當前國內天然氣子站建設中系統核心設備壓縮機主要分為三種類型:傳統機械式壓縮機、液壓平推式壓縮機、液壓活塞式壓縮機。各種設備系統基本情況如下:
一(yi)、傳統機械式(shi)壓縮機子站(zhan)設(she)備(bei)系統:(壓縮機主要廠商:江漢三(san)機廠、重壓、長(chang)空等)
1、設備系統主(zhu)要(yao)由普通(tong)八管(guan)運輸(shu)槽車(che)、卸(xie)氣柱、橇裝機(ji)(ji)械式(shi)壓(ya)縮(suo)機(ji)(ji)組、廢(fei)氣回收系統、順(shun)序控制盤(pan)、儲氣井或站用儲氣瓶(ping)組(水容積(ji)4M3以上)、售氣機等組成;
2、傳(chuan)統機(ji)(ji)械式子站(zhan)壓縮機(ji)(ji)技術參數(shu)如下:
序(xu)號 項 目(mu) 參(can) 數
1 型號規格 XD-11/35-250型
2 壓縮介質 凈化(hua)天(tian)然(ran)氣
3 型式 D型(xing)兩(liang)列(lie)往復活塞式(shi)
4 壓縮級(ji)數 二
5 進(jin)氣壓(ya)力(li)(表壓(ya)) (MPa) 3.5~20
6 進氣溫度 (℃) 5~35
7 排氣壓(ya)力(表壓(ya)) (MPa) 25
8 各(ge)級排(pai)氣溫度 (℃) ≤145
9 終(zhong)級排氣溫(wen)度 (℃) ≤45
10 排氣量 (Nm3/h) 1000
11 活塞行(xing)程 (mm) 100
12 各級氣缸直徑 (mm) ф55&ф38
13 冷卻方(fang)式(shi) 空氣(qi)冷卻(que)氣(qi)缸、風(feng)冷式后冷卻(que)器
14 潤滑方式 氣(qi)缸采用少油(you)(you)注油(you)(you)潤(run)滑,曲軸、連桿、十字(zi)頭等采用油(you)(you)泵強(qiang)制潤(run)滑
15 潤滑油壓力(表壓) (MPa) 0.3
16 額定轉速 (r/min) 741
17 主機最大軸功率 (kW) 74
18 主電(dian)機功率 (kW) 75
19 用(yong)電負荷 (kW) 85
20 電機(ji)防爆等級 dⅡBT4
21 控制方式 PLC控制(zhi)+全自動(dong)控制+無(wu)人值(zhi)守(shou)
22 使用壽命(ming) (年) 25
23 噪(zao)聲 (dB(A))≤85(離機1m處)
24 安裝方式(shi) 室外、撬裝固定
25 外形尺寸 (mm×mm×mm) 4500×2538×2591
26 重量(liang) (kg) 6500
3、機(ji)械式子站壓縮機(ji)在使用中的優(you)缺點分析(xi):
1)價格(ge)低且技(ji)術成熟(shu):國內外(wai)機械式(shi)子站(zhan)壓縮(suo)機有上(shang)百年的發展歷(li)史,采(cai)用了非常成熟(shu)的曲(qu)柄連(lian)桿機構往復活塞式(shi)壓縮(suo)機的技(ji)術原理,但是仍然難以(yi)適應子站(zhan)進(jin)氣(qi)壓力范(fan)圍寬(kuan),供氣(qi)量波動大的工(gong)況特點。在(zai)2003年以后,隨著母(mu)子站逐(zhu)漸成為大中城市的主(zhu)要(yao)建站技術(shu)路(lu)線,國內(nei)廠(chang)家從2003年開(kai)始研制開(kai)發機械式子站壓縮(suo)機,2007年以后(hou)基(ji)本上實現(xian)了國產化。
2)泄漏率高(gao)(1%-3%):曲(qu)柄帶動(dong)活塞高(gao)(gao)速運轉,在機體設計中填料、活塞環必(bi)須要有間隙,高(gao)(gao)壓狀態下天然氣泄漏不可避免。
3)電機功(gong)率大(75KW或90KW):在子站設備系統(tong)工作中,尤其是(shi)在高壓(ya)(ya)進氣狀態下,電(dian)機的無功損耗較大,并(bing)且在停機時要(yao)經過降壓(ya)(ya)和卸荷(he)才(cai)能再次(ci)啟動,增加了單位(wei)氣體(ti)的生(sheng)產(chan)成本。
