试析CNG加气站工艺系统及其设备优化

吴文森（重庆燃气集团股份有限公司大渡口分公司，重庆 400037）

试析CNG加气站工艺系统及其设备优化

吴文森（重庆燃气集团股份有限公司大渡口分公司，重庆 400037）

当前，工业正在迅猛发展，人们的环保意识也在持续提升，天然气作为一种新能源，能够起到降低污染物排放的效果，是替代汽油和柴油的一种优质能源。推广天然气汽车是众多城市的首要选择，这是基于天然气优势而言的。CNG加气站指的是压缩天然气加气站，随着天然气应用范围的不断扩大，CNG加气站的发展受到了人们的广泛关注。为此，本文重点分析了CNG加气站工艺系统和设备的优化措施，希望能够为提高加气站经济效益、降低成本、优化应用体验而提供一些参考和建议。

CNG加气站；工艺系统；设备；优化措施

当前，资源和环境保护愈来愈重要，尤其是在石油资源不断短缺的现在，推广天然气汽车成为了很多城市转变发展结构的首选[1]。但是，从现在的情况来看，CNG加气站中还存在着一系列的问题，应用还不够成熟，为此，应当加强对CNG加气站工艺系统和设备的分析，进一步降低成本，提高相关设备的应用年限，解决供需上的矛盾。本文从CNG加气站预处理系统及设备、CNG加气站压缩系统及设备、CNG加气站加气系统及设备三个方面入手，分析了相应的优化措施，具体如下。

1 CNG加气站预处理系统及设备的优化分析

通过水合氧化铁之间的化学作用，能够实现吸收天然气中H2S的效果，利用这一原理，在超水合氧化铁中加入催化剂，制作脱硫剂，能够将天然气中H2S成分祛除，这一过程叫做固体脱硫法，也是预处理系统的工艺原理。通过调查发现，加气站中脱硫装置的投资金额与天然气H2S含量存在着直接的联系，H2S越多，那么所需的投资成本就越大，因此一次性装料量也比较多，相应的费用也就越高。

经验表明，高压脱水有着占地面积小、成本低的特点，因此将高压脱水装置应用在CNG加气站中，能够起到较好的优化效果，但是这一点只适用于气量较小的加气站。低压脱水装置具有对气源质量要求低、压缩机空间大的特点，将这一装置应用在CNG加气站中，能够延长活塞环和填料函的使用寿命，起到较好的优化效果。一般来说，低压脱水装置主要应用在天然气处理量较大的加气站中，其占地面积比较大。

2 CNG加气站压缩系统及设备优化分析

CNG加气站的子系统主要有冷却系统、缓冲罐、润滑系统和压缩机主机等，压缩系统是其最为重要的一部分，因此压缩机的安全性及运行状况是非常关键的。在压缩机使用过程中，其产生的进气压力范围非常大，需要根据加气站的需求设定进气压力的具体参数，同样的是，压缩机的排气量范围也比较大。一般来说，压缩机的排气压力为25—28MPa，一般将其设置为25MPa。

压缩机系统的优化主要分为三个部分：

①压缩结构的优化。当前使用的压缩机通常是对称式的压缩机或者角度式的压缩机，对称式的压缩机对机体本身的平衡性有着较高的要求，要求气缸与机体保持对称，惯性力及惯性力矩保持平衡，同时曲轴之间的角度、切向力也应该是十分严密的，不能离有空隙。对称式压缩机的优点在于噪音小、震动小、平衡力好，应用范围比较广泛。角度式压缩机和对称式压缩机不同，其功率受体积流量的影响比较大，一般应用在中小型的加气站中。

②压缩机润滑方式的优化。压缩机的润滑途径主要是无润滑油和有润滑油两种，有润滑油指的是在压缩机压力不断增加的过程中，加入润滑油，进而达到润滑的效果，这种方式容易对天然气的质量造成影响，注意事项比较多。无润滑油指的是不使用润滑油，这种方式容易产生摩擦过热和气缸磨损的情况，因此压缩机只能始终保持低俗运行，寿命会受到一定的影响。对于润滑方式的优化，应该选择二者之间的润滑方式，减少润滑油的使用量，既可以减少对天然气的影响，同时也能减小摩擦力，提高工作效率，延长机器的使用寿命。

③压缩机的冷却优化。水冷是压缩机常用的冷却优化方式，但是对于北方来说，由于冬季低温，水容易结冰，因此水冷的优化效果不好。但是对于南方来说，则没有这个顾虑，且南方夏季温度在40℃以上，水冷方式成本较低，应用较为简便、经济。风冷也是一种常用的冷却方法，其能够较好的控制压缩机的压缩比，避免排气温度过高，且不受客观环境的限制，是北方常选择的压缩机冷却优化方式。

3 CNG加气站加气系统及设备优化分析

CNG加气系统一般作为一种结算计量的工具，其作用在于向天然气中添加气体燃料，是一种应用频率较高的设备，主要是由测控系统、管线、机壳、阀件、质量流量计组成。从外形上看，加气机比较简洁、大方，这是现代加气机设备设计的优化结果表现，和传统的加气机相比，现代版更加注重人性化，因此更加方便操作者的使用。另外，CNG加气机的压力表以数字方式呈现，这样直观性更强，能够减少故障情况的发生几率，节约成本，提高及其的使用寿命，方便进行及时的维修和保养。

4 结语

CNG加气站工艺系统和设备的优化，能够促进CNG加气站的发展，相关人员应该从日常的应用效果进行总结和分析，对工艺进行不断的改进和优化，通过不懈的努力，来逐步提高CNG加气站的使用效率，优化用户的使用体验，降低成本，延长设备的使用寿命，达到较好的优化效果。

[1]宋雪波.CNG加气站工艺系统与设备优化研究[J].技术与市场,2015,12（09）:130-132.

吴文森（1983-），男，重庆人，学历：本科，研究方向：CNG加气站工艺设备研究