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CNG加氣子站液壓壓縮機應用簡述

文章出處：網(wǎng)責任編輯：作者：人氣：-發(fā)表時間：2015-04-01 11:03:00【大中小】

CNG汽車加氣行業(yè)經(jīng)過十幾年的發(fā)展

，其加氣站的核心設備主要是單一的傳統(tǒng)曲柄連桿式機械壓縮機（以下簡稱機械壓縮機），先后出現(xiàn)了液壓平推子站加氣系統(tǒng)

、液壓活塞式壓縮機等多種設備

。這幾種設備的出現(xiàn)都被市場接受和看好，而且液壓壓縮機以其易損件少

、維修簡單

、運行成本低、泄漏率低等較多的優(yōu)勢

，有取代機械壓縮機的態(tài)勢

。據(jù)悉，由武漢齊達康環(huán)?div id="d48novz" class="flower left">

？萍加邢薰緺款^起草的標準《汽車加氣站用天然氣液壓壓縮機》（JB/T 11422－2013）已于2013年九月一日通過審核正式頒布和生效

，對液壓活塞式壓縮機的設計、生產(chǎn)和制造起到了一定的規(guī)范作用

。

最近幾年市場出現(xiàn)了一種液壓活塞式CNG子站壓縮機

，應用情況較好，很快得到市場的認同

。但有些人為了自家利益

，夸大了液壓平推系統(tǒng)的優(yōu)勢，惡意貶低液壓活塞式壓縮機的性能和優(yōu)點

，發(fā)布了不切實際的言論

。對此

，本文筆者就從原理上介紹這兩種設備

。液壓活塞式壓縮機分氣液雙缸一體式和油氣缸分開式兩種，液壓平推系統(tǒng)分單線輸出和雙線輸出兩種

，這里先講述單線輸出

，再介紹單線與雙線輸出的區(qū)別。

氣液雙缸一體式液壓壓縮機（立式氣缸）

結構原理：

工字形活塞桿將上面氣缸分隔為 A

、B 兩個腔

，將下面氣缸分隔為 C、D 兩個腔

，如圖1：

1 球閥

、2 冷卻器、3 安全閥、4 球閥

、5 單向閥

、6 進氣閥、7 排氣閥

、8 氣缸

、9 活塞、10 蓄能器

、11 回油過濾器

、12 油冷卻器、13 液壓泵

、14 油箱

、15 電液換向閥、16 限位開關

、17 溢流閥

、18 壓力表、19 壓力傳感器

。

工藝流程：

①液壓站輸出的高壓油進入C腔

，B腔的油回油箱（近似認為回油箱的油壓力為0），活塞桿向下運動

，槽車內氣體進入 A 腔

，（一級進氣），而 D 腔的氣體則經(jīng)壓縮后流出（一級壓縮）

，進入冷卻器

，完成一級壓縮過程；當活塞運行到極點時

，液壓站換向閥將會換向

，輸出的高壓油進入 B 腔， C 腔的油回油箱

，活塞桿向上運動

，槽車內氣體進入 D 腔，（一級進氣）

，而 A 腔的氣體則經(jīng)壓縮后流出（一級壓縮）

，進入冷卻器，完成一級壓縮過程

②當兩個這樣的氣缸串聯(lián)時

，就構成了兩級壓縮

。

需注意，圖1中

，實線部分為氣路和液路

，虛線部分為控制線路

。

特點分析：

（1）節(jié)能效果好。選用22kW雙電機

，進氣壓力（即槽車鋼瓶內壓力）高時為單電機工作

，低時為雙電機工作。經(jīng)第三方檢測

，實測平均售氣量1000m3/h的情況下

，平均每方氣的耗電量為0.035度電。圖2是槽車壓力各壓力點的排量與功率曲線

；

（2）結構簡單

。氣缸和油缸雙缸一體結構，液壓油每運行一個行程

，都會將氣缸壁冷卻一次

，因此氣體和氣缸壁的溫度較低，不需水套缸冷卻（即全風冷）

；

（3）幾乎無天然氣泄露

。設計上回避了填料等結構設計，系統(tǒng)幾乎沒有泄露點

；

（4）耗油量極小

，每年只更換一次油即可。盡管油附著在缸壁上形成極薄油膜

，使輸出氣體內含極少量油

，但這種含油量對下游設備不構成影響，況且可以在設備內部的流程上增加一組專門的除油過濾器

；

（5）易損件少

。只有活塞環(huán)為易損件，且易損件更換簡單

，能實現(xiàn)在位維修

，不越過3小時；

（6）排氣量隨槽車的壓力變化而變化

，當槽車壓力較低時

，排氣量也較低，這時如果遇到加氣高峰時則顯得加氣量不足

，需要加氣站配儲氣瓶組來調節(jié)加氣高峰

，更換槽車時同樣可以對外售氣

。

液壓平推子站設備系統(tǒng)

