国内外CNG加气站技术发展方向的研究

王 波

（克拉玛依职业技术学院，新疆 克拉玛依 833400）

一、CNG加气站的原理和流程

CNG加气站主要是指为CNG汽车充装燃料，也可为大型的CNG运输槽车充装转运的CNG燃气燃料场所。天燃气管道输送天然气到CNG加气站，燃气通过工艺设备进行脱硫、脱水等预处理，再通过压缩机压缩后储存到储气瓶中或通过加气机给出售给加气车辆。

加气站控制系统被分为压缩机控制系统、网络控制工艺流程管道系统、加气机费用管理系统、可燃气体报警控制系统，加气站实现安全运营、平稳加气功能是与四套系统互相配合工作密不可分的。天然气加气站的流程如图1所示。

图1 天然气加气站的流程图Fig.1.1 Flowchart of natural gas filling stations

二、国外CNG加气站技术

国外CNG加气站的技术水平和发展趋势以美国安吉公司（ANGI）、加拿大IMW公司和意大利新比隆公司等外国厂家的CNG技术为代表。

1.加气站总体技术

加气站普遍采用撬装式结构,按照集装式和模块化设计，将压缩机、天然气净化系统、冷却系统、气体回收系统、控制系统、储气瓶组等都集成在一个类似集装箱封闭的金属箱体中，该箱体具有降噪、防雨、防爆和便于运输安装等作用。模块化结构具有可变形组装的特点，可以满足不同用户和不同地区建站的要求。

2.安全为首的设计

为了安全加气站普遍采用了防爆设计、集中排空、紧急关机、安全泄压、售气机自动关闭等措施：

3.自动化系统监控

美国CNG加气站普遍自动化程度较高。压缩机组启动后，系统在运行过程中，包括启动、净化压缩、给气瓶组充气、停机排空、再启动，以及通过售气机按低、中、高压的顺序给汽车充气等，完全按一定的时序自动运行。管理人员通过SCADA系统对本地或各地多台加气站实现远距离实时集中控制管理，出现故障，立即报警，同时自动紧急关闭系统，进行故障诊断和排除。

4.模块式的灵活组装

生产厂家已形成自己固定的工艺流程和结构模式。同一厂家生产，同一规格排量的加气站，几乎没有完全相同的。任一台结构上都有些变异，或局部更换了某台设备，或增加了某些功能。这些都是应不同用户要求，或不同地区的需要而修改的。

5.调试后出厂，现场安装工作量小

美国普遍采用橇装结构，将加气站组装调试的大量工作都放在工厂完成，易于加强质量控制，保证加气站稳定可靠。现场施工量很小，只要接通电源和气源，连上售气机即可安全运行。

三、国内CNG加气站技术

中国石化集团公司江汉三机厂生产的撬装式结构和其他部分厂家生产的开放式结构产品基本反映了目前国内CNG加气站的技术水平。脱硫设备和干燥设备比较庞大，一般采用水冷却和后置净化干燥处理方式，管路复杂，无法在工厂内完成安装调试，质量控制有一定困难。

1.天然气压缩机

国内天然气压缩机技术与国外相比有较大的差距，目前广泛应用的是重庆气体压缩机厂和自贡高压容器厂生产的产品。

2.净化设备

（1）脱水干燥设备压力高达25MPa，对容器的制造工艺要求较高，需要配置较大的水池、冷却塔等设备，使整个系统复杂，不宜与撬装式压缩机相匹配。

（2）由于各地天然气的气质和含硫量不同，所选用的脱硫工艺和设备也有较大不同。

3.控制系统

加气站控制系统多数为常规电器控制，比较简单。

4.售气机

目前国内目前多数厂家生产的售气机技术性能和精度不高，稳定性和可靠性差，故障率较高。

四、国内加气站发展方向

根据中国国情，将国内多年来CNG加气站积累的成熟经验总结继承下来，同时积极借鉴国外先进技术和服务理念，使我们开发研制的CNG加气站成套设备，达到起点高，性能稳定，技术完善，安全可靠的目的。为了赶超国外CNG加气站的技术水平，应从以下方面去努力。

1.集装式设计，模块化安装

加气站应进行集装式和模块化设计，使之成为一种标准化的成套设备。具有较高的灵活性和可靠性，能方便运输、简化安装、变形安装、减少占地面积、缩减投入运行成本，以满足不同用户和不同地区建站的要求。

2.完善安全措施，提高自动化程度

为了减少人为不安全因素的影响，要提高加气站自动化程度，完善监控、安全保障措施。

3.提高集成化，加强质量控制

结合用户情况提高加气站集成化程度。将加气站主要设备（干燥器、储气瓶组）全部集成到橇装里去，外围设备只剩下售气机。在工厂里完成全部安装调试任务，在生产制造环节加强质量控制，确保设备安全。

4.加强技术合作，提高管理水平

在国产化过程中应积极寻求国际合作。通过销售代理、合资合作等多种方式，引进国际CNG先进技术和管理经验，使我国CNG技术的发展与世界一流水平保持同步，就能在市场竞争中占据较强的优势。

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