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几种CNG加气站专用的天然气压缩机类型比较

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2020/11/9     浏览次数:    

天然气压缩机是当前国内CNG加气站建设中的系统核心设备。

主要分为三种类型:传统机械式天然气压缩机、液压平推式天然气压缩机、液压活塞式天然气压缩机

每种CNG加气站专用的天然气压缩机类型的参数特点如下:

一、传统机械式天然气压缩机子站设备系统

1、设备系统主要由普通八管运输槽车、卸气柱、橇装机械式压缩机组、废气回收系统、顺序控制盘、储气井或站用储气瓶组(水容积4M3以上)、售气机等组成;

2、传统机械式子站压缩机技术参数如下:

序号目 

型号规格XD-11/35-250

压缩介质净化天然气

型式D型两列往复活塞式

压缩级数

进气压力(表压)MPa3.520

进气温度(℃)535

排气压力(表压)MPa25

各级排气温度(℃)145

终级排气温度(℃)45

10 排气量Nm3/h1000

11 活塞行程mm100

12 各级气缸直径mmф55&ф38

13 冷却方式空气冷却气缸、风冷式后冷却器

14 润滑方式气缸采用少油注油润滑,曲轴、连杆、十字头等采用油泵强制润滑

15 润滑油压力(表压)MPa0.3

16 额定转速r/min741

17 主机最大轴功率kW74

18 主电机功率kW75

19 用电负荷kW85

20 电机防爆等级dBT4

21 控制方式PLC控制+全自动控制+无人值守

22 使用寿命(年)25

23 噪声dB(A))≤85(离机1m处)

24 安装方式室外、撬装固定

25 外形尺寸mm×mm×mm4500×2538×2591

26 重量kg6500

3、机械式加气站天然气压缩机在使用中的优缺点分析:

1)价格低且技术成熟:国内外机械式子站压缩机有上百年的发展历史,采用了非常成熟的曲柄连杆机构往复活塞式压缩机的技术原理,但是仍然难以适应子站进气压力范围宽,供气量波动大的工况特点。在2003年以后,随着母子站逐渐成为大中城市的主要建站技术路线,国内厂家从2003年开始研制开发机械式子站压缩机,2007年以后基本上实现了国产化。

2)泄漏率高(1%-3%):曲柄带动活塞高速运转,在机体设计中填料、活塞环必须要有间隙,高压状态下天然气泄漏不可避免。

3)电机功率大(75KW90KW):在子站设备系统工作中,尤其是在高压进气状态下,电机的无功损耗较大,并且在停机时要经过降压和卸荷才能再次启动,增加了单位气体的生产成本。

4)易损件多,机组振动大:气体高速压缩过程中,活塞环、活塞、气阀、连杆瓦、填料甚至缸体都易损坏,各厂家生产的都不能通用,维修成本高。

5)机组不能频繁启动:所以需要大容积的站用储气瓶组或储气井,增加了建站费用。

6)压缩机停机后需将压缩机体内的高压气全部放空,才能再次启动,所排出的气体需要有废气回收系统。

7)运转噪声大,容易产生扰民投诉。

二、液压平推式天然气压缩机子站设备系统:

1、设备系统由专用八管运输槽车、液压工作橇、售气机组成。工作原理:液压工作橇推动专用液压油进入运输槽车中的气管,通过压力油将气体推出槽车(理论上油气不相溶,是专用进口液压油),进入售气机加气。工艺流程简单,不需要储气井或站用储气瓶组,无废气回收系统,电机功率小(1000NM3/h排量的机型为30KW2000NM3/h排量的机型为60KW),排气量是恒定值。

液压平推子站设备系统是近几年才发展起来的一种专为子站加气工艺流程设备系统,技术还在发展之中,该系统具有节能、占地面积小、工艺流程简化等突出优点。但也如下不足之处:

1)一次性投资大。仅专用槽车、液压橇、单线加气机、管系阀门等主要设备购置费用大约为450万元。

2)排气量恒定,不适应子站加气需求量波动大的特点。

3特制槽车,与普通车不通用,比普通八管运输槽车贵30万元左右;

