【正文】 用于氣體脫水的工藝。當進站天然氣含水量較高并且有波動， CNG 站環(huán)境溫度較低時，可采用中脫水裝置或后脫水裝置，或者根據 實際情況，考慮活性氧化鋁或硅膠與分子篩組合的前脫水裝置，但需要注意活性氧化鋁或硅膠的操作溫度不宜超過 30 攝氏度。 脫水設備在工藝流程中，按其與壓縮機的連接關系，分為壓縮前脫水，壓縮中脫水，壓縮后脫水工藝，又稱低壓，中壓， 高壓脫水工藝。（ 3）液態(tài)水的存在加強酸性組分（ H2S、 CO2）對壓力容器及管道的腐蝕，并可能發(fā)生硫化氫應力腐蝕開裂及二氧化碳腐蝕開裂，導致爆炸等災難性事故的發(fā)生。（ 2）在高壓狀態(tài)下，液態(tài)水的存在會在儲氣容積中生成水合物。液態(tài)水的存 在會嚴重損害汽車及加氣站的安全。根據國家標準《車用壓縮天然氣》 (CB18047—20xx)規(guī)定：在汽車駕駛的特定地理區(qū)域內，在最高操作壓力下，水露點不應高于 13℃ ； 當最低溫度低于 8 ℃ ，水露點應比最低氣溫低 5 ℃ 。選擇 4 臺。 選擇四川金 星 壓縮機制造有限公司生產 ，排氣量 2980 Nm179。因此，母站給汽車加氣的規(guī)模為 625 方 /小時，而子站的加氣能力為 方 /小時。 計算參數 母站工作壓縮機工作時間 1516h，考慮到 寧海 市 CNG 未來 市場，選擇 壓縮機工作時間 為 16 小時 /天 。 進氣壓力 本工程設計的 CNG加氣母站壓縮機進氣壓力為 MPa。 缺點：氣缸散熱翅片使得鑄造工藝復雜。 缺點：氣缸工作溫度高，對材料要求高；冷卻效果好壞完全取決與冷卻器；同樣排氣條件下冷卻器體積最大。 缺點：氣缸結構復雜；需要定期更換冷卻液；增加一套冷卻水循環(huán)系統(tǒng)使得整機系統(tǒng)變復雜。下面為 3 種冷卻 方式的優(yōu)缺點。開式循環(huán)的水冷卻方式由于要求建有專門的冷卻水池，屬于落后技術。水冷又分為開式循環(huán)和閉式循環(huán)兩種。 山東建筑大學畢業(yè)設計說明書 26 本次設計選擇有油潤滑方式， 在壓縮機的各級級間、末級應設油氣分離器。要實現可靠性較高的無油潤滑尚不成熟。即能保證氣缸潤滑需要，又可將潤滑油消耗量控制到最小。 C、 少油潤滑 少油潤滑的優(yōu)點介于有油和無油潤滑之間。 B、 無油潤滑 優(yōu)點：不需要安裝昂貴的油分離器；節(jié)省了費用和機器空間；耗油量低；潤滑系統(tǒng)簡化；維護工作量降低。 A、 有油潤滑 優(yōu)點：對氣缸和活塞環(huán)材質要求不高；可利用氣缸潤滑油帶走部分磨擦熱量；有油潤滑技術難度小，安全可靠，同時可以減少磨擦功耗。 潤滑方式選擇 壓縮機氣缸潤滑方式分為有油潤滑、無油潤滑、少油潤滑三種。 CNG 加氣母站規(guī)模較大，要求壓縮機動力平衡性特別高，對稱平衡式壓縮機（ D 型）比較適合母站。 缺點：維護不太方便，活塞與氣缸間仍存在偏磨，不太適宜無油潤滑；結構復雜，制造工藝要求高。 缺點：慣性力不平衡，要設置很大的飛輪；驅動機功率脈動最大，對電網要求高；排氣量受氣缸數限制不能設計的很大。 缺點：占地積面積大，不利于小型化；活塞自重落在汽缸壁上磨損較嚴重不宜采用無油潤滑。以下為三種結構形式的優(yōu)缺點。