液压式天然气汽车加气子站用户手册B.docx

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液压式天然气汽车加气子站用户手册B

LND1000/20型

液压式天然气汽车加气子站

用户手册

（第二版版本B）

安瑞科（廊坊）能源装备集成有限公司

2005.06.20

目录

前言

一、液压式天然气汽车加气子站简介（5）

1、天然气基本常识介绍

2、液压式天然气汽车加气子站简介

3、液压式天然气汽车加气子站的工作原理

二、液压式天然气汽车加气子站设计制造引用的标准（7）

1、液压式天然气汽车加气子站橇体设计制造引用的标准

2、液压式天然气汽车加气子站拖车设计制造引用的标准

三、液压式天然气汽车加气子站型号及技术参数（8）

1、液压式天然气汽车加气子站型号

2、液压式天然气汽车加气子站技术参数

3、液压式天然气汽车加气子站拖车技术参数

四、液压式天然气汽车加气子站对进站气质的要求（10）

五、液压式天然气汽车加气子站的成套设备简介（10）

1、液压式天然气汽车加气子站橇体

2、液压式天然气汽车加气子站拖车

3、天然气拖车顶升装置

4、液压式天然气汽车加气子站气源设备

5、液压式天然气汽车加气子站控制柜

6、液压式天然气汽车加气子站加气机

六、液压式天然气汽车加气子站系统介绍（22）

1、动力照明系统

2、液压系统

3、气动系统

4.天然气气路系统

5、自动控制系统

6、燃气报警系统

七、液压式天然气汽车加气子站系统操作程序及注意事项（26）

1、准备工作

2、CNG拖车到达子站和卸载过程

3、CNG拖车完成卸气操作从子站移走的过程

4、安全警告

5、意外事件

6、注意事项

7、安全操作要点

八、人机界面的操作及注意事项（33）

1、人机界面F940GOT

2、F940GOT界面结构

3、F940GOT界面显示结构

4、数值设定编程

5、释放或锁定所有的操作单元

6、手工回液操作

7、手工徘气操作

8、自动运转

9、在不结束最后一个操作单元的循环的情况下更改拖车

10、报警系统

11、密码清单

九、液压式天然气汽车加气子站设备的运输、储存及安装调试（47）

1液压式天然气汽车加气子站设备的运输、储存

2液压式天然气汽车加气子站设备的安装及调试

十、液压式天然气汽车加气子站设备的维护保养（48）

1、液压式天然气汽车加气子站橇体维护保养

2、液压式天然气汽车加气子站拖车维护保养

3、天然气拖车顶升装置维护保养

4、液压式天然气汽车加气子站气源设备维护保养

5、液压式天然气汽车加气机维护保养

十一、液压式天然气汽车加气子站设备的使用中常见问题的处理（51）

1、操作故障与处理

2、设备故障与处理

十二、设备随机文件（53）

1前言

本手册自2005年8月1日起实施，自实施之日起，代替原《用户手册》（A版）

本手册由安瑞科集团提出。

本手册由安瑞科（廊坊）能源装备集成有限公司技术中心起草

本手册由安瑞科（廊坊）能源装备集成有限公司批准。

本手册由安瑞科（廊坊）能源装备集成有限公司技术中心负责解释。

一、液压式天然气汽车加气子站简介

1、天然气基本常识介绍

天然气是高质清洁的能源，是保护环境的最理想的燃料之一。

目前，天然气产业正处在蓬勃发展阶段，逐步成为世界首选能源之一。

天然气（主要成分为甲烷CH4）是一种无色、无嗅的气体，标准状况下的密度为0.717kg/m3，对空气的比重为0.5544，因而如容器泄露，天然气很容易扩散。

使用较为安全。

但天然气聚集在密闭建筑物的顶部时，则易形成爆鸣性气体。

天然气在空气中的爆炸极限为5～15%，在标准状况下，其沸点为-161.45℃，熔点为-182.5℃，临界温度为-82.45℃。

天然气是一种碳氢化合物，它与空气或氧气混合，都能形成爆鸣性气体。

