CNG加气站压缩机进气压力选择的探讨

科技情报开发与经济

文章编号：1005－6033（2012）05－0147-03

SCI-TECHINFORMATIONDEVELOPMENT＆ECONOMY2012年第22卷第5期

收稿日期：2012－01－21

CNG加气站压缩机进气压力选择的探讨

郭维新1，周军2

（1.太原煤气化太原市煤气公司，山西太原，030024；2.新疆阿拉尔市大漠天然气公司，新疆阿拉尔，843300）

摘

要：介绍了加气站的类型和压缩机进气压力值的差别，论述了压缩机进气压力与

增压速度及功耗的关系，对站前调压器及调压幅度进行了分析。关键词：加气站；压缩机；进气压力；增压速度；功耗中图分类号：TQ547.8+2

文献标识码：A

随着天然气开发、利用规模的不断扩大，CNG（压缩天然气）加气站在大中城市乃至于小城市中迅速建设并投入使用。面对这一形势，在建设CNG加气站时如何选用及匹配天然气压缩机的进气压力值，从而提高其在运行时的经济适用性，就成为一个值得探讨的问题。以下从3个方面进行研究。

mm/m的方水平进行测量，用塞尺检查电机垫板接触间隙不大于0.04mm。

电机安装要求如下：高度为0～2mm；轴向水平度为±0.1mm/m；垂直于轴线方向的水平度为±0.1mm/m；位置偏差为±2mm。3.113.11.1

其他辅助设备的安装供油系统的安装

首先用经纬仪检查基础的水平度，用手锤轻敲表面检查基础是否有空穴及混凝土附着不良的地方，以压缩机基础中心线为基准，画出中心线，然后装上油箱及其他设备，用酸清洗管道后，进行连接，最后对管道进行油冲洗。3.11.2

冷却器的安装

1加气站的类型和压缩机进气压力值的差别

CNG加气站分为3种：加气母站、加气子站、常规站。3种站

的压缩机因结构上的差异从而使其进气压力值也各不相同。1.1

加气子站

3.12管道安装

设备安装完毕经检查符合设计、规范要求后，可进行二次灌浆，最后进行管道安装。

4结语

以上就是3TYS78＋2TYS56型氧气透平压缩机组的整个安装

在氧压机整个安装过程中，不论是人员过程。特别要提醒的是，

还是场地一定要保持清洁，一定要按规定使用脱脂剂、清洁剂，设备绝对禁止油污染！施工现场一定要执行动火审批制度，确保人员及设备的安全。

（责任编辑：白尚平）

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第一作者简介：郭永亮，男，1965年12月生，1988年毕业于鞍山冶金运输学校，1999年毕业于太原理工大学（函授），现任中冶天工集团有限公司机电安装分公司经理，天津市空港经济区西二道88号，300308.

以压缩机中心线及地平线为基准，确定中间冷却器及末端冷却器的位置，在机壳上装好伸缩节。

其他设备的安装水平度不应大于1/1000，位置偏差不应大于±10mm，标高偏差不应大于±10mm。

TalkingabouttheInstallationTechnologyfor3TYS78+2TYS56

OxygenTurbineCompressor

GUOYong-liang,WUGuang-cheng

ABSTRACT:Thispaperintroducesthemaincomponentsof3TYS78+2TYS56oxygenturbinecompressorandtheirtechnicalcharacteristics,andexpoundsthepreparationworkoftheinstallationconstructionoftheoxygenturbinecompressoranditsmainconstructionmethodsandtechnicalrequirements.

KEYWORDS:oxygenturbinecompressor;technicalcharacteristics;installationtechnology

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加气子站的进气压力值是固定的，即不论在什么地方建加气子站，其所选压缩机型号的进口压力值均为3MPa～20MPa，所不同的只是根据所建站加气量的大小选取不同的排量和功率。1.2

加气母站

加气母站各型号压缩机的进口压力值分为多个级别区，最低为0.6MPa～1MPa（次高压），最高为6.5MPa～8.5MPa（超高压）。1.3

标准站

标准站压缩机进气压力的级别区分别为0.15MPa～0.4MPa（中压）和0.4MPa～0.8MPa（次高压）。

加气母站和常规站压缩机的进气压力之所以分为多个级别，这与每个加气站站址处的输气管网的压力级制有关，建站时可根据站址处的输气管网的压力级别来选用与之相匹配的压缩机型号。

通过上面的数据比较我们可以看出，加气子站压缩机的进气压力最高，加气母站次之，标准站最低。于是在人们的头脑中似乎就形成了这样一个意识，即认为管道供气的加气站只能适用于进气压力低的压缩机，只有这样压缩机才能平稳和正常地运行。其实并非如此，加气母站和标准站之所以选用的压缩机的进气压力低于加气子站，是因为管道输送的气源的压力偏低，达不到加气子站车载瓶组那么高的压力值，即由管道的压力来决定压缩机的进气压力，而不是相反。我们不妨做一个假设，如果输气管道能提供如同车载瓶组同样高压力值的气源，那么加气子站的压缩机用到管输加气站内也并非绝无可能。正因为管道输气的压力值对压缩机的选型起着主导和制约的作用，因此，当管道延伸前方如拟建加气站，那我们窃以为其压力级制尽可能不进入中压级制，而且非万不得已绝不进入中压B级区（0.2MPa～0.01MPa）。