往復式壓縮機的壓比通常為 3:1 或 4:1，可多級配置，每級壓比一般不超過 7。 結構形式選擇 根據《燃氣工程設計手冊》，壓縮機類型主要有往復式、離心式、軸流式和回轉式。 多臺并聯運行的壓縮機單臺排氣量，應按公稱容積流量的 80%~85%計算；壓縮機排氣壓力不應大于 ； 壓縮機各級冷卻后的排氣溫度不應大于 40℃ ；選用的壓縮機應便于操作維護、安全可靠，并符合節(jié)能、高效、低振動和低噪聲要求。 （一）壓縮機的選型 壓縮機的選型應符合下列規(guī)定： 加氣站內壓縮機的選型應結合進站天然氣壓力、脫水工藝和設計規(guī)模確定； 壓縮機宜按日開機 10~16h 計算。 具體流程詳見 寧海 市 CNG 加氣子站（液壓）工藝流程圖。 工藝流程簡圖如圖 ： 圖 CNG 加氣子站（液壓）工藝流程簡圖 工藝流程： 工作時由底部中間的液壓裝置將其一端頂起，使罐成 15 度傾角，由油泵將油送入氣缸低的一端，將高壓氣體由高的一端以 20Mpa 的壓力沖入汽車氣瓶。 具體 流程詳見 寧海 市 CNG 加氣 子站工藝流程圖。當汽車儲氣瓶中壓力達不到 20Mpa 時，再有站上儲氣瓶來補氣或由子站壓縮機來供氣。 （ 2）子站（壓縮機）工藝流程 子站 —— 無氣源處設加氣子站，天然氣由氣源處以壓縮天然氣狀態(tài)運來或以液體狀態(tài)運來，子站的作用保證這些氣體已要求的壓力沖汽車儲氣瓶中 。壓縮機系統(tǒng)的 PLC 對整個系統(tǒng)進行信號采集、故障診斷、故障顯示、優(yōu)先順序、順序啟動停機等全過程管理。經過多級增壓后，壓力達到 25MPa。 具體流程詳見下圖的工藝流程圖 ： 山東建筑大學畢業(yè)設計說明書 21 圖 CNG 加氣母站工藝流程簡圖 工藝流程： 從城市天然氣門站管道輸送來的天然氣進入母站后，先經過濾、調壓、計量，然后進入低壓脫水裝置，脫去天然氣中的水分，然后進入緩沖罐中穩(wěn)定壓力，進入天然氣壓縮機組。 具體布置見 寧海市 加氣母站及加氣子站平面布置圖。倒庫坡度不應大于 6%，且應坡向站外。 站內停車場和道路采用不發(fā)生火火混凝土地面。按照《汽車用燃氣加氣站技術規(guī)范》 CJJ8420xx 的規(guī)定，在人口稠密的地區(qū)應建 三級站。 山東建筑大學畢業(yè)設計說明書 20 總平面布置及對外的安全距離嚴格執(zhí)行國家規(guī)范要求，按工藝要求，成產性質及火災危險性大小等因素合理布置。因此撬車 加氣島前有足夠回車場地、且運行通暢。 （ 5） CNG 站應具有良好的交通條件。 （ 3)CNG 站應具有良好、適宜的地形和工程地質，具備供電、運輸、供水的方便條件。 （ 2） CNG 站的站址選擇應符合城市統(tǒng)一規(guī)劃，得到規(guī)劃、消防等有關部門同意，盡量不占或少占良地，減少征地，節(jié)約投資。為提高轉運車的取氣率，用增壓器將轉運車內的低壓氣體升壓后，轉存在 儲氣井 或直接給天然氣汽車加氣。 母站建在臨近天然氣管線的地方，從天然氣管線直接取氣，經過脫硫、脫水等工藝，進入壓縮機進行壓縮，然后進入儲氣瓶組儲存或通過加氣機給子站車 或車輛加氣。 根據站區(qū)現場或附近是否有管線天然氣通過， CNG 加氣站分為常規(guī)站、母站和子站。