加氣子站壓縮機技術方案
VFD-0.32/(20~200)-250加氣子站壓縮(suo)機技(ji)術方案
一、CNG加氣子站成套設備配置
CNG加(jia)氣子站(zhan)是建設在没有天然氣管線經過的地方,通過(guo)高壓CNG運輸车將天然氣从母(mu)站運輸(shu)到子站内,運輸车内天然氣首先經過(guo)卸氣柱,然后進入壓縮機機組(zu)將(jiang)天然氣壓縮、冷卻(que)、净化后使其壓力提升到25MPa,再進入储氣瓶組進行稳壓(ya)、储(chu)存,通過加氣(qi)機給汽车加氣。
二、設計采用(yong)的技術標準
API618-1995用於(yu)石油(you)、化學(xue)和天然氣工業(ye)的往复式壓縮機
GB50156-2002汽车(che)加油加氣站設(she)計和施工規範
JB/T10298-2001汽(qi)车加氣站用天然氣壓(ya)縮機
JB/T9105-1999大型往复(fu)活塞壓縮機技術(shu)条件
GB/T4980-2003容积式壓縮機噪聲(sheng)聲的測(ce)定
GB/T15487-1995容积式壓縮機流(liu)量測量方法
JB/T7240-1994一般用往复活塞壓縮機(ji)主要零部(bu)件技術条件
GB/T7777-2003往复活塞壓縮機機械振動測(ce)量與(yu)評价
GB150-1998鋼製壓力容器
GB151-1999鋼製管壳式换熱器
JB4730-1994壓力容器无损檢測
壓力容器安全技術监察規程
GB/T755-2000旋轉電機定额和性能
GB3836.1-2000爆炸性氣體環境用電(dian)氣設(she)備第1部分:通用(yong)要求
GB3836.2-2000爆炸性氣體環境用電(dian)氣設(she)備第2部分:隔(ge)爆型“d”
中華人民(min)共和國“爆(bao)炸危险(xian)場院所電氣安全規程”
GB50058-1992爆炸和火災危险(xian)環境電力裝置設(she)計規範
GBJ93-1986工業自動化(hua)儀表工程施工及驗收(shou)規範
Q/BYJ108-1998天然氣充瓶壓縮機
Q/BYJ119-1998天(tian)然氣(qi)充瓶壓縮機驗收規範
GB/T13306-1991標牌
GBn193-1983出口機械、電(dian)工、儀器儀表產(chan)品包裝通用技術(shu)
三.CNG子(zi)站用天然氣壓縮機技術說明
3.1天然氣壓縮機組用途
VFD系列撬裝式天然氣壓(ya)縮機組是專為CNG加氣站提供的壓縮天然(ran)氣的專用設(she)備;撬裝式(shi)天然氣(qi)壓縮機組包含的主要設備有:天然氣壓縮機主機、防爆(bao)電動機(ji)、冷卻系統、润滑系統、氣體(ti)回(hui)收、缓冲(chong)裝置、出口入口阀(fa)門及過滤器、除油分离系統、儀表(biao)顯示系統、可燃氣(qi)體檢測裝置、放散系(xi)統、PLC執行控(kong)製系統、優先順序控製盘、采暖裝置及隔音箱體等。该機組是給終端設(she)備加氣(qi)機提供經過净化處理的工作壓力為25.0MPa高品質(即(ji)无油、无水、无(wu)灰尘)的天然氣氣源。
3.2天然氣壓(ya)縮機組技(ji)術要求
3.2.1壓縮介質:純净天然氣
3.2.2單(dan)臺壓(ya)縮機的平均供氣量:1200 Nm3/h
3.2.3壓縮機的吸氣壓力:2-20 MPa
3.2.4壓縮機的排氣壓力:25 MPa
3.2.5冷卻方式:風冷
3.2.6壓縮機的吸氣温度:≤40℃
3.2.7壓縮機機組的噪聲(聲壓(ya)級):≤75 dB(A)(距壓縮機機組隔音(yin)罩體(ti)1米處)
3.2.8壓縮機自控方式:首次启(qi)動采(cai)用手動启動,再次启動采用自動启(qi)動,自動停(ting)機,自動(dong)排污。
3.2.9環境温度:-10°C~+45°C
3.2.10相對湿度:50%~85%
3.2.11防爆電動機:dⅡBT4、IP55、TH
3.2.12電源(三相/二相/頻率):380V/220V/50Hz
3.3天然氣壓縮機組技術參数
3.3.1主要性能參数
壓縮介質
车用天然氣
型號
VFD-0.32/(20~200)-250
結構型式
V型風冷(leng)活塞式、二級壓(ya)縮(suo)、分段進氣
公称容积流量
0.32m3/min
進氣壓力
2.0~20.0 MPa
排氣壓力
25.0 Mpa
排氣量
≥400 Nm3/h(進氣壓力為2.0 MPa)
處理量
400~1800 Nm3/h
進氣温度
≤40 ℃
輸氣温度
經冷卻后不高於環境温度15 ℃
润滑油温度
≤80 ℃
润滑油耗量
≤105 g/h
活塞行程
92mm
轉速
740 r/min
轴功率
≤82.5kW
冷卻方式
風冷
润滑方式
曲轴、连杆、十字头壓(ya)力润滑、氣缸、填料微油润(run)滑
配備動力
YB2-315L1-8型防爆電機、 90kW、740r/min、380V、B3 dⅡBT4
连接方式
弹性直聯
噪聲
≤75 dB(A)/壓縮機房外1m远
启動方式
软启動
機組外形尺寸
~5538×2438×2438 mm
機組重量
~10 T
安裝型式
整體撬裝式,室外安裝.
