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壓縮機選型對CNG加氣子站運行的影響

文章出處：網(wǎng)責任編輯：作者：人氣：-發(fā)表時間：2015-03-07 10:59:00【大中小】

中石化目前在用的CNG加氣站子站中

，所運行的設(shè)備無非是槽車、卸氣柱

、瓶組

、壓縮機、加氣機等
，卸氣柱
、瓶組、加氣機之類的設(shè)備維修及運行成本和人員的管理成本相對穩(wěn)定一些
，真正對運行成本影響較大的是壓縮機運行成本
。這種影響表現(xiàn)在三點：1.壓縮機增壓所需的電費成本；2.壓縮機工作時產(chǎn)生的泄漏成本
；3.設(shè)備維修成本
。

一
、用電成本

壓縮機增壓所需電費成本體現(xiàn)在用電量的多少，計算單位為：kW·h/方（JB11422－2013《汽車加氣站用天然氣液壓壓縮機》中的術(shù)語叫：比能耗）

，可以用公式計算：

F1＝x1·/V;

F1：單位氣體的耗電量（kW·h/方）

；

X1：槽車卸氣過程中壓縮機所耗電量（度或kW·h）；

V：槽車的卸氣量（方）

讓我們分析其各種壓縮機的比能耗值的差別?div id="4qifd00" class="flower right">

，F(xiàn)在市場上所用的子站壓縮機或增壓設(shè)備有機械壓縮機

、立式液壓壓縮機、臥式液壓壓縮機

、液壓平推等幾種

。其各自的原理為：

1) 傳統(tǒng)機械式子站壓縮機

其傳動模式是曲柄連桿機構(gòu)：電機帶動曲軸旋轉(zhuǎn)，通過連桿

、十字頭

、活塞桿，帶動活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運動

，實現(xiàn)氣體的壓縮過程

，實現(xiàn)增壓目的。如下圖：

2) 液壓平推子站設(shè)備系統(tǒng)

其工作原理是：液壓工作橇提供高壓油

，通過一系列控制閥逐次注入專用槽車的每只長管鋼瓶內(nèi)

，將長管鋼瓶內(nèi)的天然氣以20MPA的恒定壓力推出來，從而通過售氣機給汽車加氣

。如下圖：左邊是專用槽車

，右邊是液壓工作撬。

3) 立式液壓壓縮機（立式氣缸）

結(jié)構(gòu)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

，如下圖：

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(nèi)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(nèi)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(gòu)成了兩級壓縮

。

4) 臥式液壓壓縮機

結(jié)構(gòu)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。如下圖

。

液壓壓縮機<div id=

，臥式液壓壓縮機" alt="液壓壓縮機，臥式液壓壓縮機" width="600" height="345"/>

工藝流程：

①活塞桿向右運動時

，槽車內(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)的氣體則壓縮后經(jīng) H 流入二級冷卻器

，然后排出

。

這四種子站壓縮機的理論用電量比較如下表：

	機械壓縮機	立式液壓壓縮機	臥式液壓壓縮機	液壓平推
平均排量	1000	1000	1000	1000
主電機功率（kW）	75	44	44	37
實際小時耗電量(度電）	75x0.8=60	44x0.8=35.2	44x0.8=35.2	37
比能耗（kW·h/方）	0.06	0.0352	0.0352	0.037

說明:前三種電機在大部份時間不在滿負荷狀態(tài),其平均電流按滿負荷的80%計算。

從上表中可以看出

，從能耗上講

，子站壓縮機應(yīng)優(yōu)先選擇液壓設(shè)備。

二
、泄漏成本

壓縮機在工作過程中總會產(chǎn)生泄漏

，泄漏量大，損失的氣體就多

，相反

，少泄漏

，就可以增加加氣站的收入，這也構(gòu)成了加氣站的運行成本

。在考察多個加氣站每月的CNG進出數(shù)據(jù),可得出這四種壓縮機的泄漏率比較如下表：

	機械壓縮機	立式液壓壓縮機	臥式液壓壓縮機	液壓平推
泄漏率（%）	0.6－3	0.03－0.06	0.03－1	1.5－1.8
平均泄漏率（%）	1.8	0.045	0.5	1.65
按15000方/天規(guī)模計算的年泄漏量（方）	15000x1.8%x 360天＝97200	15000x0.045%x 360天＝2430	15000x0.5%x 360天＝27000	15000x1.65%x 360天＝89100

三
、維修成本

在加氣子站設(shè)備中，占主要維修任務(wù)

、并對加氣站售氣有較大影響的

，還是壓縮機設(shè)備，因此壓縮機設(shè)備的維修成本就顯得比較突出

。這里主要列出正常工作狀態(tài)

，每年耗材費用和易損件的維修費用比較表：

	機械壓縮機	立式液壓壓縮機	臥式液壓壓縮機	液壓平推
配件費用（萬元）	12	4	4	8（油耗）
維修時間（小時）	8	3	20	維修時需浪費天然氣