排气量将增加0.75倍。这就意味着，如果我们将进气压力从0.4MPa（中压与次高压的分界点）提高至1.6MPa（次高压与高压的分界点），那么同功率的压缩机的排气量将增加3倍。因为气体的压力与密度呈线性关系（忽略压缩时温度的变化），故将同一容器增压至额定压力值时，当进气压力为1.6MPa时，所用时间将只有进气压力为0.4MPa时的约1/3，节省时间约2/3。同理将节省电耗约2/3。CNG加气站的压缩机功率都比较大（一般都在200kW以上），故这个电耗量的节省是相当可观的。在这个问题上人们似乎还有一种模糊的、不太明确的认识，即认为不论选取何种级制的进气压力，加气机的加气效果实际是一样的。人们常看到的现象是不论选取什么样的进气压力，汽车进站加气的快慢是相差不大的。比如说子站的进气压力可高至20MPa，而常规站的进气压力可低至0.2MPa左右，其表压相差为100倍左右，于是人们得但进站汽车加气的时间大都可以控制在5min之内，

出的结论便是进气压力的大小根本就无所谓。其实，造成人们这一认识误区或错觉的原因是由CNG加气站的特殊机理造成的。如前所述，CNG加气站的压缩机并不直接给车用气瓶加气，它先是给储气井加气，达到额定压力值后再由储气井给车用气瓶加气。正因为储气井均达到了设定的额定压力值，所以它们在给车用气瓶加气时所用的时间是相差无几的。上述的后一个过程我们称之为即时过程，前一个过程称之为准备过程。准备过程对进气压力高的站型来说是一个轻松快捷的过程，比如说加气子站，当车载瓶组刚打开时，其瓶中的压力值为20MPa，这时压缩机的准备过程完全可以一蹴而就。而对压力级制低的加气站来说，这个过程是艰苦而漫长的。另外，当加气车辆的密度过大，储气井中的欠压度较大时，两种站加气速度的差别将明显地显现出来。为了缩短这一差距，进气压力低的加气站就必须选用功率较大的动力，比较明显的是加气子站的电动机功率一般均为100kW以下，而加气母站及常规站的电动机功率多为200kW以上，高可至400kW。

选用低级别的进气压力，除了延长增压时间、增加电能的消耗外，还有一个不良的后果就是加剧了压缩机的磨损。压缩机的各部件，特别是高压气缸在工作时处于一种非常艰苛的工作条件中，长时间的不间断工作，随着压力、温度的升高，将会加大部件的磨损，而且不间断工作的时间越长，这种磨损的程度越大，从而会造成维修费用的增加。目前大部分CNG加气站所选用的是国产品牌的压缩机，国产品牌的压缩机在关键技术和关键部件的制作上与国外相比尚有一定的差距。如果能有效地缩短压缩机连续工作的时间段，将能降低其部件的磨损，从而延长压缩机的使用寿命。

2压缩机进气压力与增压速度及功耗的关系

从以上的分析我们可以看出，压缩机制造厂家可提供与诸

多压力级制相匹配的天然气压缩机。据有关资料记载，最精良的天然气压缩机的最低进口压力可低至0.05MPa，也就是说该压缩机可以将绝对压力为0.15MPa的天然气经过多级压缩后，把它的压力提升至25.1MPa的绝对压力值，其提升倍数高达167倍。既然压缩机有如此优越的性能，那我们在选择站址和压缩机型号时似乎就不必过多地去考虑管网压力级制的高低，只要二者能匹配就完全足够了。事情似乎并不尽然。之所以这样说，是因为压缩机将不同压力级制管网的气源提升到同一度（25MPa）时所需要的功耗是大不相同的。举一个浅显的例子，就如同人们将重物从5楼提到10楼和从1楼提到10楼所付出的体力和艰辛是大不相同的一样。为了说明问题，我们不妨做一个简单的计算和比较。据有关资料显示，进口压力与压缩机的排气量呈线性关系，同一台压缩机的排气量的变化倍数与进气压力变化倍数之比的斜率约为tan37°的关系。也就是说进气压力增加1倍，其148

3站前调压器及调压幅度的分析

加气站有关规范规定，天然气进站管道上宜设置调压装置。

对于做出这一规定的原因，我们认为主要是出自两个方面的考虑：一是当压缩机工作时，可避免管网压力的过大波动；二是当

进站管道出现异常情况（压力超高）时，通过调压器的功能对压缩机的进气侧起到保护作用，避免因压力过高而造成压缩机进气侧部件的损坏。在这个问题上，人们或许会出现一个认识上的偏差，即认为调压器是压缩机的必配装置，舍此压缩机将无法正常工作，而且只有将进气压力降到一个较低的数值时，压缩机才其实，事情并非如此。比如说，加气子站的压能平稳正常的工作。

