类别可分为CNG（压缩天然气）、LNG（液化天然气）、LPG（液化石油气）加气站以及L-CNG（液化-压缩天然气）加气站⑤按供气对象可分为汽车加气站和居民小区加气站⑥按设备的集成度可分为分散布局式（厂房式）和橇装式加气站3.2天然气加气站的主要供气对象①汽车加气站，主要为CNG或LNG汽车供气，其中包括常规加气站和加气子站；②汽车加气母站，主要