天然气的化学性质比较稳定，一般条件下不与氧气发生反应，也不与浓酸、浓碱溶液及氧化剂反应，但与氯气只要在日光照射或加热时就能发生反应，与氟化氢混合能发生自燃。

2、液压式天然气汽车加气子站简介

◆术语

✧压缩天然气加气站automobileCNGfillingstation

为燃气汽车储气瓶充装车用压缩天然气的专门场所。

✧压缩天然气加气子站gassecondaryfillingstation

用车载储气瓶运进压缩天然气。

为汽车进行加气作业的压缩天然气加气站。

◆简介

液压式天然气汽车加气子站（以下简称CNG加气子站），是由安瑞科集团从国外引进的最新专利技术，是以自动控制的方式，运用成套专用设备，将特殊性质的液体，以高压充入压缩天然气（CNG）长管拖车的瓶式压力容器中，将容器内的压缩天然气推出，经过过滤，通过站内的加气机实现给以天然气为燃料的汽车加气的设备集合（图一所示）。

该套加气子站将液压增压系统，应用于CNG加气子站系统。

工作能力高（加气能力≥1000Nm3/H）、运行费用低（主电机功率仅30KW）、实现了自动控制、维护少、运行稳定。

◆液压式天然气汽车加气子站特点：

a.加气过程自动控制;

b.加气量大（≥1000Nm3/H）;

c.压力稳定、节能效果好；

d.安装、维护简便，有效工作时间长。

e.系统总功率：

≤35KW。

◆液压式天然气汽车加气子站主要由六台设备组成（图一）：

（1）、液压式天然气汽车加气子站橇体；

（2）、液压式天然气汽车加气子站拖车；

（3）、液压式天然气拖车顶升装置；

（4）、液压式天然气汽车加气子站气源设备；

（5）、液压式天然气汽车加气子站控制柜；

（6）、液压式天然气汽车加气子站加气机（用户可自备）。

◆由以上六台专用设备构成CNG加气子站的六大功能系统：

（1）、动力照明系统；

（2）、液压系统；

（3）、气动系统；

（4）、天然气气路系统；

（5）、自动控制系统；

（6）、燃气报警系统。

3、液压式天然气汽车加气子

站的工作原理

该液压式天然气汽车加气

子站是利用特殊性质的液体，

用高压液压泵（压力不高于图二

22MPa）直接将液体注入液压

式天然气汽车加气子站拖车的储气钢瓶中，将钢瓶内的压缩天然气推出，再通过站内的单线双枪加气机把高压天然气注入汽车的储气瓶内达到给汽车加气的目的，不需采用其他增压设备（图二）。

其加气过程如下：

首先启动拖车顶升装置，利用液压系统将拖车框架顶升起仰角。

为系统运行做好准备工作。

当刚刚开始启动设备或PLC控制系统监测到液压系统压力低于设定值时，液压泵开始工作，向CNG钢瓶内注入高压液体介质；在液压泵出口设压力控制阀，并设压力传感器，压力控制阀设定液体出口压力控制范围21～22Mpa。

当液压系统压力达到高限22MPa（或用户设定值）时，压力控制阀停止向高压系统供液，并通过旁通回路把泄压液体回流到液体储罐中；液压泵经一定时间的延时，如果系统压力仍然不降，则液压泵停止工作；当系统压力降至底限21MPa（或用户设定值）时，液压泵重新开始工作。

子站设备在运行时，由控制系统的PLC自动控制。

系统中的所有自动阀门都由气动执行器驱动，而气动执行器的动作则由PLC控制。

当加满气的拖车来到子站停到相应的停车位置后，分别连接液体高压管路、压缩空气控制管路、CNG高压管路等，打开相应的控制阀门，关闭放散阀门，检查无误后即可开启增压系统，开始给加气机供气。

当系统开始工作时，首先第一个钢瓶上的进液阀门、出气阀门打开，回液阀门仍处于关闭状态；在液压泵的作用下，液体介质开始注入第一个钢瓶，同时高压天然气被推出钢瓶；当大约95%的天然气被推出后，自动控制系统发出指令，关闭该钢瓶的进液阀门、出气阀门，打开回液阀门，此时第一个钢瓶内的高压介质开始返回橇体内的液体储罐中；第一个钢瓶回液开始后，经延时3秒钟，第二个钢瓶的进液阀门、出气阀门打开（此时该钢瓶回液阀门处于关闭状态），高压液体开始注入，继续加气过程。