缩机前就不设调压器，之所以如此是因为车载瓶组中的天然气压力有上限值，不会出现超高现象，另外它也不涉及压力波动的问题。换言之，如果管道有足够的输气量，在压缩机工作时不会造成过大的压力波动；另一方面，又能确保管网不会出现压力超高现象。在这种情况下，管输加气站压缩机前也可以像子站压缩机一样不设调压装置（这只是理论上的一种假设）。

我们有必要明确一个问题，这就是调压装置在实质上来讲是一种压力能量的消耗装置，其调压幅度越大，压力能量的消耗也越大，且这一消耗掉的能量是不能回收利用的。比如说居民户内用气，其灶前压力为2000Pa。2000Pa究竟有多大比较抽象，如果我们将其换成工程压强单位就比较直观了，2000Pa＝20g/cm2。如果（40kg/cm2），通过逐级降压后降至说管输气源的压力为4MPa

2000Pa（20g/cm2），其间就有了2000倍的压差比（表压）。曾有数人问及笔者，居民区入户的气源能否通过压缩机的作用将其加入车用气瓶？笔者当即答复道，此法断不可行。其原因就在于当此气进入入户气源的压力太低。入户气源的表压为2000Pa，

压缩机时，其工作状态的绝对压力约为0.103MPa，要想将其增其压力要增大约195倍。先不说现在有没至20.101MPa的高压，

有这样的压缩机，即便有（要想造应该是可以造出来的），这样做也是一件耗时费力、得不偿失的事情。压力逐级下降对居民户内用气来说是正常的，而对于CNG加气站来说，它并不是一个压力逐级下降的过程，进站气源经调压器调低，然后再由压缩机将其增高，因此它的整个过程是一个增压过程，而调压器的降压只是整个增压过程中的迂回和暂退。打个比方，我们将一个石料从一个山顶运到另一个山顶，需将其先推至谷底，然而后再将其推上另一个山顶。既然是这样，我们就有必要选择一个高度适合的谷底，如果谷底的位置太低，当向上推行时将加倍吃力。这就是我们需要探讨降压幅度的必要性。

目前，CNG管道加气站调压器的调压幅度大概设计为管道始点压力的30%～35％。之所以选取这一降压幅度，是根据输气

管道在用气高峰期的沿途压降而做出的。管输燃气在流动输送的过程中要产生压降，且管路越长、输气流量越大（流速越大）产生的压降也就越大，亦即到达管道的用气点时的压力也就越低。于是，就出现了这样了这样一个情况，即在用气高峰期间，经过沿途的压降，当气源到达加气站的进站点时其压力值已经就与调压器设定的出口压力值相等或相近了（我们常称这种现象为。在这种情况下，即使没有调压器的作用，也能保证压自然调压）缩机的正常运行，可谓是恰到好处。但是我们又不能不想到问题的另一方面，这就是对管网来说，其高峰用气时间是偏短的，而非高峰用气时段却占了大半，在此期间内，由于用气量锐减，管道压力明显增高，这时调压器就需要进行大幅调压，才能使调压器的出口压力与压缩机的进口压力相匹配。在这个过程中就会造成压力能量的大量耗费，这将加大能耗，加大机械磨损，加大总的运行成本。针对这一情况，我们认为，在设计调压器的出口压力时，依然有必要遵循就高不就低的原则，也就是说尽量减小调压器的调压幅度，从而保证压缩机的经济运行。与此同时，我们在压缩机选型时也尽可能地选取进气压力区间较大的型号，以便使其能适应用气高峰期与非高峰期之间所形成的压力波动区间。

CNG加气站在选取压缩机的进气压力时有必要遵循就高不就低的原则，这一原则与目前社会所提倡的低碳生活是非常契合的。

参考文献

［1］严铭卿．煤气工程设计手册［M］．北京：中国建筑工业出版2008.社，

［2］中国市政工程华北设计研究院．GB50028—2006城镇燃气．北京：中国建筑工业出版社，2006.设计规范［S］

［3］中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司（四川石油勘察设计研究院）．GB50251—2003输气管道工程设计规范［S］．北京：中国计划出版社，2004.

［4］中国市政工程华北设计研究院．CJJ84—2000

汽车用燃气

加气站技术规范［S］．北京：中国建筑工业出版社，2004.

（责任编辑：薛培荣）

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第一作者简介：郭维新，男，1971年5月生，1992年毕业于同济大学城市燃气工程专业，高级工程师，太原煤气化太原市煤气公司，山西省太原市，030024.

ProbeintotheSelectionofCompressor’sInletPressureinCNGFillingStations

GUOWei-xin,ZHOUJun

ABSTRACT:ThispaperintroducesthetypesofCNGfillingstationsandthedifferencesofcompressor’sinletpressurevalues,discussestherelationshipamongcompressor’sinletpressure,pressureincreasingrateandpowerconsumption,andanalyzesthestationpressureregulatorandthepressureregulatingrange.

KEYWORDS:CNGFillingStation;compressor;inletpressure;pressureincreasingrate;powerconsumption

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/pidq.html