CNG加气站储气瓶组的容量选择和气体利用率的分析.doc

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1、CNG加气站储气瓶组的容量选择和气体利用率的分析＊刘锡麟(西安天洁航天科技股份有限公司，陕西西安市710075) 摘要：本文依据国内外的实践经验，分析了储气瓶组储气容量和气体利用率对CNG加气站供气能力的影响。提出了合理速择储气瓶组的储气容量和提高气体利用率的原则和方法。可供CNG加气站设计和操作人员参考。关键词；天然气；CNG加气站，储气瓶组；气体利用率1CNG加气站设置储气瓶组的必要性　　CNG加气站的发展初期，其主要设备配置仅有压缩机，而没有储气瓶组。经过多年的探索和实践，人们逐步认识到，给压缩机系统配备适当的储气瓶组(或缓冲罐)，可显著改善充气系统的

2、稳定性和可靠性等技术性能，大大提高系统的工作效率。　　另外，为了实现快加气，而将压缩机容量增加很大是不可能的，因而需采取预先储存加压气体弥补压缩机排量的不足的办法，使快加气系统具有比压缩机最大排量大得多的加气能力。显然这需要设置加压气体储存设施。　　1．1CNG压缩机多为往复式压缩机，工作时气体的压力波动很大，增加了储气瓶组，既可以对压缩机的冲击气流起到缓冲作用，保证输出气流的稳定性。　　1．2增大储气瓶组的容量，可在不改变加气站供气能力的条件下适当减小压缩机的排气量，降低加气站的投资额。国外的经验表明其费用比不带储气瓶组的直接充气式加气站降低30％左右。　

3、　1．3配备了储气瓶组，可使压缩机在系统工作时有停机的机会。当储气瓶组充满气体时，先由储气瓶组给汽车加气，储气瓶组的气体不够时，再起动压缩机。这样可缩短压缩机的工作时间，减小设备磨损，延长使用寿命。储气瓶组的容积适当大一些，其作用就更明显。　　1．4和加注燃油相比，加气站给汽车加注压缩天然气的速度很慢。要是给加气站的压缩机配备若干储气瓶组，就可使加气速度得到提高。但是，由于靠气压差加气，气压平衡后就无法流动加气，所以该储气瓶组的气体总也用不完，最低时仅能用9％左右。这无疑造成了资源的浪费。经过长期试验，终于找到了一种比较好的方法。将储气瓶组按一定的比例分成几

4、组后，既可提高储气瓶组的气体利用率，又可使加气速度得到进一步的提高。　　1．5配备适当容量的储气瓶组，其缓冲作用可使压缩机的脉动冲击气流引起的振动大大降低，管路阀门仪表之间的连接不易松动，甚至破裂，由此引起的易燃气体的泄漏现象大大减少，系统的安全可靠性得到明显提高。　　1．6当压缩机排量保持不变，加气站要想保证用双枪或者四枪(两台售气机)同时加气时的加气速度，并保证加满时，就必须配置较大容量的储器瓶组。否则汽车气瓶的压力可能达不到20MPa。2储气瓶组的气体利用率　　储气瓶组气体利用率，有些技术资料中也称“气瓶容积利用率、储气系统取气率、气体回收率等”，它是

5、储气瓶组的一个重要技术指标。在进行加气站尤其是储气系统设计和设备配置时，必须予以认真考虑。若选取不当，既提高了加气站的投资成本，又会造成资源的浪费，得不偿失。因此有必要结合实际对储气瓶组气体利用率的问题进行分析研究。2．1气体利用率的测算方法　　虽然储气瓶组气体利用率的术语称谓不同，但其含义应是相同的，应等于由储气瓶组中充入汽车气瓶内的CNG标准体积与储气瓶组可储存的CNG总标准体积之比的百分数。即：　　气体利用率=　　在实际应用中，为了方便，不同的企业可能采用不同的测试和计算方法，得出的数值结果必然不尽相同，但是进行定性分析是没有问题的。　　(1)美国CP

6、I公司的测算方法和示例　　依据加气时手工抄录的每个储气瓶的最终压力值，对照试验数据表“压力一标准体积值”，得到对应的储气瓶内所剩余气体的体积数，再从该瓶组在25MPa(3600psig)压力下的总存储气体体积数中减去，所得到的差值就是充入汽车气瓶内的CNG的标准体积。代入上述公式即可得到该气瓶的气体利用率。各个储气瓶的气体利用率之和的平均值就是该储气瓶组的总气体利用率。当然也可将全部充满的钢瓶总气量与储气瓶组的总储气量带入公式求得总气体利用率，结果一样。　　下面就是CPI公司的大型储气钢瓶的测试结果：(这种方法基于试验数据，比较准确)　　①储气瓶组压力：25

7、MPa(3600psig)；　　汽车瓶压：20MPa(3000psig)；　　储气瓶组总储气量：1163．7Nm3；　　汽车钢瓶储气量：28．3Nm3；　　汽车钢瓶数量：17　　各储气瓶的利用率：73．4％38．4％12．5％　　总气体利用率：41．4％　　②储气瓶组压力：34．5MPa(5000psig)；　　汽车瓶压：25MPa(3600psig)；　　储气瓶组总储气量：1030Nm3；　　汽车钢瓶储气量：28．3Nm3；　　汽车钢瓶数量：18　　各储气瓶的利用率：81．2％49．8％17．2％　　总气体利用率：49．5％　　测试说明：　　1)储气瓶组是

8、由3个相同容量的大型储气瓶所组成，其配比为l：1：1