当第一个钢瓶内的液体介质返回到液体储罐后，自动控制系统发出指令，回液阀关闭。

设备运行时，由PLC程序控制实现8个钢瓶依次顺序工作。

气动执行器根据PLC控制程序适时开启和关闭各钢瓶的进出口阀门，顺序转换工作钢瓶。

当前一辆拖车的天然气卸完气后，由人工调换快装接头到第二辆拖车（转接时间在3-5分钟左右），实现加气站不间断运行。

（在人工调换快装接头时须注意：

先把注液软管、高压气管、2个控制气快装接头调换过去，留下回液软管、第8个钢瓶的回液阀门控制气管，待第8个钢瓶回液完毕后，立即把回液软管、第8个钢瓶的回液阀门控制气管调换至第二辆车上。

）

设备运行时，除更换拖车时由人工操作外，整套设备的所有动作均由设备自带的PLC程序控制，无须人工干预。

二、液压式天然气汽车加气子站系统设计制造引用的标准

1液压式天然气汽车加气子站设计制造引用的标准

GB3836.1-2000爆炸性气体环境用电气设备第1部分通用要求

GB3836.2-2000爆炸性气体环境用电气设备第2部分隔爆型“d”

GB/T14976-2002流体输送用不锈钢无缝钢管

GB18047-2000车用压缩天然气

GB50058-1992爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范

GB50156-2002汽车加油加气站设计与施工规范

SH3063-1999石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范

JB/T4711-2003压力容器涂敷与运输包装

JB/T4735-1997钢制焊接常压容器

气瓶安全监察规程国家质量技术监督局2000年版

Q/SHJ18—2004天然气汽车加气子站

2液压式天然气汽车加气子站拖车设计制造引用的标准

GB7258-1997机动车运行安全技术条件

JB4185-1986半挂车通用技术条件

Q/SHJ11-2001管瓶式高压气体运输半挂车

三、液压式天然气汽车加气子站型号及技术参数

1液压式天然气汽车加气子站型号

LND1000/20

工作压力（MPa）

工作能力（处理气量）（Nm3/h）

设备型号

2液压式天然气汽车加气子站技术参数

工作压力：

20MPa

工作能力：

1000Nm3/H

高压气出口管径：

内径Φ14mm（3/4英寸）

取气率：

95%

钢瓶卸完气后余压：

≤1MPa

适应环境温度：

-40℃～+50℃

主电机功率：

30KW

系统总功率：

≤35KW

设备重量：

约5500kg（含介质）.l/

设备噪音：

≤75dB,距离设备1米处

成品气含油：

≤10ppm

含尘粒径：

≤5μm

控制方式：

PLC可编程自动控制

工作周期：

连续

高压天然气系统设有安全阀开启压力27.3MPa

液压介质实际储备量：

2750L

两车之间转换快装接头时间：

3-5分钟（快装接头转换完成后，第二辆车开始工作，第一辆车回油不影响第二辆车加气）

排气温度：

常温（环境温度）

防爆等级：

dⅡBT4

正常情况下液体损耗：

0.3L/10000Nm3CNG气体

设备尺寸：

4292X2150X2310mm

压力表：

选用国产产品，精度等级1.5级。

设备使用寿命：

20年

3液压式天然气汽车加气子站拖车技术参数

祥见《半挂车使用说明书》。

四液压式天然气汽车加气子站对进站气质的要求

符合GB18047-2000《车用压缩天然气》中对充入汽车的压缩气的指标要求。

主要为：

总硫（以硫计）：

≤200mg/m3；

硫化氢：

≤15mg/m3；

水露点：

在最高操作压力下，不高于-13℃，当最低温度低于-8℃时，应比最低气温低5℃。

实际运行要求常压露点低于-55℃；

含尘粒径：

≤5μm。

五.液压式天然气汽车加气子站成套设备的简介

1液压式天然气汽车加气子

站橇体

1.1液压式天然气汽车加气

子站橇体框架

橇体框架采用100X100mm的

方钢管制作，外涂防腐涂料，

设有吊环螺钉，方便吊装

移动。

设有平开门2个、通风

用防爆风机、防爆接线箱、

气体缓冲罐、橇体内和橇体外操

作台处设置防爆照明灯等。

图三

橇体内设有燃气报警探头，与设在控制室的燃气报警控制装置相连，如果橇内泄漏的燃气达到浓度（5%v/v）时，燃气报警探头向燃气报警控制装置发出信号，燃气报警控制装置接到传感信号后，发出声光报警信号。

