Cng加氣子站設備選型方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種CNG加氣子站設備選型方法。
【背景技術】
[0002]壓縮天然氣(compressed natural gas, CNG)相比汽油和柴油具有明顯的價格和環保優勢，因此車用天然氣近年來發展迅速，我國建設了大量的CNG加氣站，主要用戶為城市出租車、公交車及少部分私家車。
[0003]CNG加氣子站是國內許多城市的建站模式，特別適用于缺乏天然氣管網的建站位置。CNG子站氣源由城市附近的母站提供，由長管拖車運輸至加氣站。
[0004]CNG加氣子站的設備主要有:機械\液壓活塞式壓縮機、順序控制盤、儲氣瓶\儲氣井、加氣機等。CNG加氣子站的設備選型通常通過經驗選取，因此會出現設備處理能力與加氣站運營需求不匹配的情況，加氣站的設備難以達到最優的運行狀態。
[0005]目前國內外并無關于CNG加氣子站設備選型方法的公開專利。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題是現有技術中CNG加氣子站設備選型方式單一、不準確的問題，提供一種新的CNG加氣子站設備選型方法。該方法用于CNG加氣子站設備選型中，具有CNG加氣子站設備選型方式多樣、準確的優點。
[0007]為解決上述問題，本發明采用的技術方案如下:一種CNG加氣子站設備選型方法，包括如下步驟:
[0008]A)確定輸入條件及基本參數:
[0009](I)確定加氣站日加氣能力，通過工程要求及現場調研明確擬建CNG加氣子站的日平均加氣量Q。，加氣站日平均加氣量由以下兩種方法確定:
[0010]a)直接給出數值Q0;
[0011]b)由加氣車輛的類型及數量估算，車輛類型和數量分別為:出租車XI，公交車X2，客運車X3，其他車輛用氣量Q4，計算公式為:
[0012]Q0= 30*X1+100*X2+100*X3+Q4 ；
[0013](2)確定建站面積S ；
[0014](3)確定加氣時間段是否集中，如果車輛加氣時間多在某幾個固定時間段，則選擇為集中，加氣站日工作時間T按10小時計；否則選擇為分散，加氣站日工作時間T按16小時計；
[0015](4)確定停運影響大小；
[0016](5)確定壓縮機的安裝位置，根據工程條件，壓縮機可為室內安裝或室外安裝，室內安裝無需考慮方艙，室外安裝的需考慮方艙及其降噪功能；
[0017](6)確定加氣站小時排量Q，加氣站小時排量計算公式為:Q = Qo/T ；
[0018]B)壓縮機選型:
[0019](I)確定壓縮機工作壓力上、下限Pmin，Pmax，壓縮機工作壓力上限Pmax彡20MPa。壓縮機工作壓力下限Pmin ( 3MPa ；
[0020](2)確定壓縮機數量及平均排量Qc，CNG加氣站所有壓縮機的平均排量總和需大于等于加氣站小時排量Q，壓縮機平均排量的計算方式為:取3、7、10、15和20MPa下排氣量的平均值；當日加氣能力小于1000Nm3時，若停機敏感性大，則選擇兩臺排量為Q的壓縮機；若停機敏感性小，則選擇一臺排量為Q的壓縮機；當日加氣能力為10000?20000Nm3時，若停機敏感性大，則選擇兩臺排量為Q的壓縮機；若停機敏感性小，則選擇一臺排量為Q或兩臺排量為Q/2的壓縮機；當日加氣能力為20000?30000Nm3時，若停機敏感性大，則選擇兩臺排量為Q或兩臺排量為Q/2的壓縮機；若停機敏感性小，則選擇兩臺排量為Q/2或一臺排量為Q的壓縮機；
[0021](3)冷卻方式:壓縮機的冷卻方式可采用風冷、水冷和混合冷卻三種方式，各級排氣溫度需小于等于150°C，終極排氣溫度不高于環境溫度15°C ;
