CNG加气站设备标准化方案修订版.docx
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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
0.2
0.2
0.4
0.4
0.6
0.6
0.6
0.8
1.6
2.5
4
排气压力
25Mpa
排气量
600
1100
700
1000
750
1400
1600
1700
2000
2500
3000
电机功率
132
250
132
250
132
250
280
280
280
280
280
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
HT150HT200HT250HT300ZL108ZL109
JB/T6431
GB/T1173-1995
曲轴材质
QT600-3、QT700-2、40、45
JB/T9104GB/T699-1999
连杆材质
T400-15
QT450-10
QT500-7
QT600-3
304045LD10
JB/T9104
GB/T699-1999GB/T3077-1999GB/T3191-1998
十字头材质
HT200HT250HT300QT400-15QT450-10QT500-7
JB/T6431
JB/T9104
气缸材质
HT150HT200HT250HT300QT450-10
QT500-7
QT600-3
ZL108ZL109
JB/T6431
JB/T9104
GB/T1173-1995
活塞材质
HT150HT200HT250HT300ZL108ZL109ZL104LD10
JB/T6431
GB/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／
，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/Parker
6
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、Parker
8
手动、气动球阀
深圳毅鑫组装，德国MHA阀体/GRV/Parker/STAUFF
9
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/Nm3
9、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：
≤1μm
21、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
DN65PN64
4
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
11
安全阀
台
12
球阀
支
手动排污用
13
4A分子筛
Kg
14
压力表0-10MPa
支
显示A、B塔压力
15
压力表0-10MPa
支
显示过滤器压力
16
防爆热电阻
支
17
双金属温度计
支
18
电控箱
台
19
防爆启停按钮
支
防腐防爆
20
防爆接线箱
支
铝合金
21
粗滤芯
支
（安装于粗过滤器内）
22
粉尘滤芯
支
（安装于粉尘过滤器内）
23
针形调压阀
支
再生压力控制
24
地脚螺栓
颗
设备安装用
25
螺母
颗
设备安装用
26
垫圈
个
设备安装用
27
防爆电伴热带
组
防冻保温
干燥器后出口可选配在线水露点分析仪
四、技术特点：
1、产品严格按SY/T0076-2008《天然气脱水设计规范》、GB150-2011《钢制压力容器》及TSGR0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》等相关标准进行设计、制造及检验。
2、专用于压缩天然气的深度脱水装置，使用优质分子筛为吸附剂，脱水效果良好，正常使用寿命达20000小时以上。
3、与天然气压缩机配套使用于CNG加气站，能有效保护压缩机及后续设备。
4、采用闭式循环逆流加热再生方法，无成品气损耗，节能环保、效率高。
5、双塔结构，连续供气，一塔吸附工作，另一塔脱湿再生或待机。
6、采用多级保护措施，过滤器、分离器采用手动排污，安全可靠。
7、具有加热器温度超高停电保护及温度落低自动加电功能，保证再生气温度控制在一定范围内以达到有效再生。
8、具有多重温度超高保护功能，防爆电加热炉芯自带防爆热电偶，当加热器内部温度超高时能自动停止电加热器，避免电加热器干烧。
9、具有循环风机及冷却风机过载停机保护及根据再生气温度自动启停风机功能。
10、具有不停机进行单塔检修或更换分子筛的功能。
11、切换完成后只需按压启动按钮即可，加热及冷吹过程自动进行无需人工干预，再生过程完成后自动关闭电加热器及循环风机电源。
电控制箱放置于中央控制室内，面板上可显示电源、加热器工作、循环风机工作、冷却风机工作、循环风机及冷却风机过载等状态信息及电加热器和循环风机设定的工作时间、加热温度等，并可对时间及温度设定值进行重新设置。
12、设置再生气压力自动平衡管路系统，自动维持再生压力的稳定，有效保护循环风机，延长设备使用寿命。
13、配置粗、粉尘过滤器，有效去除游离态油水及大颗粒杂质，保护吸附剂及后续设备，排气干燥纯洁。
14、设置两级安全阀有效保证设备运行安全。
15、采用整体撬装结构，各联接管口及电缆均接至撬边，运输安装方便。
16、保温层外覆抛光不锈钢薄钢板，外形美观简洁。
后置干燥器
一、技术参数
含水量
ppmv
约450（20MPa下45℃）