3.3.2防爆電動機參数
3.3.2.1主電動機參数
功率
90kW
轉速
740r/min
電壓
380V
頻率
50HZ
安裝方式
B3
防護等級
IP55
防爆等級
dⅡBT4
4.3.2.2 冷(leng)卻器風扇電動(dong)機參数
功率
7.5kW
轉速
1450r/min
電壓
380V
頻率
50HZ
安裝方式
B3
防護等級
IP55
防爆等級
dⅡBT4
4.3.2.3注油器及油泵電動機參数
功率
2.2kW
轉速
1420r/min
電壓
380V
頻率
50HZ
安裝方式
B3
防護等級
IP55
防爆等級
dⅡBT4
功率
7.5kW
轉速
1450r/min
電壓
380V
頻率
50HZ
安裝方式
B3
防護等級
IP55
防爆等級
dⅡBT4
4.3.2.3注油器及油泵電動機參数3.4天然氣壓(ya)縮機組集(ji)成
3.4.1整體布局
在機組(zu)的整體設計上,采(cai)用集成化設(she)計,所有設(she)備均安裝在隔音罩體内,並充分考(kao)虑(lv)操作維修方便性,整體布局合理。天(tian)然氣壓縮機組包含的主(zhu)要内容有:天然氣壓縮機(ji)、防爆(bao)電動機(ji)、冷卻系統、润滑系統、氣體(ti)回(hui)收、缓冲(chong)裝置、出口入口阀(fa)門及過滤器、除油分离系統、儀表(biao)顯示系統、可燃氣體檢測(ce)儀、放散系(xi)統、PLC執行控(kong)製系統、優先順序控製盘及隔音房舱(cang)等。
3.4.2壓縮機性能簡介
VFD系列撬裝式天然氣壓縮機組是由防爆電動機通過(guo)聯轴器驅(qu)動,再利用管路系統將(jiang)冷卻系統(tong)與壓縮機各級相连,即(ji)形成了電能-動能-氣體的勢能轉换(huan);通風系統使得壓縮機各級排氣在冷卻器中能得(de)到良好的(de)冷卻,且氣缸體(ti)由於氣體的流動也能够带走一部分熱(re)量,从而保證各工作機件的工作温(wen)度不致過高而過早损坏(huai);润滑系統是(shi)保證壓縮機(ji)能够长期運行的一個重要組成部分,對(dui)壓縮(suo)機運轉的好坏起着決定性的作用;壓縮機各級及(ji)各独立的(de)壓力單元均設有安全阀,是壓縮機(ji)重要組成(cheng)部分之一,在運(yun)行中能够有效地防止壓縮氣體系統(tong)的事故发生;氣體回收系統是將系統中各級分离器中排放出的(de)油(you)氣混合物集中回收罐内,並通過(guo)阀門將氣體返回到進(jin)氣缓冲管内進入壓縮機的進氣管線上,形(xing)成再次利用,减少氣體(ti)损失,降(jiang)低成本(ben);PLC控製系統能確(que)保壓縮機启動(dong)采用手動启動,壓縮(suo)機故障(zhang)采用自動停機,壓縮機排污采用(yong)自動排污等功能,因此壓縮機操作方(fang)便;全部設備均集成在撬裝的(de)底座上,並裝備降低機組噪音的(de)隔音罩(zhao)體内,形成一個整體撬裝式壓縮機站。
3.4.3壓縮機特點介紹
3.4.3.1壓縮機結構形(xing)式:V型,兩列、兩級壓縮。基礎部件是(shi)我公司(si)引進德國MANNESMANN DEMAG(曼内斯曼(man)·德馬格)公司技術,並取得该公司生產許可證(zheng)製造的產品(pin),因而该機具有耗能少、噪音低、启(qi)動轉矩小、振動小、全天候高可靠性、自動化程度高、操作(zuo)維護方便等特點。適用於加氣站頻繁開启。
