Cng加气子站设备选型方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种CNG加气子站设备选型方法。
【背景技术】
[0002]压缩天然气(compressed natural gas, CNG)相比汽油和柴油具有明显的价格和环保优势，因此车用天然气近年来发展迅速，我国建设了大量的CNG加气站，主要用户为城市出租车、公交车及少部分私家车。
[0003]CNG加气子站是国内许多城市的建站模式，特别适用于缺乏天然气管网的建站位置。CNG子站气源由城市附近的母站提供，由长管拖车运输至加气站。
[0004]CNG加气子站的设备主要有:机械\液压活塞式压缩机、顺序控制盘、储气瓶\储气井、加气机等。CNG加气子站的设备选型通常通过经验选取，因此会出现设备处理能力与加气站运营需求不匹配的情况，加气站的设备难以达到最优的运行状态。
[0005]目前国内外并无关于CNG加气子站设备选型方法的公开专利。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是现有技术中CNG加气子站设备选型方式单一、不准确的问题，提供一种新的CNG加气子站设备选型方法。该方法用于CNG加气子站设备选型中，具有CNG加气子站设备选型方式多样、准确的优点。
[0007]为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下:一种CNG加气子站设备选型方法，包括如下步骤:
[0008]A)确定输入条件及基本参数:
[0009](I)确定加气站日加气能力，通过工程要求及现场调研明确拟建CNG加气子站的日平均加气量Q。，加气站日平均加气量由以下两种方法确定:
[0010]a)直接给出数值Q0;
[0011]b)由加气车辆的类型及数量估算，车辆类型和数量分别为:出租车XI，公交车X2，客运车X3，其他车辆用气量Q4，计算公式为:
[0012]Q0= 30*X1+100*X2+100*X3+Q4 ；
[0013](2)确定建站面积S ；
[0014](3)确定加气时间段是否集中，如果车辆加气时间多在某几个固定时间段，则选择为集中，加气站日工作时间T按10小时计；否则选择为分散，加气站日工作时间T按16小时计；
[0015](4)确定停运影响大小；
[0016](5)确定压缩机的安装位置，根据工程条件，压缩机可为室内安装或室外安装，室内安装无需考虑方舱，室外安装的需考虑方舱及其降噪功能；
[0017](6)确定加气站小时排量Q，加气站小时排量计算公式为:Q = Qo/T ；
[0018]B)压缩机选型:
[0019](I)确定压缩机工作压力上、下限Pmin，Pmax，压缩机工作压力上限Pmax彡20MPa。压缩机工作压力下限Pmin ( 3MPa ；
[0020](2)确定压缩机数量及平均排量Qc，CNG加气站所有压缩机的平均排量总和需大于等于加气站小时排量Q，压缩机平均排量的计算方式为:取3、7、10、15和20MPa下排气量的平均值；当日加气能力小于1000Nm3时，若停机敏感性大，则选择两台排量为Q的压缩机；若停机敏感性小，则选择一台排量为Q的压缩机；当日加气能力为10000?20000Nm3时，若停机敏感性大，则选择两台排量为Q的压缩机；若停机敏感性小，则选择一台排量为Q或两台排量为Q/2的压缩机；当日加气能力为20000?30000Nm3时，若停机敏感性大，则选择两台排量为Q或两台排量为Q/2的压缩机；若停机敏感性小，则选择两台排量为Q/2或一台排量为Q的压缩机；
[0021](3)冷却方式:压缩机的冷却方式可采用风冷、水冷和混合冷却三种方式，各级排气温度需小于等于150°C，终极排气温度不高于环境温度15°C ;
[0022](4)安装方式及防噪音要求:压缩机的安装方式为室内安装或室外安装，室外安装的压缩机必须配置隔音方舱，方舱选型要求为:距离方舱外Im处的噪声不大于75dB。
[0023]C)顺序控制盘选型:顺序控制盘的小时流量通常有1500，2000，2500，3000Nm3几种，根据计算得到的小时排量Q，向上选取对应的规格，顺序控制盘可选为气动式；
[0024]D)储气设备选型方法:储气设备可根据工程情况选择为储气瓶组或者储气井，分为低压、高压、中压三段，CNG子站直接采用长管拖车作为低压段，中压和高压的容积比例为3:1或2:1，单瓶水容积相等，可选为2m3或者3m3;单独CNG加气子站内设有固定储气设施时，固定储气设施的总容积不应超过18m3，站内停放的车载瓶组储气拖车不应多于I辆；单独CNG加气子站无固定储气设施时，站内停放的车载储气瓶组拖车不应多于2辆；
[0025]E)加气机选型:加气机为双枪机，加气机数量计算公式为:
[0026]加气机数量=Q/(2*2500);
[0027]F)加气站设备集成:如果工艺区面积S ( 220平方米，则必须选择为集成式撬装加气子站；需将卸气柱、压缩机、储气瓶组、顺序控制盘集成为撬装形式，加气机置于撬内或置于撬外单独布置；压缩机必须采用室外安装的方式；如果工艺区面积S > 220平方米，则采取集成方式或各设备单独布置的方式。
[0028]对本专利描述的CNG加气子站设备选型方法，需要说明的是:
[0029](I)本专利描述的加气站设备选型方法主要针对关键设备，不包括对工艺管道、配套阀门及仪表的要求；
[0030](2)本专利描述的加气站设备选型方法中涉及的参数及规定等依据GB50156《汽车加油加气站设计与施工规范》等相关国家标准。
[0031]本专利通过确定加气站日加气能力、建站面积、加气时间是否集中、停运影响大小、压缩机安装位置等输入条件后，根据公式计算及工程要求，获得加气站主要设备即:压缩机、顺序控制盘、储气设备、加气机等设备的参数要求，所提设备选型方法依据加气站建站特点，日加气量等条件，通过严格的公式计算，结合行业内的先进经验，提出优化的设备选型方案，输出合理的参数配置要求，使设备能力与建站需求相匹配。本专利设备方法输出的工艺路线和设备选型结果不唯一，计算结果给出多种满足要求的选型方案，由使用人员根据加气站条件对比各方案的优劣，选取最为适合的选型结果，取得了较好的技术效果。
【附图说明】
[0032]图1为本发明所述方法的流程示意图。
[0033]下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
【具体实施方式】
[0034]【实施例1】
[0035]拟建1000m3的城市CNG加气子站，允许建站面积约200平方米，加气时间集中，
主要服务对象为出租车及私家车。
[0036]根据以上基础条件，CNG子站的主要设备选型实施方式如下:
[0037]—、输入条件:
[0038](I)日加气量为 Qtl= 1000m3;
[0039](2)建站面积S = 200平方米；
[0040](3)加气时间集中，即T = 10小时；
[0041](4)停运影响较小；
[0042](5)压缩机安装位置为室外安装；
[0043](6)根据上述条件，可计算得到加气站小时排量Q = Q0/T = 1000Nm3/h。
[0044]二、压缩机选型方法
[0045](I)根据气源情况，确定压缩机工作压力范围为:压缩机工作压力上限Pmax ^ 20MPa，下限 Pmin 3MPa0
[0046](2)压缩机总排量须大于等于加气站小时排量Q，由于停运影响较小，压缩机可选为单台或多台配置。考虑经济性，选择单台压缩机，其平均排量要求为Qc> 1000Nm3/h。
[0047](3)压缩机的冷却方式选用混合冷却的方式。满足各级排气温度需小于等于150°C，终极排气温度不高于环境温度15°C。