站內儲氣裝置與站外建、構筑物等的防火間距不小于表 62 中的規(guī)定，和建站內天然氣儲氣裝置與站外明火、散發(fā)火火地點火和各類建筑保護物的防火間距， 要比表 51 中的三級站防火間距增加 20%的規(guī)定值 。 （ 4） 建站地區(qū)應具備供電、供排水的基礎條件，場地盡量平整。供氣參數應符合天然氣壓縮機性能要求。郊區(qū)加氣站和合建站，宜靠近 公路或設在靠近建成區(qū)的交通出入口附近。 加氣站的站址選擇 站址選擇應符合下列規(guī)定： （ 1） 站址的選擇和分布應符合城市規(guī)劃和區(qū)域道路交通規(guī)劃，符合安全防火、環(huán)境保護、方便使用的要求。 加氣站數量 及 規(guī)模 已知加氣站的規(guī)模：母站 3~20 萬立方米∕天，子站 1~ 萬立方米∕天。用于 站 場的站址，應有足夠的面積，并為擴建留下必要的余地。所選站址交通應方便，水電來源充足，有利于水處理。 山東建筑大學畢業(yè)設計說明書 16 5 城市天然氣門站、 CNG 加氣站的站址選擇 城市門站的站址選擇 城市門站又稱為城市燃氣分配站，是長距離輸氣干線或支線 的終點站，是 城市、工業(yè)區(qū)分配管網的氣源站，在該站內接受長輸管線輸送來的燃氣經過除塵、調壓、計量和加臭后送入城市或工業(yè)區(qū)的管網。天然氣汽車的諸多優(yōu)點使得以天然氣作為汽車替代燃料，發(fā)展天然氣汽車受到各國的普遍重視。因其自燃著火溫度高，當汽車發(fā)生碰撞、翻車事故時燃料起火爆炸的可能 性比汽油小得多。 除此之外，使用安全是 CNG 的另一個優(yōu)點。為此，公交系統(tǒng)和出租車司機都愿意選擇 CNG作為其汽車燃料。 對比 詳見 如下（ 表 、表 ）： 表 汽油、 LPG、 CNG 使用成本比較表 燃料名稱 熱值 (MJ) 價格 (元 ) 單位價格 (元 /MJ) 1m3 天然氣 1Kg 液化石油氣 1L 汽油（ 93） 表 公交車、出租車燃料使用成本比較表 (按單車日行 200km) 車種 燃料種類 單位價格（元 /L） 油耗當 量 燃料消耗率/100km 單車日耗燃料費用（日 / 單車日節(jié)約費用（較汽油） 山東建筑大學畢業(yè)設計說明書 15 元） 公 交 車 汽油 L 0 液化石油氣 L 天然氣 （ m3） 20 m3 出 租 車 汽油 L 0 液化石油氣 L 天然氣 （ m3） 8 m3 從表 41 可以看出采用 CNG 作為燃料其單位能源價格明顯優(yōu)于汽油和 LPG，說明CNG 作為 代用燃料不僅具有很好的環(huán)保功效同時也是有著明顯的價格優(yōu)勢。 CNG 一般成分以甲烷為主，含甲烷 80%以上，純度較高。 CNG 汽車產業(yè)存在以下不足： CNG 加氣站發(fā)展受供氣管網的制約；車用 CNG 儲罐的額定工作壓力為 20MPa，一次充裝燃 料少，因此 CNG 汽車行駛里程較短；由于 CNG汽車一般是在現有燃油汽車的基礎上，增加一套燃氣裝置 (包括儲氣罐 )改裝而成， 改裝汽車需要增加投資；且車輛動力性能有所下降。降低維修費用。 （ 2） CNG 燃料大幅度降低汽車運行費用，提高經濟效益 根據市場油氣價格可知，用天然氣作為汽車燃料，燃料費用可下降 33%～ 37%左右，不僅大幅度降低了汽車的運行成本，還可有效緩解成品油供應的緊張狀況。 