提醒操作人员作相应处理；如果橇内泄漏的燃气达到浓度（15%v/v）时，控制装置在发出声光报警信号的同时，向站内提供开关信号，由站内配电系统断开设备的电源，停止站内设备的运行（图四）。

图四图五

1.2液压式天然气汽车加气子站橇体液体储罐

含储罐、液位计、低压过滤器等。

液位计由连通管、液位控制装置、高强树脂管等组成，具有控制液位等功能。

其控制参数已在出厂时设定好，用户不能变动。

图六图七

1.3液压式天然气汽车加气子站橇体增压系统

含国产防爆电机、进口高压泵、压力控制阀、高压管件等（图六、图七）。

主电机：

功率30KW，1470rpm，380v，dⅡBT4。

高压泵：

选用进口产品，设计工作压力：

48MPa。

高压管件：

选用进口优质产品，耐压：

31.5MPa。

1.4压力控制阀及缓冲罐

图七、图八中显示了橇体中

CNG缓冲罐、注液控制阀、回液

控制阀等部件的位置图；

CNG缓冲罐容积不小于80升，

配有排污阀；采用符合国家强制

标准GB5099《钢质无缝气瓶》的

钢制压力容器。

压力表量程为0-40MPa，用于

现场显示高压泵出口的压力。

它通过一个两位三通手动滑阀控

制，用手按压按钮，则压力表显图八

示当前压力；抬起手后滑阀切断高压液体管路，同时把滑阀至压力表之间管线内的压力介质卸压并部分回流到储罐中。

压力控制阀用于调整、控制、稳定由高压泵压出的液体介质的工作压力，阀后配有压力传感器，用于把系统压力信号送到PLC。

1.5液体介质

在环境温度-40℃∽+50℃时保证系统正常工作；

介质的其它性能：

毒性作用：

本介质在操作人员正常操作情况下的一般接触不会对人产生毒性影响，但大量的介质进入

人体（如误食等）可能会对人产生一些伤害。

其它油脂影响：

由CNG带入的、含量在母站出口气设计允许含油量的范围内的润滑油杂质对本介质的正常运行不会产生影响。

微量水影响：

由CNG带入的、含量在规范（GB18047-2000《车用压缩天然气》）允许的范围内的微量气态水对本介质的正常运行不会产生影响。

2.液压式天然气汽车加气子站拖车

2.1液压式天然气汽车加气子站拖车简介

CNG加气子站拖车是由石家庄安瑞科气体机械有限公司，根据安瑞科CNG子站系统自动控制的要求，在普通CNG拖车的基础上，对前舱、后舱的管阀件进行改造，增加气动阀门、管件及连接高压软管等制造而成，是安瑞科CNG子站的主要配套产品。