3.4.3.2整機采用撬裝,主、辅機安裝在同一撬(qiao)块上,用隔音房舱將(jiang)整個壓縮機組罩於(yu)房内,另外,房(fang)内配置防爆(bao)照明燈。壓縮(suo)機寿命(ming)大於25年。
3.4.3.3壓縮機各級氣缸采用自然冷卻,各級冷卻器(qi)采用(yong)風冷設計技術,因此该壓縮機不需要冷卻水和冷卻水塔。
3.4.3.4壓縮機所有氣阀、活塞環及(ji)填料均為國际著名品牌賀爾碧格公司和法國利亚產品,易损(sun)件更换時間可達8000小時以(yi)上。
3.4.3.5壓縮機氣缸、填料采(cai)用少油润滑(hua)設計技術,活塞環、填料及氣缸均具有更长的使用寿命,壓縮后排(pai)出(chu)的氣體經過二級除油過滤器過滤后,氣體中(zhong)機油(you)等液體含量不超過10ppm,固體顆粒直径(jing)不超(chao)過5μm。
3.4.3.6壓縮機采用软启動和西門子可编程控製器(PLC)控製,對系(xi)統進氣壓(ya)力低和高、排氣壓(ya)力高、润滑油壓力低、各級排氣温度高、各級排污和壓縮機故障時自動停機等進行(xing)远程监控操作,控製及時灵活,性能先進(jin)可靠。
3.4.3.7壓縮機各級(ji)分离器中排放出的油氣混合物通過集氣管匯集后集中進入废氣回收罐並通過阀門將氣(qi)體返回到進氣缓冲管内進入壓縮機的進氣管線上,形(xing)成再次利用,同時實現壓縮機无负荷启動,提高氣體利用率。
3.4.3.8壓縮機的每(mei)級(ji)設有安全阀,当壓(ya)力超標時開启卸载,保證系統的(de)運(yun)行。
3.4.3.9壓縮機的(de)高壓氣缸内表面采用离子氮化技術,提高氣缸(gang)内表面硬度,提(ti)高氣缸耐磨性。另外由於使用非(fei)金屬活(huo)塞環和支承環延长了氣缸的寿命。
3.4.3.10壓(ya)縮機每級間設(she)有氣液分离器,底部安裝氣(qi)動球阀,定期自動排污。另外在每級排(pai)污管路上(shang)並聯手動球阀,防止排污(wu)氣動球阀失(shi)灵時進行手動排污。
3.4.3.11機組設有可燃氣(qi)體檢漏報(bao)警裝置,当壓縮機工作場(chang)所燃氣浓度超標時自(zi)動報警和停機,確保加氣(qi)站運行(xing)。
3.4.3.12壓縮機系統内包含的(de)所有壓力容器均提交竣工(gong)圖紙、設(she)計計算說明书合格(ge)證和无损檢測的試驗報告。
3.4.3.13壓縮機操(cao)作系統(tong)用氣動元件的控製氣源采用空氣,随機贈送控製氣源。
4.4.3.14壓(ya)縮機的進氣和排氣管(guan)口、冷凝液的排(pai)放(fang)口、輸送(song)管道口等工藝管(guan)口均配一致的和清晰的標記(銘牌(pai))。
3.5天然(ran)氣壓(ya)縮機組的驅動裝置
3.5.1防爆電機:采用(yong)380伏特/50Hz、dⅡBT4防爆型電動機(ji),启動方式采用软启動。壓縮(suo)機與電(dian)動機直接连接,傳動效率高。
3.5.2提供電動機(ji)相應(ying)的全套技術文件。
3.6天然氣壓縮機(ji)組的(de)冷卻系統
3.6.1壓縮(suo)機采用全風冷(leng)式,風冷冷卻器主(zhu)要是冷卻各級排氣、润滑油、壓縮機氣缸及(ji)各級填(tian)料,保證壓縮機有一個完善的熱力(li)循環(huan),使(shi)高温零件得(de)以降温,润滑油温(wen)不致過高而降(jiang)低润滑性能等等,且固定在壓縮(suo)機的隔音箱體内。
3.6.2風(feng)冷冷卻(que)器主要由冷卻器體、冷卻風扇及防(fang)爆電機組(zu)成,防爆電機带動冷卻風扇對冷卻器進(jin)行熱交(jiao)换。该風機具有噪聲小,功耗低等特(te)點。
