國內外CNG加氣站技術發展方向的研究

王 波

（克拉瑪依職業技術學院，新疆 克拉瑪依 833400）

一、CNG加氣站的原理和流程

CNG加氣站主要是指為CNG汽車充裝燃料，也可為大型的CNG運輸槽車充裝轉運的CNG燃氣燃料場所。天燃氣管道輸送天然氣到CNG加氣站，燃氣通過工藝設備進行脫硫、脫水等預處理，再通過壓縮機壓縮后儲存到儲氣瓶中或通過加氣機給出售給加氣車輛。

加氣站控制系統被分為壓縮機控制系統、網絡控制工藝流程管道系統、加氣機費用管理系統、可燃氣體報警控制系統，加氣站實現安全運營、平穩加氣功能是與四套系統互相配合工作密不可分的。天然氣加氣站的流程如圖1所示。

圖1 天然氣加氣站的流程圖Fig.1.1 Flowchart of natural gas filling stations

二、國外CNG加氣站技術

國外CNG加氣站的技術水平和發展趨勢以美國安吉公司（ANGI）、加拿大IMW公司和意大利新比隆公司等外國廠家的CNG技術為代表。

1.加氣站總體技術

加氣站普遍采用撬裝式結構,按照集裝式和模塊化設計，將壓縮機、天然氣凈化系統、冷卻系統、氣體回收系統、控制系統、儲氣瓶組等都集成在一個類似集裝箱封閉的金屬箱體中，該箱體具有降噪、防雨、防爆和便于運輸安裝等作用。模塊化結構具有可變形組裝的特點，可以滿足不同用戶和不同地區建站的要求。

2.安全為首的設計

為了安全加氣站普遍采用了防爆設計、集中排空、緊急關機、安全泄壓、售氣機自動關閉等措施：

3.自動化系統監控

美國CNG加氣站普遍自動化程度較高。壓縮機組啟動后，系統在運行過程中，包括啟動、凈化壓縮、給氣瓶組充氣、停機排空、再啟動，以及通過售氣機按低、中、高壓的順序給汽車充氣等，完全按一定的時序自動運行。管理人員通過SCADA系統對本地或各地多臺加氣站實現遠距離實時集中控制管理，出現故障，立即報警，同時自動緊急關閉系統，進行故障診斷和排除。

4.模塊式的靈活組裝

生產廠家已形成自己固定的工藝流程和結構模式。同一廠家生產，同一規格排量的加氣站，幾乎沒有完全相同的。任一臺結構上都有些變異，或局部更換了某臺設備，或增加了某些功能。這些都是應不同用戶要求，或不同地區的需要而修改的。

5.調試后出廠，現場安裝工作量小

美國普遍采用橇裝結構，將加氣站組裝調試的大量工作都放在工廠完成，易于加強質量控制，保證加氣站穩定可靠。現場施工量很小，只要接通電源和氣源，連上售氣機即可安全運行。

三、國內CNG加氣站技術

中國石化集團公司江漢三機廠生產的撬裝式結構和其他部分廠家生產的開放式結構產品基本反映了目前國內CNG加氣站的技術水平。脫硫設備和干燥設備比較龐大，一般采用水冷卻和后置凈化干燥處理方式，管路復雜，無法在工廠內完成安裝調試，質量控制有一定困難。

1.天然氣壓縮機

國內天然氣壓縮機技術與國外相比有較大的差距，目前廣泛應用的是重慶氣體壓縮機廠和自貢高壓容器廠生產的產品。

2.凈化設備

（1）脫水干燥設備壓力高達25MPa，對容器的制造工藝要求較高，需要配置較大的水池、冷卻塔等設備，使整個系統復雜，不宜與撬裝式壓縮機相匹配。

（2）由于各地天然氣的氣質和含硫量不同，所選用的脫硫工藝和設備也有較大不同。

3.控制系統

加氣站控制系統多數為常規電器控制，比較簡單。

4.售氣機

目前國內目前多數廠家生產的售氣機技術性能和精度不高，穩定性和可靠性差，故障率較高。

四、國內加氣站發展方向

根據中國國情，將國內多年來CNG加氣站積累的成熟經驗總結繼承下來，同時積極借鑒國外先進技術和服務理念，使我們開發研制的CNG加氣站成套設備，達到起點高，性能穩定，技術完善，安全可靠的目的。為了趕超國外CNG加氣站的技術水平，應從以下方面去努力。

1.集裝式設計，模塊化安裝

加氣站應進行集裝式和模塊化設計，使之成為一種標準化的成套設備。具有較高的靈活性和可靠性，能方便運輸、簡化安裝、變形安裝、減少占地面積、縮減投入運行成本，以滿足不同用戶和不同地區建站的要求。

2.完善安全措施，提高自動化程度

為了減少人為不安全因素的影響，要提高加氣站自動化程度，完善監控、安全保障措施。

3.提高集成化，加強質量控制

結合用戶情況提高加氣站集成化程度。將加氣站主要設備（干燥器、儲氣瓶組）全部集成到橇裝里去，外圍設備只剩下售氣機。在工廠里完成全部安裝調試任務，在生產制造環節加強質量控制，確保設備安全。

4.加強技術合作，提高管理水平

在國產化過程中應積極尋求國際合作。通過銷售代理、合資合作等多種方式，引進國際CNG先進技術和管理經驗，使我國CNG技術的發展與世界一流水平保持同步，就能在市場競爭中占據較強的優勢。

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