2.2CNG加气子站拖车组成

拖车主要由集装管束、拖车底盘组成（图九）。

◆储运CNG用的集装管束由以下部分组成：

钢瓶；

气动控制阀门、管件、高压管件系统等。

◆拖车底盘

40英尺骨架式半挂车底盘是运输40英尺（≈12.2m）标准集装箱的专用底盘，该底盘的详细使用见供应商提供的使用说明书。

图九

2.3CNG加气子站拖车主要部件说明

（1）钢瓶；

每只钢瓶上都配置有：

爆破片组件二件、手动高压阀门二件、液体介质进口气动高压阀门一件、液体介质出口气动高压阀门一件、CNG气动高压阀门一件、压力表一件及高压管件。

（2）操作后舱

在拖车后舱包含了大部分的操作部件，包括：

控制气管路快装接头、高压液体进出口高压快装接头、高压天然气进出口快装接头等（图十）。

在操作仓每个瓶口端塞上安装带爆破片的安全装置、压力表及控制每个钢瓶的气动球阀、手动球阀及管路，然后各管路汇总到进出油块体及快装接头。

所有的高压阀门采用进口不锈钢球阀，高压软管采用美国PARKER公司的5CNG压缩天然气专用高压软管，防静电，耐压高达5000psi（35MPa）。

安全装置采用进口高精

度爆破片，图十

爆破压力控制精度高；爆破压力：

33.3MPa，保证钢瓶在遭受极端破坏、压力急剧升高时，爆破片能及时爆破，保证工作人员、环境、钢瓶的安全。

快装接头采用美国PARKER公司的HANSEN快装接头，使用方便（图十、图十一、图十二）。

其

中高压管件采用欧洲进口优质产品，阀门气动执行器根据开启阀门需要的扭矩选用。

图十一图十二

◆气动控制阀门与高压软管连接方式：

在阀门出口采用了NPT螺纹连接密封方式，此种螺纹具有连接强度高、密封性能好等优点。

在部分管件之间、管件与高压软管之间采用了液压系统常用的胶圈密封型式，具有密封性能好、耐压等级高、使用方便等特点，大大方便了用户的维护、检修

◆

气动控制阀门与钢瓶连接方式：

气动控制阀门与钢瓶端塞通过高压管件、三通相连接，所有高压管件选用欧洲进口产品，耐压等级高，符合使用要求。

◆拖车后舱左半部分控制部件

注液控制气快装接头和CNG控制气快装接头分别图十三

用于注液阀气动执行器及CNG阀门的开启和关闭的控制。

控制气快装接头选用欧洲进口优质产品，耐压≥1MPa，连接牢固、密封性好，与工程塑料控制气管路采用承插快速连接，维护、更换方便。

图十四

CNG快装接头共有两个，一个较大的用于连接母站加气软管，另一个较小的用于连接子

站的卸气软管，采用美国PARKER公司优质产品，保证工作的可靠性（图十四）。

◆拖车后舱右半部分控制部件

拖车后舱右半部分控制部件包含：

回液控制气快装接头、8#钢瓶回液用接头、母站加气备用气源、拖车刹车控制器等。

回液控制气快装接头用于回液阀气动执行器的开启和关闭控制，其中包含第一到7#钢瓶的控制气管路控制图十五

气快装接头选用欧洲进口优质产品，耐压≥1MPa，连接牢固、密封性好，与工程塑料控制气管路采用承插快速连接，维护、更换极方便。

第八单元回液用接头单独有一个快装接头，主要用于在更换拖车操作时使用。

在第一辆车的第八单元工作完毕后需要把第一辆车卸气的相关管路导至第二辆车，在此时先不要把第八单元控制气管路移过去，待等到第一辆车的第八单元回液完毕后再将第八单元控制气管路移至第二辆车上（图十五）。

