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幾種CNG加氣站專用的天然氣壓縮機類型比較

文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2020/11/9     瀏覽次數:    

天然氣壓縮機是當前國內CNG加氣站建設中的系統核心設備。

主要分為三種類型:傳統機械式天然氣壓縮機、液壓平推式天然氣壓縮機、液壓活塞式天然氣壓縮機

每種CNG加氣站專用的天然氣壓縮機類型的參數特點如下:

一、傳統機械式天然氣壓縮機子站設備系統

1、設備系統主要由普通八管運輸槽車、卸氣柱、橇裝機械式壓縮機組、廢氣回收系統、順序控制盤、儲氣井或站用儲氣瓶組(水容積4M3以上)、售氣機等組成;

2、傳統機械式子站壓縮機技術參數如下:

序號目 

型號規格XD-11/35-250

壓縮介質凈化天然氣

型式D型兩列往復活塞式

壓縮級數

進氣壓力(表壓)MPa3.520

進氣溫度(℃)535

排氣壓力(表壓)MPa25

各級排氣溫度(℃)145

終級排氣溫度(℃)45

10 排氣量Nm3/h1000

11 活塞行程mm100

12 各級氣缸直徑mmф55&ф38

13 冷卻方式空氣冷卻氣缸、風冷式后冷卻器

14 潤滑方式氣缸采用少油注油潤滑,曲軸、連桿、十字頭等采用油泵強制潤滑

15 潤滑油壓力(表壓)MPa0.3

16 額定轉速r/min741

17 主機最大軸功率kW74

18 主電機功率kW75

19 用電負荷kW85

20 電機防爆等級dBT4

21 控制方式PLC控制+全自動控制+無人值守

22 使用壽命(年)25

23 噪聲dB(A))≤85(離機1m處)

24 安裝方式室外、撬裝固定

25 外形尺寸mm×mm×mm4500×2538×2591

26 重量kg6500

3、機械式加氣站天然氣壓縮機在使用中的優缺點分析:

1)價格低且技術成熟:國內外機械式子站壓縮機有上百年的發展歷史,采用了非常成熟的曲柄連桿機構往復活塞式壓縮機的技術原理,但是仍然難以適應子站進氣壓力范圍寬,供氣量波動大的工況特點。在2003年以后,隨著母子站逐漸成為大中城市的主要建站技術路線,國內廠家從2003年開始研制開發機械式子站壓縮機,2007年以后基本上實現了國產化。

2)泄漏率高(1%-3%):曲柄帶動活塞高速運轉,在機體設計中填料、活塞環必須要有間隙,高壓狀態下天然氣泄漏不可避免。

3)電機功率大(75KW90KW):在子站設備系統工作中,尤其是在高壓進氣狀態下,電機的無功損耗較大,并且在停機時要經過降壓和卸荷才能再次啟動,增加了單位氣體的生產成本。

4)易損件多,機組振動大:氣體高速壓縮過程中,活塞環、活塞、氣閥、連桿瓦、填料甚至缸體都易損壞,各廠家生產的都不能通用,維修成本高。

5)機組不能頻繁啟動:所以需要大容積的站用儲氣瓶組或儲氣井,增加了建站費用。

6)壓縮機停機后需將壓縮機體內的高壓氣全部放空,才能再次啟動,所排出的氣體需要有廢氣回收系統。

7)運轉噪聲大,容易產生擾民投訴。

二、液壓平推式天然氣壓縮機子站設備系統:

1、設備系統由專用八管運輸槽車、液壓工作橇、售氣機組成。工作原理:液壓工作橇推動專用液壓油進入運輸槽車中的氣管,通過壓力油將氣體推出槽車(理論上油氣不相溶,是專用進口液壓油),進入售氣機加氣。工藝流程簡單,不需要儲氣井或站用儲氣瓶組,無廢氣回收系統,電機功率小(1000NM3/h排量的機型為30KW2000NM3/h排量的機型為60KW),排氣量是恒定值。

液壓平推子站設備系統是近幾年才發展起來的一種專為子站加氣工藝流程設備系統,技術還在發展之中,該系統具有節能、占地面積小、工藝流程簡化等突出優點。但也如下不足之處:

1)一次性投資大。僅專用槽車、液壓橇、單線加氣機、管系閥門等主要設備購置費用大約為450萬元。

2)排氣量恒定,不適應子站加氣需求量波動大的特點。

3特制槽車,與普通車不通用,比普通八管運輸槽車貴30萬元左右;