[0022](4)安裝方式及防噪音要求:壓縮機的安裝方式為室內安裝或室外安裝，室外安裝的壓縮機必須配置隔音方艙，方艙選型要求為:距離方艙外Im處的噪聲不大于75dB。
[0023]C)順序控制盤選型:順序控制盤的小時流量通常有1500，2000，2500，3000Nm3幾種，根據計算得到的小時排量Q，向上選取對應的規格，順序控制盤可選為氣動式；
[0024]D)儲氣設備選型方法:儲氣設備可根據工程情況選擇為儲氣瓶組或者儲氣井，分為低壓、高壓、中壓三段，CNG子站直接采用長管拖車作為低壓段，中壓和高壓的容積比例為3:1或2:1，單瓶水容積相等，可選為2m3或者3m3;單獨CNG加氣子站內設有固定儲氣設施時，固定儲氣設施的總容積不應超過18m3，站內停放的車載瓶組儲氣拖車不應多于I輛；單獨CNG加氣子站無固定儲氣設施時，站內停放的車載儲氣瓶組拖車不應多于2輛；
[0025]E)加氣機選型:加氣機為雙槍機，加氣機數量計算公式為:
[0026]加氣機數量=Q/(2*2500);
[0027]F)加氣站設備集成:如果工藝區面積S ( 220平方米，則必須選擇為集成式撬裝加氣子站；需將卸氣柱、壓縮機、儲氣瓶組、順序控制盤集成為撬裝形式，加氣機置于撬內或置于撬外單獨布置；壓縮機必須采用室外安裝的方式；如果工藝區面積S > 220平方米，則采取集成方式或各設備單獨布置的方式。
[0028]對本專利描述的CNG加氣子站設備選型方法，需要說明的是:
[0029](I)本專利描述的加氣站設備選型方法主要針對關鍵設備，不包括對工藝管道、配套閥門及儀表的要求；
[0030](2)本專利描述的加氣站設備選型方法中涉及的參數及規定等依據GB50156《汽車加油加氣站設計與施工規范》等相關國家標準。
[0031]本專利通過確定加氣站日加氣能力、建站面積、加氣時間是否集中、停運影響大小、壓縮機安裝位置等輸入條件后，根據公式計算及工程要求，獲得加氣站主要設備即:壓縮機、順序控制盤、儲氣設備、加氣機等設備的參數要求，所提設備選型方法依據加氣站建站特點，日加氣量等條件，通過嚴格的公式計算，結合行業內的先進經驗，提出優化的設備選型方案，輸出合理的參數配置要求，使設備能力與建站需求相匹配。本專利設備方法輸出的工藝路線和設備選型結果不唯一，計算結果給出多種滿足要求的選型方案，由使用人員根據加氣站條件對比各方案的優劣，選取最為適合的選型結果，取得了較好的技術效果。
【附圖說明】
[0032]圖1為本發明所述方法的流程示意圖。
[0033]下面通過實施例對本發明作進一步的闡述，但不僅限于本實施例。
【具體實施方式】
[0034]【實施例1】
[0035]擬建1000m3的城市CNG加氣子站，允許建站面積約200平方米，加氣時間集中，
主要服務對象為出租車及私家車。
[0036]根據以上基礎條件，CNG子站的主要設備選型實施方式如下:
[0037]—、輸入條件:
[0038](I)日加氣量為 Qtl= 1000m3;
[0039](2)建站面積S = 200平方米；
[0040](3)加氣時間集中，即T = 10小時；
[0041](4)停運影響較小；
[0042](5)壓縮機安裝位置為室外安裝；
[0043](6)根據上述條件，可計算得到加氣站小時排量Q = Q0/T = 1000Nm3/h。
[0044]二、壓縮機選型方法
[0045](I)根據氣源情況，確定壓縮機工作壓力范圍為:壓縮機工作壓力上限Pmax ^ 20MPa，下限 Pmin 3MPa0
[0046](2)壓縮機總排量須大于等于加氣站小時排量Q，由于停運影響較小，壓縮機可選為單臺或多臺配置。考慮經濟性，選擇單臺壓縮機，其平均排量要求為Qc> 1000Nm3/h。
[0047](3)壓縮機的冷卻方式選用混合冷卻的方式。滿足各級排氣溫度需小于等于150°C，終極排氣溫度不高于環境溫度15°C。