3.6.3冷(leng)卻風扇電動機為(wei)dⅡBT4防爆型電機(電扇驅動使用的電機)。
3.6.4从壓縮機各級冷卻器系統分离出(chu)的废熱空氣通過冷卻風(feng)扇進入排氣管道,將这些來自冷(leng)卻系統的废熱空氣送至壓縮機隔音罩外。
3.7天然氣壓縮機組的隔音(yin)罩
3.7.1 VFD系列撬裝式天然氣壓縮機組整套安裝在隔音罩内,隔音罩内配置防爆(bao)照明燈、自動排風(feng)系統,天然氣浓度報(bao)警器、儀表顯(xian)示窗口。整(zheng)個隔音罩應(ying)用戶要求可以露天放置,不需另建廠房,易於安(an)裝,噪聲低、節省(sheng)投资。壓縮機的工(gong)藝管口(kou)接至隔音罩外、並配好相關(guan)接头,以便現場安裝。每臺壓(ya)縮(suo)機單独配一個隔音罩。
3.7.2壓縮機的隔(ge)音罩(zhao)用於室外安裝,可(ke)適(shi)用於-10℃至45℃之間環境温度並有雨水的特(te)殊環境条件。
3.7.3壓縮機(ji)的隔音罩采用坚實(shi)、紧固及集(ji)成(cheng)化的結構設計。隔音罩外形尺寸為(长×宽×高)5538×2438×2438mm。
3.7.4壓縮機組的(de)噪音在距(ju)离隔音罩1米處(chu)測得為75分貝。
3.7.5為了便於維護的目的,壓縮機的隔(ge)音罩内(nei)安裝有防爆照明燈(dⅡBT4)。
3.7.6壓縮機的隔音罩内設備(bei)布局合理且方便(bian)檢查和維護。
3.7.7為方便(bian)進(jin)入壓縮機的隔音罩内進行維護,在隔(ge)音(yin)罩侧面的大的檢查門。檢查門為旋轉型或推拉(la)型。旋轉門采用(yong)耐重荷的铰鏈锁紧裝置和(he)門栓。
3.7.8壓縮機的隔音罩(zhao)的顏色浅灰色、淡藍色和或灰白色
3.8天然氣壓縮機組控製面板
每臺(tai)壓縮機(ji)組都有一個控製面板,並(bing)配有下列設施:
3.8.1用(yong)於壓(ya)縮機起動/停止(zhi)開關。
3.8.2用於顯示壓縮機的進氣壓力、各級排(pai)氣(qi)壓力、润(run)滑油(you)壓力的壓力表。
3.9天然(ran)氣壓(ya)縮機組控製系統的運行控製功能簡介:
3.9.1主電機采(cai)用(ABB软启動器)启動方式(shi)。
3.9.2 SIEMENS S7-200 PLC對運行參数监控(kong)點(壓力、温度)模擬量進行集中控製。
3.9.3顯示功能:采用(yong)SIEMENS TD200文本(ben)顯示器可顯示(shi)和查阅整個壓縮機流程中的监控點的運行參数;具有如下顯示功能:
3.9.3.1運行状態
3.9.3.2查看(kan)運行中的運行參数(shu)(壓力、温度)
3.9.3.3故障信息提示
3.9.3.4查看累計工作計時
3.9.4對主電動機及辅助電機進行(xing)控製及保(bao)護:具有電機過载(zai)、過流等保(bao)護;当(dang)電(dian)機過载(過流)時,壓縮機自動停機且(qie)聲光(guang)報警。
3.9.5壓(ya)縮(suo)機全自動停機启動功能:
a当储氣系統壓力高於設定(ding)值時,壓縮機自動停機,進入待機状態。氣瓶組(zu)壓力(li)低於設定值時,壓縮機(ji)具有自(zi)動運行补氣功能。
b壓縮機(ji)首次启動采(cai)用手動启動,運行后根據工藝參数自動启、停(ting)機,手(shou)動停機(ji)后不能自動启動。