进气温度
℃
≤45
进气含油量
mg/Nm3
≤5
设计压力
MPa
26
设计处理量
Nm3/h
1500
吸附工作压力
MPa
25
再生工作压力
MPa
0.5～1.6
单塔吸附时间
h
8
再生温度
℃
200～220
再生加热功率
kW
15
再生加热时间
h
6（根据实际工艺而定）
4A分子筛重量
kg
130
设备的总压降
MPa
≤0.05MPa
成品气常压露点
℃
＜-60
控制方式
手动倒塔或自动
再生方式
高压干气降压后再生
防爆等级
ExdⅡBT4
二、技术特点
1、吸附和再生阀采用进口高温高压不锈钢针形阀，可降低开启阀门瞬时对吸附剂的冲击，延长吸附剂使用寿命。
2、三级过滤方式。
前置采取两级过滤，粗过滤器配不锈钢烧结网滤芯，使用寿命长，阻力低，可清洗再生使用。
精过滤器配德国贝克欧除油滤芯，硼硅纤维，过滤精度达0.01μm，保护吸附剂不被液体浸泡、污染，延长吸附剂使用寿命。
后置过滤精度达1μm，更有效保护压缩机的进气质量。
3、高压容器和低压电加热器之间采用安全隔离装置，可防止误操作而产生人身伤亡、设备损毁。
4、严格按压缩机排气温度及压力状态饱和水含量进行吸附塔的设计。
5、电加热器功率富余量1.3倍，缩短加热时间，确保有效可靠加热，总能耗不变。
同时采用单体式不锈钢电加热管，可单根独立更换。
电加热器筒体内增加测温点，以把握再生状态，延长电加热管使用寿命。
6、电器控制系统
电气系统部份采用PID算法、可控硅调节控制，实现电加热器自动恒温调节的功能，同步进行温度的自动监测，数字化的显示。
这样，使得整个系统性能可靠，简便适用。
加热器出口温度及加热器筒体温度控制采用智能仪加PID算法的方式进行控制。
加热器可按设定温度值进行自动控制，可根据设备现场的要求来设定、修改系统参数。
温控柜中设有电加热器的过电流及短路保护；有上述设备的电流指示，同时设置自动断电及报警功能。
装置的电气系统设有防爆接线箱。
装置内电气均为防爆连接。
用电设备的防爆等级为：
ExdⅡBT4，防护等级：
IP54。
7、吸附剂采用优质4A型分子筛，平衡水容量大，吸附效果好，保证成品气质量。
分子筛富余量1.3倍，能适应气质变化。
8、再生气加热时冷却采用联合换热冷却器，利用干气减压所产生的冷量来冷却再生热气，同时使电加热器进气温度升高，以便快速加热至所需温度。
减少加热时间，节约能源。
9、装置设有专用再生冷吹管路，节约冷吹时间和气量。
10、过滤器设置一个针阀一个球阀的组合双排污，保证排污可靠不泄漏。
11、调压装置管路防冰堵设计。
12、所有管路均为GB/T14976不锈钢管，且吸附和再生管路φ16以上（含φ16）均为焊接管接件连接，不宜使用卡套连接，使装置安全可靠。
三、结构特点
1．吸附塔包裹保温材料后外包裹不锈钢皮，美观、漂亮。
2．工艺管线布置简洁紧凑、美观，并可靠固定。
3．脱水装置出口设置露点分析仪取样口。
4．吸附塔设有吸附剂装、卸料口。
5．再生系统中设有安全阀。
6．吸附塔、再生气加热器等设备及其连接管线均作保温处理。
四、供货范围
1．脱水装置主要配置（包括但不仅限于表中所列清单）
序号
项目
单位
数量
备注
1
吸附塔
台
2
主材为20G、设26MPa、设计温度100℃、含进口不锈钢滤网
2
前置粗过滤器
台
1
含3μm不锈钢烧结滤芯
3
前置精过滤器
台
1
含德国进口贝克欧0.01μm除油滤芯，硼硅纤维
4
出口粉尘过滤器
台
1
1μm超细玻璃绵毡滤芯
5
联合换热气水分离器
台
1
设计压力2.6MPa、设计温度220℃
6
电加热器
台
1
设计压力3.0MPa
设计温度350℃、含核动力单体式不锈钢电加热管
7
温控柜
台
1
壁挂式
电气元件台基半导体、韩国LG产品
8
调压装置
套
1
不锈钢
9
高温高压手动阀
只
8
美国进口FITOK针形阀
10
高低压隔离装置
套
1
美国进口
11
压力表
只
2
不锈钢充油压力表
12
热电偶
只
1
不锈钢护套
13
排污阀针阀
只
6
不锈钢
14
排污球阀
只
3
德国西德褔
15
吸附剂
kg
160
4A分子筛，
16
全启式安全阀
只
1
17
在线露点检测仪
套
1
可选配
加气机
1.CNG加气机的种类
加气机主要包括有下列几种：
序号
规格型号
备注
1
三线双枪，30Nm3/min,最大工作压力25MPa
标站、子站配自带顺序控制型的CNG加气机
液压子站为单线双枪
2
三线双枪，40Nm3/min,最大工作压力25MPa
2.CNG加气机的数量
根据加气站的级别，加气机数量应为：
项目
加气站级别
一级
二级
三级
加气机数量（台）
3—4
2—3
1—2
3.CNG加气机制造安装遵循的规范
《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2002（2006）
《建筑设计防火规范》GB50016-2006
《汽车用压缩天然气加气机》GB/T19237-2003
《压缩天然气加气机加气枪》GB/T19236-2003
《汽车用压缩天然气加气口》GB\T18363-2001）
《汽车用燃气加气站技术规范》CJJ844-2000
《爆炸性气体环境用电气设备》GB3836.1-2000
《爆炸性气体环境用电气设备》GB3836.2-2000
《爆炸性气体环境用电气设备》GB3836.3-2000
《爆炸性气体环境用电气设备》GB3836.4-2000
《爆炸性气体环境用电气设备》GB3836.9-2006
4.CNG加气机供货范围
每台CNG加气机供货范围包括以下构件：
——加气机壳
——必
升级会员 