加气站用CNG压缩机

加气站用CNG压缩机设计分析与选购

压缩机是CNG加气站的核心设备，其性能好坏直接影响全站的运行。根据CNG加气站生产能力不大、气体压力变化大的特点，CNG加气站一般采用往复式压缩机。

CNG加气站的功能是向车辆或气瓶拖车供应压缩机天然气。工艺流程为：从中、高压管道输入的天然气经过滤、调压、计量、分离后进压缩机加压，加压后的气体经气体干燥器，程序控制阀组进入储气罐。以给汽车加气为例，当充气时，打开充气台充气阀门，给汽车充气、当汽车钢瓶内压力达到20MPa时，关闭充气阀，打开充气台回收阀，使充气管内气体流回分离器。当储气罐内无 储存气体时，可以用压缩机直接供汽车充气。当储气罐压力降至2MPa时，重新开启压缩机给储气罐充气。

由于大多数CNG加气站气源的H2S含量均在国家现行标准、规范规定的范围内，因此不需要在站内脱硫。所以，目前一般设计的CNG加气站工艺设施主要包括：脱水装置、压缩机、储气设施、售气系统、控制系统等。由于压缩机是CNG集气站的主要工艺设备，因此对它进行设计分析与选型对建立CNG加气站有着很深远的含义与影响。

目前建成的CNG加气站采用的压缩机有进口和国产两种。美国、意大利等国的产品在各大城市的CNG加气站中使用较多，但也有一些CNG加气站采用了国产压缩机。由于在价格上，国产压缩机较进口压缩机便宜，因此设计加气站时，如建设单位没有特殊要求，国产压缩机完全可满足技术要求， 无需从国外引进。在压缩机系统的设计中，应避免产生由压缩机进出口管道引起的压缩机 房共振。控制管道流速（如压缩机前进气总管道天然气流速不大于20m/s，出气总管道天然气流速不大于5m/s）是减小管道振动的一项有效措施。

天然气加气站用压缩机，构件主要包括电机、曲轴连杆机构、气缸、活塞。压缩机的结构型式分为对称平衡型 、L型、v 型、w 型、⊥型 （倒 T型）、立式，及有、无十字头。就动力平衡性 、管线布置、占地面积、维修的易近性而言，不同结构型式都有相对的优点和缺点，而不是绝对的，且与其供气量大小直接有关。压缩机的结构型式，应由 CNG加气站的业主和压缩机供应厂商 共同商定，而不宜单方面进行决定。

新一代CNG压缩机启动、运行或者停机的控制，自动取决于集气站的高压储气瓶组的实际气压状况，每次运行时间、停机时间，由站用高压储气瓶组的水容积和车辆所需要的加气量综合确定。一般来说基本参数额定排气压力均为25MPa。

一般来讲对压缩机进行选型时，需要注意的是：确定压缩机在规定工况下的实际容积流量应不低于公称容积流量的95％。检查压缩机的气缸、气缸盖、气缸座、活塞和气缸套等受压零件的气腔应以不低于1.5倍的最大允许工作压力做水压试验；气缸、气缸盖和气缸座等零件的水腔应以0.6 MPa压力做水压试验。保压时间均不少于30 min，不应渗漏。

检查压缩机是否在明显而平坦的部位有固定铭牌，铭牌应符合GB/T 13306的规定。铭牌上至少应标出下列内容：

a）产品型号；b）产品名称；c）公称容积流量，m3/min； d）供气量，N m3/h； e）吸气压力，MPa； f）额定排气压力，MPa； g）轴功率或驱动机功率，kW； h）转速，r/min； i）外形尺寸（长×宽×高），mm; j）净重，kg； k）出厂编号；l）出厂年、月； m）制造厂名称及制造厂所在地（出口产品标注“中华人民共和国”字样）。

注：供气量指压缩机末级排出的气体，换算到温度为0 ℃，压力为0.1013 MPa（绝压）标准状态时的容积流量。

在选购CNG压缩机时不仅要与建加气站时所需的实际及其能力相符合，还需要考虑可能实施的加气站增容的需要，要保证扩容之后压缩机台数增多而各个型号相同。原因在于同一型号天然气压缩机应能适应一定范围的吸气压力区间，如表压力0.1～0.4MPa、0.18～0.55MPa、0.3～0.85MPa、0.6～1.45MPa、0.9～1.9MPa、1.4～2.4MPa和2～15MPa等压力区间。这便于压缩机制造 厂的同一型号压缩机销往不同地域，并能适应一定范围内不同的天然气管网压力；运行站点未变的压缩机，能自如地应对可能出现（或经常出现）的本地管网压力变化；运行站点易地时，压缩机具有较强的适应吸气压力变动的能力。

有一个十分重要的问题不容忽视，就是选择国产还是进口CNG压缩机，国内外 CNG加气站，基本上分为两种结构形式。一是开放式结构 ；一是撬装式结构。从我国目前建成的加气站的模式来看，用国产压缩机建成的加气站，基本上是开放式结构，进口压缩机建成的加气站，基本上是撬装式结构。用进口压缩机一般来讲对于这种选择会造成建站投资存在明显差异。在工程实践中，单 以设备费来比较，用进口压缩机建站的设备费比国产压缩机高23％左右。