浅析CNG液压式加气子站的应用

赵振龙（中国石油辽宁销售公司 沈阳市 110031）

一、液压式CNG 加气子站简介

液压式CNG 加气子站采用液压平推增压技术取代传统的机械压缩机增压技术，具有系统整体集成度高、加气速度快（小功率设备加气能力＞1000m3/h）、运行费用成本低(小型设备主电机功率仅30Kw)、系统自动化程度高、维护几率小、运行稳定、设备安装方便等特点。

液压式CNG 加气子站主要由以下部分组成： 液压增压橇体、CNG 专用拖车、加气机、控制柜及仪表风压缩机、燃气报警装置等。

二、液压式加气子站工作原理

液压式CNG 加气子站系统采用液压技术，增压系统将特殊液压介质直接充入已充足CNG（20MPa）的拖车钢瓶内，将CNG推出并通过加气机给汽车加气。 在系统运行过程中没有减压再增压过程，降低了能源消耗。 采用控制充入钢瓶内的液体总量的方式，保证系统正常工作。

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，回液阀门关闭；在高压泵的作用下，液体介质开始充入第一个钢瓶，同时高压天然气被推出钢瓶；当大约95%的天然气被推出时，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撬体内的储罐中；间隔几秒钟后把第二个钢瓶的进液阀门、出气阀门打开（此时回液阀门关闭），高压液体开始充入。 当第一个钢瓶内的液体介质绝大部分返回到储罐后，（此时钢瓶内还有少量不能返回的剩余介质），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： 先把充液软管、高压气管、3 个控制器快装接头调换过去，留下回液软管、第8 个钢瓶的回液阀门控制器管，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器管调换至第二辆车上。

三、 液压式加气子站相比传统压缩式加气子站的优势特点

由于液压式加气子站特有的工艺原理和在系统工艺设计中充分遵循“节能、集成、高效”的原则，使得液压式加气子站系统体现出如下技术特点：

1、 运行费用少。 液压式系统耗电功率小， 主电机功率为30Kw，系统总功率不超过35Kw（选择2000m3/h 型设备时，系统总功率也仅为70Kw）, 而压缩式系统总功率为55 Kw （选择2000m3/h 型设备时，系统总功率将超过100Kw），液压式与传统压缩式相比大大降低了耗电费用，大量在运行统计数据显示，液压CNG 加气子站单位加气量， 消耗电量约为0.04kWh/Nm3，远远低于机械活塞子站的0.06kWh/Nm3。

2、施工、安装简便，建站速度快。 液压系统整机设备少，主要设备只有液压子站撬体、加气机，且加气机采用单线制，既减少了连接管道数量，同时减少了管道连接点的数量，从而漏气的可能性较低；设备基础数量减少，土建投资减少；液压CNG 加气子站采取整体撬装化设计，在设备生产厂家完成整体组装，现场安装简便快捷（3～7 天），建站投入运营快。

3、加气稳定、速度快。 液压CNG 加气子站是以高压液体直接等压置换拖车钢瓶中的高压CNG 气体，拖车钢瓶基本维持高压取气，从钢瓶推出的气体完成气液分离和过滤后，仅以高压通过单线加气机对车辆加注，不存在传统压缩式的低、中、高压线切换，提高了加气速度，统计数据显示，液压CNG 加气子站（以2000Nm3/h 系统为例）对出租车加气约2 分钟/车，对公交车加气约9～12 分钟/车。

4、系统取气率高。 液压CNG 加气子站取气率，也即注入长管拖车钢瓶内液体占据钢瓶容积比率，不低于95%，完成取气回液， 拖车钢瓶天然气余压1MPa。 对比机械子站取气率约为80～85%。 完成取气，拖车钢瓶天然气余压3～3.5MPa

5、自动化程度高。整套系统均有专业PLC 系统自动控制，系统工作全过程中所有设备工作（如电机油泵的启停、工作单元钢瓶的注油和回油、 阀门的开启与关闭、 单/双注回油的交换更替等），均由专业PLC 系统自动控制，除转换拖车插拔软管外，全过程无需人为干预， 同时实时监控系统各设备工艺状态和技术参数，出现异常即自动报警并启动应急设备，确保系统稳定、安全运行。

6、无储气系统，建站面积小。 液压CNG 加气子站无需配置储气系统，不用建设储气井（储气瓶组），建站面积省，特别适合油气合建，或在已建成加油站基础上改扩建CNG 加气站。

7、环境适应性强。 液压式CNG 加气子站系统设备震动小，由于撬体周围采用了隔噪结构， 设备噪音控制在75 分贝以下，即使子站周围有居民居住，也不会影响到正常的生活，因此在站址的选择上相比压缩式的高噪音有较大优势，环保优势显著。

四、CNG 液压式加气子站的应用建议

1、天然气汽车（NGV）运转半径相对较小，CNG 加气子站的选址应尽量在城市城区内，相对土地资源有限的地区，尽可能选择安全距离允许的在营加油站，将其改建为油气合建站。

2、CNG 的利用应优先在运行效率高、 污染比率较大的城市公交车、出租车中推广，以辽宁省为例，沈阳、鞍山、抚顺、阜新、盘锦、营口等地区极其适合建站。

3、政府相关部门应制定合理的燃油与天然气比价价格(以柴油为参考价值)，鼓励更多的公交车、出租车及民用车辆使用天然气。

4、依托政府支持，对天然气出租出实行价格补贴机制，提高公交车、出租车的改装率，积极制定CNG 加气子站发展规划，使CNG 市场的需求与供应相适应。