4)专用液压油直接与天然气接触,污染工艺系统中阀门等精密设备,也污染下游设备,影响设备的正常使用。液压工作橇中的专用液压油因损耗需要经常补油,专用液压油比较贵。

三、液压活塞式压缩机子站设备系统

1、设备系统由普通八管运输槽车、卸气柱、液压橇装压缩机(自带1M3水容积25Mpa缓冲瓶组)、售气机组成。工作原理:液压工作站油泵推动液压油(普通液压油)进入缸体内的油腔,推动活塞杆往复运动,高压排出气体,天然气与液压油通过活塞密封环隔开,排出的天然气纯净无污染。

2、液压活塞式子站压缩机技术参数:

序号目 

机组型号2YZ1200-44/2.5-25

进气温度(℃)32-2040

排气压力MPa25

排气量/全站日产气量(单台机组)Nm3/h Nm3/d平均1200,最大2085,最小280,全站单机组15000~2000

噪声dB(A)75

气缸布置立式

冷却方式全风冷

行程mm一级600/二级350

电机功率kW22×2(两台)

10 机组总功率kW48(含主电机、冷却器电极、油加热器等)

11 油箱容量L600

12 外形尺寸mm4000×2200×2560(长×宽×高)

13 运输尺寸mm4000×2280×2560(长×宽×高)

14 重量kg8200

1)立式液压活塞式压缩机工作原理示意图;

气缸,油缸双缸一体化的设计,油液在流动中带走热量,解决了部分气缸散热难题。结构紧凑,缩短了轴向尺寸,可立式安装,减少占地面积,无偏磨

现象,有利于延长密封件使用寿命。工作时利用了槽车气体的初始压力能,节省功耗。省去了气缸冷却水套,方便维修。

2)卧式液压活塞式压缩机工作原理示意图;

缸、油缸分气开,轴向尺寸长,气缸需加冷却水套,维修或更换密封件复杂。

3)立式与卧式液压活塞子站压缩机主要区别:

序号目 立式液压机组卧式液压机组

所需油压(排压-进压)/2 排压-进压

结构两个立式气缸(减少偏磨)一个油压缸+两个气缸(只能卧式,有偏磨)

单缸压缩级数12

缸体温度低(全风冷)高(缸需水冷却)

行程

维修性维修简单,气缸在撬内就地维护维修复杂、气缸需拆出撬体外进行维修

3、液压活塞式压缩机特点:

液压子站压缩机具有低能耗、低泄漏、低噪音的显著特点,在加气子站建设中具有:

1)明显减少建站投资,可以免去废气回收系统和储气井(只需1M3水容积25Mpa缓冲瓶组);

2)电机功率小(22KW双电机),泄漏率低(≦0.03%),显著减少加气站运行成本,每年可为用户节约25万元以上的电费和天然气损耗费;

3)操作简单,全自动化,无人值守;

4)易于安装与搬迁;

5)充分利用了CNG运输槽车的压力能量,停机时无需降压或卸荷,可随时带压启动;

6)噪音低(≦75dbA,振动小。

四、液压活塞式子站压缩机与机械活塞式子站压缩机的比较:

序号目 机械式液压式

易损件数量多(自制件)少(标准件)

相同工况所需电机功率75/90kW2×22kW

维修复杂简单

运转成本

运转泄露0.7~3% <0.03%

振动

裸机噪音>90 <85

生产厂家武汉齐达康进口主机国内配件国产传统压缩机

加气站名称江堤中路冶金大道古田一路

加气站经营方武汉中能武汉中能武汉大隆

工作方式直接增压降压后在增压降压后在增压

压缩原理液压式曲柄连杆曲柄连杆

电机功率(klW22×2 55×1 75×1

单位气体用点量(kWh/Nm30.035 0.06 0.064

所花时间3h48m (进气压降至3.9MPa3h 9m(进气压降至5.8MPa3h 30m(进气压降至6.5MPa

抽气量(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、结论:

1)综上所述,经过市场验证,CNG加气站专用的天然气压缩机,其中液压压缩机比机械式压缩机无论是在建站投资成本、运行成本、安全可靠性、节能降耗、易维修性

2等都具有无可比拟的优势,必将陶汰和取代机械式子站压缩机。

液压平推式压缩机因为建站投资、运行维护成本过高,尤其是工艺气含油量过高而对加气站下游设备和车辆发动机造成二次污染而逐渐被市场所不容。

3)液压活塞式子站压缩机正是克服了液压平推式压缩机的不足,接受了其工艺流程简单、节能的优点,更具有适应性、经济环保而被业主广泛关注。

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