4)易損(sun)件(jian)多,機(ji)組(zu)振動大:氣體(ti)(ti)高速壓縮(suo)過程(cheng)中,活(huo)塞(sai)環、活(huo)塞(sai)、氣閥、連桿(gan)瓦(wa)、填料(liao)甚至缸體(ti)(ti)都易損(sun)壞,各廠(chang)家生產的(de)都不能通用,維修成本(ben)高。
5)機組不(bu)能頻繁啟動:所以(yi)需要大(da)容(rong)積的站用儲(chu)氣瓶組或儲(chu)氣井(jing),增(zeng)加了建站費用。
6)壓縮機停機后需將壓縮機體(ti)內的(de)高壓氣全部放空,才能再次啟(qi)動,所(suo)排(pai)出的(de)氣體(ti)需要有廢氣回收系(xi)統(tong)。
7)運轉噪聲大(da),容易產(chan)生擾民投訴。
二(er)、液壓平推式壓縮機(ji)子站設備系統(tong):(主要廠(chang)商:安(an)瑞(rui)科等)
1、設備系統由專用(yong)八管運輸(shu)槽車、液壓(ya)(ya)工作橇、售氣(qi)(qi)機組(zu)成。工作原理:液壓(ya)(ya)工作橇推動專用(yong)液壓(ya)(ya)油(you)(you)進入運輸(shu)槽車中的氣(qi)(qi)管,通(tong)過壓(ya)(ya)力油(you)(you)將(jiang)氣(qi)(qi)體推出槽車(理論(lun)上油(you)(you)氣(qi)(qi)不相溶,是專用(yong)進口液壓(ya)(ya)油(you)(you)),進入售氣(qi)(qi)機加氣(qi)(qi)。工藝流程簡單,不需(xu)要儲氣(qi)(qi)井(jing)或(huo)站(zhan)用(yong)儲氣(qi)(qi)瓶組(zu),無廢氣(qi)(qi)回收(shou)系統,電機功率小(1000NM3/h排量(liang)的(de)機型為(wei)30KW;2000NM3/h排量的機型為60KW),排氣量是恒定值。
液壓(ya)平(ping)推子站設備系統(tong)(tong)是近(jin)幾年才發(fa)展起(qi)來的(de)一種專為(wei)子站加氣工藝流程(cheng)設備系統(tong)(tong),技術還在發(fa)展之中,該系統(tong)(tong)具有節能、占地面積(ji)小、工藝流程(cheng)簡化(hua)等(deng)突出優點。但(dan)也如(ru)下不足之處:
1)一次(ci)性投資大。僅專用(yong)槽車、液壓橇、單線加氣機、管系(xi)閥(fa)門等主要設(she)備購置費用(yong)大約為450萬元(yuan)。
2)排氣量(liang)恒(heng)定,不(bu)適應子站(zhan)加氣需求(qiu)量(liang)波動大的特點。
3) 特制槽(cao)(cao)車(che)(che),與普通車(che)(che)不(bu)通用,比普通八(ba)管運輸槽(cao)(cao)車(che)(che)貴30萬元左右(you);
4)專用(yong)液(ye)壓(ya)油直接與天(tian)然氣接觸,污(wu)染(ran)工藝系(xi)統中(zhong)閥門等精密設(she)備(bei),也污(wu)染(ran)下游設(she)備(bei),影響設(she)備(bei)的(de)(de)正常使用(yong)。液(ye)壓(ya)工作橇中(zhong)的(de)(de)專用(yong)液(ye)壓(ya)油因損耗需要經(jing)常補油,專用(yong)液(ye)壓(ya)油比較(jiao)貴(gui)。
三、 液(ye)壓活塞(sai)式(shi)壓縮機子站設備系統:(主要廠商:武漢齊達康)
1、設備系統由(you)普通八管運輸槽車、卸氣柱、液(ye)壓(ya)橇(qiao)裝壓(ya)縮機(自帶1M3水容積25Mpa緩沖瓶組)、售(shou)氣(qi)機組成。工(gong)作(zuo)原理:液(ye)壓(ya)(ya)工(gong)作(zuo)站油泵(beng)推動液(ye)壓(ya)(ya)油(普通液(ye)壓(ya)(ya)油)進(jin)入(ru)缸體(ti)內的(de)油腔,推動活塞桿往復運動,高壓(ya)(ya)排出氣(qi)體(ti),天然(ran)氣(qi)與液(ye)壓(ya)(ya)油通過活塞密(mi)封(feng)環(huan)隔開,排出的(de)天然(ran)氣(qi)純凈(jing)無(wu)污染。
2、液(ye)壓(ya)活塞式子站壓(ya)縮(suo)機(ji)技術參(can)數(shu):(武(wu)漢齊達康)