母站加气备用气源引自拖车自带的储气罐气源，用于母站气源有故障的情况下拖车在母站加气用。

但由于该气源压力不稳定，所以用户应在加气的母站设置0.8MPa的洁净压缩空气气源（参考仪表风气源设备气体出口指标），以保证拖车加气的快速，安全。

拖车刹车控制器用于在拖车停放在子站或母站时刹车用，使用拖车自带的储气罐气源。

在拖车停稳后，打开拖车后舱门时，该装置自动把顶住刹车片的压缩空气放散，使刹车片抱住轮箍，将拖车固定在停车位处。

待拖车加满气或在子站卸完气关上后舱门后，该装置则打开控制器内的气路，压缩空气顶开刹车片，拖车即可离开子站或母站。

（3）操作前舱

在操作仓每个瓶口端塞上安装带爆破片的安全装置、压力表及控制每个钢瓶的气动

图十六

球阀、手动球阀及管路，然后各管路汇总到进出气连接块。

所有的高压阀门采用进口不锈钢球阀，高压软管采用美国PARKER公司的5CNG压缩天然气专用高压软管，防静电，耐压高达5000psi（35MPa）。

安全装置采用进口高精度爆破片，爆破压力控制精度高；爆破压力：

33.3MPa，保证钢瓶在遭受极端破坏、压力急剧升高时，爆破片能及时爆破，保证工作人员、环境、钢瓶的安全（图十六）。

3、液压式天然气汽车加气子站拖车顶升装置

拖车顶升装置是利用液压系统将拖车框架顶升起仰角的专用设备。

图十七。

当拖车到达指定位置后，将拖车主支撑腿与地面撑实，放下辅助支撑腿（下面加垫木），启动液压顶升装置，拖车框架顶起，仰角为10º。

该装置包括如下主要部件：

1、隔爆型三相异步电动机；2、油箱；3、吸油滤油器：

4、油泵：

5、溢流阀：

6、压力表：

7、单向阀：

8、手动换向阀：

9、主控阀板：

10、回油滤油器

图十七

4、气源设备

本设备是由小型压缩机、气源净化装置、吸附式干燥机等组合而成的橇体（图十八），它的作用是为控制系统提供干燥、洁净的压缩空气，供气动执行器使用,最大限度的减少压缩空气中的水、油等杂质对自控系统的影响，使系统电磁阀、气动执行器能长期稳定工作。

要求安装在安全区域内，建议安装在控制室内，且环境温度≥5℃。

空气压力：

0.65-0.8MPa；

排量：

≥0.1M3/min

含水温度：

-40℃；

含尘粒径：

≤1μm；

含油：

≤1mg/m3；

图十八

5、控制柜

含进口PLC可编程控制部件、进口电机软启动器等；通过PLC控制程序控制系统的自动运行，对子站设备进行自动监控，并在面板上实时显示设备的工作单元、工作

压力、电机电流等参数。

控制柜（图十九）放置在安全区域内；建议安装在站内控制室中。

图二十显示了控制柜上软启动器和PLC控制器操作面板在工作时的图片。

图十九图二十

键用于PLC功能显示的转换，数据键用于输入、修改各种功能数值。

6、加气机（用户选购）

液压式天然气汽车加气子站高压天然气输出口为单线，故选用国产单线双枪加气机2台既可满足要求（图二十一）。

6.1设备参数：

计量精度：

±0.5%

流量范围：

标准型2∽25m3/min

设计压力：

27.5MPa

加注压力：

20MPa±1MPa

耐压强度：

37.5MPa图十八

环境温度：

－40℃∽＋50℃

防爆等级：

ibdmeⅡAT4

工作电源：

220V±15%50Hz±1Hz

读数最小分度值：

0.01m3

进口连接尺寸：

Φ10mm

单次记数范围：

9999.99m3

累计记数范围99999999.99m3

重量:

280kg

包装尺寸:

1380×900×2300（mm）。

6.2设备功能：

图二十一

1具有非定量加气和预置定量加气功能。

2具有超大容量存储功能，能查取一千六百次中的每次加气数据。

3有班累计功能提高交班效率及总累计双储存功能保证累计数据的真实可靠。

4有掉电时数据保护、数据延长显示及重复显示功能，停电也可交班。

5提供时钟系统，可使加气机的显示屏显示当前的年、月、日和小时、分、秒。

6有体积加气和质量加气选择功能。

有设置和管理双密码功能。

7有完善的数据传输软件可与计算机管理系统实现通讯及控制。

8超大液晶显示、清晰美观；不锈钢侧板外壳豪华美观；键盘操作方便可靠。

六、液压式天然气汽车加气子站系统介绍

由以上六大成套专用设备构成CNG加气子站的整体运行系统，该整体运行系统由下列六大功能系统组成，

（1）、动力照明系统；

（2）、液压系统；

（3）、气动系统；

（4）、天然气气路系统；

（5）、自动控制系统；

（6）、燃气报警系统。

1动力照明系统

该系统含CNG加气子站橇体内隔爆型三相异步电动机（主电机：

功率30KW，1470rpm，380V，dⅡBT4。

）、防爆照明灯、通风用隔爆风机；

空气压宿机用三相异步电动机和风机；

拖车顶升装置电动机见（图二十二）。

图二十二

2液压系统

2.1CNG子站橇体与CNG拖车液压系统

CNG子站橇体与CNG拖车液压系统（见附图二十三）

CNG子站橇体液压系统由以下部件组成：

高压泵、液体储罐、进回液管路系统、高