4)專用液壓油直接與天然氣接觸,污染工藝系統中閥門等精密設備,也污染下游設備,影響設備的正常使用。液壓工作橇中的專用液壓油因損耗需要經常補油,專用液壓油比較貴。

三、液壓活塞式壓縮機子站設備系統

1、設備系統由普通八管運輸槽車、卸氣柱、液壓橇裝壓縮機(自帶1M3水容積25Mpa緩沖瓶組)、售氣機組成。工作原理:液壓工作站油泵推動液壓油(普通液壓油)進入缸體內的油腔,推動活塞桿往復運動,高壓排出氣體,天然氣與液壓油通過活塞密封環隔開,排出的天然氣純凈無污染。

2、液壓活塞式子站壓縮機技術參數:

序號目 

機組型號2YZ1200-44/2.5-25

進氣溫度(℃)32-2040

排氣壓力MPa25

排氣量/全站日產氣量(單臺機組)Nm3/h Nm3/d平均1200,最大2085,最小280,全站單機組15000~2000

噪聲dB(A)75

氣缸布置立式

冷卻方式全風冷

行程mm一級600/二級350

電機功率kW22×2(兩臺)

10 機組總功率kW48(含主電機、冷卻器電極、油加熱器等)

11 油箱容量L600

12 外形尺寸mm4000×2200×2560(長×寬×高)

13 運輸尺寸mm4000×2280×2560(長×寬×高)

14 重量kg8200

1)立式液壓活塞式壓縮機工作原理示意圖;

氣缸,油缸雙缸一體化的設計,油液在流動中帶走熱量,解決了部分氣缸散熱難題。結構緊湊,縮短了軸向尺寸,可立式安裝,減少占地面積,無偏磨

現象,有利于延長密封件使用壽命。工作時利用了槽車氣體的初始壓力能,節省功耗。省去了氣缸冷卻水套,方便維修。

2)臥式液壓活塞式壓縮機工作原理示意圖;

缸、油缸分氣開,軸向尺寸長,氣缸需加冷卻水套,維修或更換密封件復雜。

3)立式與臥式液壓活塞子站壓縮機主要區別:

序號目 立式液壓機組臥式液壓機組

所需油壓(排壓-進壓)/2 排壓-進壓

結構兩個立式氣缸(減少偏磨)一個油壓缸+兩個氣缸(只能臥式,有偏磨)

單缸壓縮級數12

缸體溫度低(全風冷)高(缸需水冷卻)

行程

維修性維修簡單,氣缸在撬內就地維護維修復雜、氣缸需拆出撬體外進行維修

3、液壓活塞式壓縮機特點:

液壓子站壓縮機具有低能耗、低泄漏、低噪音的顯著特點,在加氣子站建設中具有:

1)明顯減少建站投資,可以免去廢氣回收系統和儲氣井(只需1M3水容積25Mpa緩沖瓶組);

2)電機功率小(22KW雙電機),泄漏率低(≦0.03%),顯著減少加氣站運行成本,每年可為用戶節約25萬元以上的電費和天然氣損耗費;

3)操作簡單,全自動化,無人值守;

4)易于安裝與搬遷;

5)充分利用了CNG運輸槽車的壓力能量,停機時無需降壓或卸荷,可隨時帶壓啟動;

6)噪音低(≦75dbA,振動小。

四、液壓活塞式子站壓縮機與機械活塞式子站壓縮機的比較:

序號目 機械式液壓式

易損件數量多(自制件)少(標準件)

相同工況所需電機功率75/90kW2×22kW

維修復雜簡單

運轉成本

運轉泄露0.7~3% <0.03%

振動

裸機噪音>90 <85

生產廠家武漢齊達康進口主機國內配件國產傳統壓縮機

加氣站名稱江堤中路冶金大道古田一路

加氣站經營方武漢中能武漢中能武漢大隆

工作方式直接增壓降壓后在增壓降壓后在增壓

壓縮原理液壓式曲柄連桿曲柄連桿

電機功率(klW22×2 55×1 75×1

單位氣體用點量(kWh/Nm30.035 0.06 0.064

所花時間3h48m (進氣壓降至3.9MPa3h 9m(進氣壓降至5.8MPa3h 30m(進氣壓降至6.5MPa

抽氣量(m33184 3590 3193

泄露率0.02% 0.5%(含放空)2.0%(含放空)

噪音72-81 78-86 75-84

五、結論:

1)綜上所述,經過市場驗證,CNG加氣站專用的天然氣壓縮機,其中液壓壓縮機比機械式壓縮機無論是在建站投資成本、運行成本、安全可靠性、節能降耗、易維修性

2等都具有無可比擬的優勢,必將陶汰和取代機械式子站壓縮機。

液壓平推式壓縮機因為建站投資、運行維護成本過高,尤其是工藝氣含油量過高而對加氣站下游設備和車輛發動機造成二次污染而逐漸被市場所不容。

3)液壓活塞式子站壓縮機正是克服了液壓平推式壓縮機的不足,接受了其工藝流程簡單、節能的優點,更具有適應性、經濟環保而被業主廣泛關注。

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