C壓縮機具有手(shou)動启動和手動停機功(gong)能。
3.9.6 ESD紧急停(ting)機功能;按ESD紧急(ji)切断按钮可快速關闭進氣口,壓縮機自動停機。
3.9.7壓縮機流程中的监(jian)控點采用(yong)壓力變送器和温度傳感器為一次檢測元件,對壓縮機進(jin)氣壓力、末級排氣(qi)壓力、每個氣缸排氣温度、润滑油壓力(li)、润滑油温度測控並顯(xian)示;当控製值超限時壓縮機自動停(ting)機並聲(sheng)光報警。
3.9.8停機状態下進氣阀門(men)為(wei)關闭状態,放空(放污(wu))阀門為打開状態。
3.9.9壓縮機為轻(qing)负荷启動:壓縮機启動過程(cheng)進氣阀門為關闭状態,放空(放污(wu))阀門為打開状態,当壓縮(suo)機启動結束(shu)后,進氣阀門為打開状態,放空(放污(wu))阀門為關闭状態,壓縮機進入(ru)正(zheng)常運行。当壓縮機停機(ji)前,控製系統打開放空(放污(wu))阀門,將高壓氣體(ti)排出,降低壓縮機内(nei)部(bu)剩余氣體壓力並延時停機。停機后關闭進氣阀門。避免壓縮機停機時壓縮機内部始終保(bao)持高壓氣體(ti),同時為下次轻负荷启動作準備,避免重载启動(dong)對壓縮機的(de)冲擊。
3.9.10壓縮機運行中(zhong),放(fang)污阀門定時自動間隔(ge)放污(30分(fen)鐘排放一次,排放時間5s)。
3.9.11故障提示功能:当出現故障時壓縮機自動停機(ji),控製系統聲光報警,同時文本顯示器顯(xian)示故障原因,提示操作者针對故障進行處理。
3.9.12壓縮機房設有排風機,可手動启動/停止排風(feng)機運(yun)行。
3.9.13壓縮機(ji)撬體上設有汽车充氣的優先順序(xu)控製系統。壓縮機撬體上設有四個高壓接口,一個與進氣口(kou)相连,兩個(ge)與储氣瓶組相连,另一接口至(zhi)對售氣機直充(chong)。
3.9.14壓縮機PLC具體控製項目及系統動(dong)作方(fang)式匯总如下:
項目
状態
檢測類型
控製值
動作
進氣壓力
低/高
變送器
1.95MPa≥P≥20.05MPa
報警並停機
同級排氣温度差高
温差高
變送器
≥20℃
報警不停機
各級氣缸排氣温度
高
傳感器
≥180℃
報警並停機
末級排氣壓力
高
變送器
≥25.5MPa
自動停機
润滑油壓力
低
變送器
≤0.15 MPa
報警、停機
润滑油温度
低/高
傳感器
-20℃≥T≥80℃
報警、停機
主電機故障
软启動器
1.05Ie
報警、關断、停機
冷卻風扇電機故障
熱繼電器
1.05Ie
報警、關断、停機
注油器電機故障
熱繼電器
1.05Ie
報警、關断、停機
ESD紧急停機按钮激活
紧(jin)急停機、切断壓縮機電源,關闭進氣電磁阀和加(jia)氣(qi)裝置電磁阀
3.10天然氣壓縮機組檢驗和驗收
3.10.1壓縮機(ji)製造按國家相關(guan)標準進行檢驗和驗收。
3.10.2機(ji)組製造廠模擬(ni)試车時,用戶派人驗收。
3.10.3對下列零件進行機(ji)械性能檢驗和化學成份分(fen)析並提供檢驗報告。
3.10.3.1氣缸、十字头导轨、曲轴箱、十字头等(deng)零件(jian)化學成份分析並提供檢驗報告。
3.10.3.2连杆、活(huo)塞杆、曲轴、连杆螺栓、十字头銷等零件的抗拉(la)(壓)等機(ji)械性能檢驗。
3.10.3.3连杆、活(huo)塞杆、曲轴應做金相分析和活塞杆應做表面硬度檢測並(bing)提(ti)供報告。


