系統(tǒng)原理：

由液壓平推設備系統(tǒng)組成的CNG加氣子站

，由專用槽車、液壓工作橇

、售氣機等組成

。其工作原理是：液壓工作橇提供高壓油，通過一系列控制閥將液壓油注入專用槽車的長管鋼瓶內，將長管鋼瓶內的天然氣以21.5MPa的恒定壓力推出來

，再通過售氣機給汽車加氣

。當液壓油將長管鋼瓶內的氣體基本置換完后，用剩余氣體的壓力再將油推回油箱

，如此反復

。如圖3，左邊是專用槽車

，右邊是液壓工作撬

。

特點分析：

（1）簡化加氣站流程。沒有儲氣設備

，占地面積小

，單線加氣，加氣站設計和建造相對簡單

。

（2）槽車卸氣率較高

，約90%，槽車卸完氣后

，壓力在1.5~2.5MPa之間

。

（3）根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)對比，比傳統(tǒng)機械壓縮機能耗低

。

（4）維修簡單

，主要是氣閥等部件的維修。

（5）系統(tǒng)的泄漏量較大

。氣體將油壓回油箱時產(chǎn)生泄漏

，按設備使用廠家的數(shù)據(jù)，約為1~1.8%

（6）氣體的含油量高

，對天然氣的下游設備影響較大

，特別是對氣質很敏感，如果氣質稍差

，則會對液壓油污染較大

，甚至直接破壞液壓油，導致液壓閥件損壞

。

（7）液壓油易損失

，需定期加專用液壓油，造成運行成本增加

。

（8）碰到加氣車輛較多時

，達不到20MPa就完成加氣過程，而且近氣源的售氣機比遠氣源的售氣機加氣壓力要高

。

（9）使用專用槽車

，且價格高出較多

。

油氣缸分開式液壓壓縮機（臥式）

結構原理：

中間一個油缸帶動兩邊的兩個氣缸，每個氣缸分為兩級壓縮

。如圖4

。

工藝流程：

①活塞桿向右運動時，槽車內氣體由 A 進入左邊氣缸的一級腔（一級進氣）

，而右邊一級腔的氣體則壓縮后經(jīng) B 流出

，進入冷卻器，完成一級壓縮過程

；同時

，冷卻后的氣體由 G 進入二級腔（二級進氣），左邊氣缸二級腔內的氣體則壓縮后經(jīng) D 流入二級冷卻器

，然后排出

。

②相反，活塞桿向左運動時

，槽車內氣體由 E 進入右邊氣缸的一級腔（一級進氣）

，而左邊一級腔的氣體則壓縮后經(jīng) F 流出，進入冷卻器

，完成一級壓縮過程

；同時，冷卻后的氣體由 C 進入二級腔（二級進氣）

，右邊氣缸二級腔內的氣體則壓縮后經(jīng) H 流入二級冷卻器

，然后排出。

特點分析：

1.節(jié)能效果與氣液雙缸一體式液壓壓縮機相似

；

2.氣體與液壓油是分開的

，液壓油只能通過活塞桿上形成的油膜與氣體相溶，氣體含油量低

；

3.一組氣缸可滿足兩級壓縮

；

4.由于一組氣缸滿足兩級壓縮，則其活塞桿的桿徑必須較大（根據(jù)壓縮機原理

，如果活塞桿的桿徑較小

，則相當于一級雙作用壓縮，而不是兩級壓縮）

，因此活塞桿的重量較大

，各支承環(huán)和液壓活塞環(huán)存在偏磨現(xiàn)象，即使立式安裝也存在此現(xiàn)象

，因為活塞桿支點太多

；

5.維修性差。氣體壓縮后溫度較高

，氣缸散熱較差

，為保證壓縮效率和密封件壽命

，需要增加水套缸

，用水冷卻氣缸

。除增加一套水系統(tǒng)外，氣缸筒外套水缸的維修是相當麻煩的

；

6.軸線尺寸長

，至少有三倍行程的長度，臥式安裝較為合理

；

7.經(jīng)過受力分析

，所需油壓=排氣壓力-進氣壓力，額定壓力為31MPa的油泵長期處于滿負荷工作狀態(tài)

。

8.當密封件損壞時

，天然氣會向空氣中泄漏。

小結

綜上所述

，各種液壓壓縮機或液壓系統(tǒng)都有它的優(yōu)勢和不足?div id="m50uktp" class="box-center"> ，F(xiàn)在，這幾種設備都在專門針對自身的不足作相應的技術改進

。其中

，液壓活塞式壓縮機通過改變加氣站流程來克服自身的不足，采用雙卸氣流程來克服槽車壓力低時排氣量跟不上的弊端

。流程如圖5：當槽車壓力較低時

，可以將另一輛滿的槽車通過低壓線給車加氣，這樣就可以保證任何時候都能正常加氣

。但氣液雙缸一體式與油氣缸分開式的最大區(qū)別在于后者必須用水冷卻氣缸

，增加水系統(tǒng)（增加系統(tǒng)意味著增加故障點），且增加了維修的難度

。

液壓平推系統(tǒng)也改成了雙線加氣

，原理如圖6，克服了單線加氣的弊端

。但它最大的弊端在于油和氣相互污染

，影響下游設備，且受氣質的影響較大

。

下一篇：加氣站建站程序上一篇：加氣站管理規(guī)范（一）

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CNG加氣子站液壓壓縮機應用簡述

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