CNG 汽車具有以下幾大優(yōu)點： （ 1）優(yōu) 良的排放性能，有利于保護環(huán)境 使用天然氣作為汽車燃料與汽油相比， CO 可減少 90%以上， HC 可減少 72%， NOx山東建筑大學畢業(yè)設計說明書 14 可減少 39%， CO2 可減少 24%， SO2 可減少 90%，與此同時，噪音可以降低 40%。 CNG 汽車優(yōu)缺點 天然氣是汽車理想的清潔燃料。 我國城市大氣污染較為嚴重，國內油氣價差將長期維持，政府對天然氣產業(yè)發(fā)展給予政 策支持，天然氣供應安全保障度高，產業(yè)技術創(chuàng)新體系基本建成，加上市場需求拉動，這六大動力因素將促使 CNG 汽車用戶群成為中國具有很大發(fā)展?jié)摿Φ奶烊粴饫檬袌鲋弧? 中國建立和規(guī)劃了覆蓋全國的天然氣輸送管網系統(tǒng)，為發(fā)展 CNG 汽車提供了充足的天然氣供應條件。 20xx年我國煤制氣產量為 （不包括匯能煤制氣產量）。目前我國煤層氣開發(fā)規(guī)模最大的 5 個企業(yè)分別是晉煤、中石化、中石油、中海油（控股中聯煤）和河南煤層氣公司。 20xx 年我國非常規(guī)氣產量為 億立方米，包括煤層氣、頁巖氣、煤制天然氣。 20xx 年我國天然氣生產仍以長慶氣區(qū)、川渝氣區(qū)、塔里木氣區(qū)及海洋氣區(qū)四大氣區(qū)為主。 隨著國產天然氣的大力開發(fā)，國內天然氣產量穩(wěn)步增長。 天然氣供應方便、氣價低（僅為油價的 40%50%）是中國 CNG 汽車快速發(fā)展的主要驅 動力。根據國際天然氣汽車協(xié)會統(tǒng)計 ，中國已在近 30 個省、市、自治區(qū)的 80 多個城市推廣了天然氣汽車，擁有 CNG 汽車約 40 萬輛，加氣站 1000 余座。例如，加拿大、新西蘭、 阿根廷、意大利、荷蘭、法國等國家正在積極執(zhí)行汽車燃料向天然氣轉化的國家計劃，并在價格、稅收、收費標準、信貸等方面制訂了行業(yè)標準和法規(guī)。其中，以壓縮天然氣（ CNG）汽車為代表的天然氣汽車以其低成本、低排放、抑制溫室效應和降低對石油依賴度等優(yōu)點，已經成為當前世界汽車工業(yè)的一個重要發(fā)展方向。因此， 汽車 年 總用氣量 =（ ++） 105= 105 N m3 則汽車日用氣量為： 105N m3/d 4 氣源確定 CNG 汽車市場發(fā)展前景 國內外 CNG 汽車發(fā)展狀況 國內壓縮天然氣汽車 ( CNGV) 產業(yè)經過十來年特別是近幾年的快速發(fā)展 , 已基本形集整車裝配、車輛改裝、加氣站建設、設備制造、技術標準制訂及新產品研發(fā)于 一體的產業(yè)化發(fā)展格局 , 具備較完善的天然氣汽車推廣應用政策法規(guī)及運行管理、燃氣源保障、燃氣價調控等體系 , 且形成了不同地區(qū)各具特色的發(fā)展模式。 用氣量計算匯總詳見 （ 表 ）： 表 汽車用氣量計算 名 稱 百公里耗氣量 日平均行程 汽車擁有量 CNG 汽車普及率 年 用氣量 Nm3 Km 輛 % Nm3 家庭車 10 55 40000 40% 105 出租車 10 280 1200 100% 105 公交車 2