CNG加气站压缩机设备选型

1、CNG加气站压缩机设备选型254压缩机机组的选择需要注意技术和经济性两方面的咨询题 ，专门要注意 从整站建设的角度对所选机组的经济性进行衡量。1技术方面应注意的要点（1）选择有、油润滑依旧无油润滑压缩机毋庸置疑，无油润滑压缩机对 气体的油污染是最小的，合理的选择应该是采纳无油润滑压缩机；但由于 国内自润滑材料的制约，要实现可靠性较高的无油润滑尚不成熟，尽管十 多年前就有厂家进行过尝试，终究由于国内材料基础等多方面缘故又复原 到有油润滑方案。从目前来讲，建议企业以可靠性为主选择有油和少油润滑压缩机，因 为即使选择了无油机，由于建站标准和规范的要求，仍旧需要在加气站中 配置相应的干燥、分离设备，无

2、法节约投资；相反会由于无油压缩机本身 成本更高、运行费用和修理费用均高于有油润滑压缩机，而增加建站成本， 甚至显现关键体填料、活塞环过早破旧的情形。选择水冷、风冷依旧混冷压缩机这方面的选择，不同地区的厂家和 企业最为关注，也是争辩最为猛烈的。客观地讲，冷却方式关于压缩机而 言不存在技术上的先进性差异，我们更关注的应该是哪种方式更适用。尽管风冷方式一直被多数人认为具有一定的技术难度 （要紧是因为CN G压缩机的排气压力高，给冷却器的设计、制造带来了一定的难度）而显得它有先进性，但国内已有中石化江汉三机厂等单位借鉴原有引进的大型天 然气压缩机组技术成功制造出全风冷橇装 cNG压缩机组，为宽敞的北方

3、用 户提供了新的选择。在参考文献中作者通过国内外多种压缩机的实际运行 得出的结论是具有代表性的。作者认为，要排除水冷机组的固有弊病，最 好的方法是选择全风冷机组。有的企业认为，水冷机组的冷却成效要好于风冷机组。但只要我们稍 加分析就会发觉，这种看法实际上是片面性的：CNG压缩机在国外进展已有70多年历史，从最初的水冷、风冷两种冷却方式并存，演化到现今的绝 大多数为风冷，讲明两个咨询题，第一，国外成熟的机组技术更倾向于采 纳风冷，排气温度不存在过高的咨询题；第二，国内因为最初没有引进压 缩机设计技术，而是一些厂家依靠自身的高压空气压缩机技术进行改进设 计的，并未针对天然气介质专门进行优化选择，造

4、成了一种先入为主的成 效，同时某些厂家出于自身产品宣传的需要过分强调水冷机组的表面好处， 却有意回避了水冷机组的许多不足：结垢、腐蚀、增加运行成本等。因而 造成目前大多数企业对国内压缩机组选择上的一些观念误区。能够证明，即使在南方选择全风冷机组也是可行的，我们能够从热力 学的角度简单分析一下那个咨询题。CNG压缩机的压缩介质为纯度较高的天然气（要紧成分为甲烷CH4,占 90以上 ）其压缩因子一样为 129，远小于空气的 1， 4。如此，在压缩机 设计过程中每级压缩之后排温就远比压缩空气时小，一样厂家在设计时限 定每级排气温度（不通过冷却）小于160C，而在实际设计中往往只有140C 左右，有的

5、压缩级甚至不到100C。因此，从热力学的角度讲，CNG压缩 机的设计是专门保守和安全的。而且，用户们也不必要关怀压缩机的每一 级的排温，而只需要明白最后一级的排气温度就能够了。最后一级的排温对机组排出的压缩天然气的阻碍又有多大呢 ?用户最关怀的是排气量，从热力学角度分析一下排气温度对排气量的阻碍：一样 地，全风冷压缩机组最后一级排温高于环境温度 10-12C，极端一点，假设 环境温度为39C,那么压缩机的最终排气温度将达到 51 C （尽管这种工况不 多见，但我们能够讲明一些咨询题 ），假设同时运行的水冷机组最终排气温 度为40C，而其他参数的阻碍不计（近似运算）。针对最后一级压缩而言， 适用

6、气体过程方程： pV=mRT在排气压力p均为25MPa时，可知压缩气体容积y与排气温度r成正 比，则在同样气缸工作容积下， 实际压缩气体容积流量与温度 r 成反比， 即 V水冷/ V风冷=T风冷/ T水冷=（273+51）（273+40）=1 035即大约仅比水冷机组40C排气温度时容积流量减小 3. 5%。而全风冷机组在运行、爱护费用方面却较水冷机组低许多，从长远经 济角度考虑，选择全风冷机组更合理。至于温度咨询题，一样在加气站下 游均会设置高压脱水装置，该装置会完成压缩天然气大部分的终极后冷和 脱水作用，与采纳水冷机组时的差不实际上是十分微小的。至于混冷机组，尽管幸免了水冷机组的一些弊病，

7、但仍旧无法排除冷 却水结垢、腐蚀和泄漏之后引起的一系列咨询题。因而也不是最合适的方 式，而只是针对某些专门情形进行的一些改进措施。因此，综合国外机组技术主流和排气温度对排气量的阻碍的热力学分 析，我们认为，全风冷压缩机组是 CNG 加气站建设的首要选择，也是国际 国内CNG加气站的进展趋势。加气站的建设除了应该考虑一次性设备投资， 更应该注意整站的运行、爱护成本。(3)压缩机排气量是否越大越好加气站压缩机的排气量应该与所建CNG站需求的加气量差不多匹配，不宜过大也不宜过小。这就像 CNG汽车选 择20MPa压力作为气瓶储气压力一样的道理，什么缘故不选用更高压力呢？ 更高压力不是在气瓶中能够储存

8、更多的天然气吗 ?这是综合考虑到车用气 瓶的容积重量比以及降低 CNG 加气站运行成本所确定的优化结果。目前国内所建CNG加气站要紧分为常规站和子母站两类。CNG的进展尚处于一种快速、不稳固的状态，局部地区的少数加气站负荷较大，但 绝大多数加气站处于加气能力相对富裕的状况。由于多方面的缘故，业主 在上报打算和作可行性研究直到方案设计时所考虑的加气站加气能力大多 被高估。这也是造成大多数业主盲目选择大排量压缩机的重要缘故。事实上，国际上关于加气站压缩机的排气量的选取并非随意而为，早 期的 300m3h 是按照客观分析得来的： 一座高效率运行的加气站， 气量过 小无法满足加气车辆需求，气量过大则会

9、造成机组频繁停机、起动，对压 缩机设备及其他有关设备造成不必要的损害，还会阻碍电网中的其他用户。 按 5-10min 为一辆汽车加气， 以出租车为例， 60L 水容积的车载气瓶在压力 20MPa状态下储气量为13. 8m3(考虑到天然气的压缩因子)，采纳加气量为 300m3/h的压缩机直截了当加气需时 13. 8/300X 60min=2. 76min，因 此，一台 300m3h 的压缩机的加气站至少能够同时为两辆出租车加气。因此，实际加气时并非简单的直截了当加气，而应该考虑加气站气库 容量以及为提升气库利用效率选择的优先顺序操纵系统的良好等因素。但 一台 300m3h 的压缩机即可满足 2辆

10、小车加气却是差不多事实， 过大的压 缩机排量将会导致加气站压缩机的频繁起动停机，不利于机组正常工作。 因此我们认为，在目前局部少数地区能够选择排量 600-650m3h 的压缩机， 差不多足够满足 4辆汽车（亦即 4部加气机）同时加气（这种极限状态相信在 任何地区都不多见），而更多的情形下小于600650m3/h的压缩机也足以 满足加气需求，不必盲目追求压缩机大排量。因此，常规站选择 600 650m3h 的压缩机是最佳方案，有一些进气 压力较低的地区选择同样功率的压缩机组也能达到 500m3/ h以上的排气 量，足够满足加气需求。关于子母站也适用同样的道理，考虑到加气站实际处理气量和车辆、

11、转运车等综合因素，目前比较合理的母站压缩机排气量选择应该为 25004 500m3/ h,配置两台压缩机为宜。如某地油气混合站的日处理气量8000m3 左右，日工作时刻 8h 左右，单台 1250m3h 的压缩机差不多足够完成天 然气的压缩 （另一台作为备机 ）。因此,片面追求加气站排气量将会带来投资的庞大白费,业主们在投 资建站之前一定要认真分析站的容量,大排量压缩机在运行成本上无疑会 超出小排量机组,导致白费。在电力增容、电费、易损易耗件等方面的成 本也会大大增加。2经济性方面应注意的要点 我们对国内比较典型的压缩机组结合加气站常规站整站进行以下对比 分析。数据的采集依据的是一定时期的样本数据,仅供参考。从对比能够看出,排除与机组无关的电力增容等因素,选用三种不同 冷却方式配置的机组在总体费用方面相差不多,全风冷机组甚至还略低。 而全风冷机组在集成度方面无疑要好于另外两种非橇装机组。在智能化操 纵方面也大大优于其他机组。另外,采纳集成度专门高的 PLc 操纵系统能大大减轻操作人职员作量 和工作强度,降低运行操纵成本,提升安全性。20-3010* 15除了以上一次性固定投资白了对比之外,须注意的。在后期运行中,坚持选择高可靠机组的后期费用也是业主们必性易损件理念使得全风冷机组安裝谒试 及诛卄费的阀件、活塞环的更换周期分不达到 8000h和4000h以