序(xu)號(hao) 項目 參數
1 機組型(xing)號 2YZ1200-44/2.5-25
2 進氣溫度 (℃) 32(-20~40)
3 排氣壓力 (MPa) 25
4 排(pai)氣量/全站日產氣量(liang)(單臺機組) (Nm3/h Nm3/d) 平均1200,最大2085,最小(xiao)280,全站單(dan)機組15000~2000
5 噪聲 (dB(A)) ≤75
6 氣缸布置(zhi) 立式(shi)
7 冷卻(que)方式 全風(feng)冷
8 行程 (mm) 一(yi)級(ji)600/二(er)級350
9 電機功(gong)率 (kW) 22×2(兩臺)
10 機組總功率 (kW)≤48(含主(zhu)電(dian)機、冷卻器電(dian)極、油(you)加熱(re)器等)
11 油箱容量 (L) 600
12 外形尺寸 (mm) 4000×2200×2560(長(chang)×寬×高)
13 運輸(shu)尺寸 (mm) 4000×2280×2560(長(chang)×寬×高)
14 重量 (kg) 8200
1)立式液(ye)壓活塞式壓縮機工(gong)作原理示意圖;(武漢(han)齊達康(kang))
氣缸(gang),油缸(gang)雙缸(gang)一體化的設計,油液在流(liu)動中帶走(zou)熱量,解決了(le)部(bu)分氣缸(gang)散(san)熱難題。結構緊湊,縮(suo)短了(le)軸向(xiang)尺寸,可立式安裝(zhuang),減(jian)少占(zhan)地面積,無偏(pian)磨
現象,有利于延(yan)長密封件使用(yong)壽命。工(gong)作時(shi)利用(yong)了槽車氣體的初始壓(ya)力(li)能,節省功耗。省去了氣缸冷卻水套,方便維修。
2)臥式液壓活塞式壓縮機工作原理示意圖;
缸(gang)(gang)、油(you)缸(gang)(gang)分氣開,軸(zhou)向尺寸(cun)長,氣缸(gang)(gang)需加冷卻(que)水套(tao),維修或更換密封件復雜(za)。
3)立式與臥(wo)式液壓活(huo)塞子站壓縮機主要區別:
序號 項目 立式液壓(ya)機組 臥式液(ye)壓機組
1 所需油壓 (排壓-進壓)/2 排壓-進壓
2 結構(gou) 兩個立式氣(qi)缸(減(jian)少偏磨) 一個油壓缸+兩個氣缸(只(zhi)能(neng)臥式,有偏磨)
3 單缸壓縮級數 1級 2級
4 缸體溫度 低(di)(全風冷) 高(缸需水冷卻(que))
5 行程 長 短(duan)
6 維(wei)修性 維修簡單(dan),氣(qi)缸在撬(qiao)內就地維護 維修復雜(za)、氣缸需拆出撬體(ti)外進行(xing)維修
3、液壓活塞式(shi)壓縮(suo)機特點:
液壓子站壓縮機具(ju)有低能耗、低泄漏(lou)、低噪音的(de)顯著特(te)點(dian),在加(jia)氣子站建設中具(ju)有:
1)明顯減少建站投資,可以免去廢氣(qi)回收系統(tong)和儲氣(qi)井(只(zhi)需1M3水容(rong)積25Mpa緩(huan)沖瓶組);
2)電機功(gong)率小(22KW雙電機(ji)),泄漏率低(≦0.03%),顯著減少加(jia)氣(qi)站運(yun)行成本(ben),每年可(ke)為用戶節約25萬元以上的電費和天然氣損(sun)耗費;
3)操作簡單,全(quan)自動(dong)化,無人值守(shou);
4)易于安(an)裝與搬遷;
5)充分利用了CNG運輸槽車的壓力(li)能量,停機(ji)時(shi)無需降壓或卸荷,可隨時(shi)帶(dai)壓啟動;
6)噪音低(≦75dbA),振動(dong)小。
四、液(ye)壓活(huo)塞式子站(zhan)壓縮機與機械(xie)活(huo)塞式子站(zhan)壓縮機的比較:
序(xu)號(hao) 項(xiang)目(mu) 機械式(shi) 液壓式
1 易損件數量 多(duo)(自制件) 少(shao)(標準件)
2 相同工況所需電(dian)機功率 75/90(kW) 2×22(kW)
3 維修 復(fu)雜 簡單
4 運轉成(cheng)本 高 低(di)
5 運(yun)轉泄露 0.7~3% <0.03%
6 振動 大(da) 小
7 裸機噪音 >90 <85
生產(chan)廠家 武漢齊(qi)達康 進口主(zhu)機國內配件 國(guo)產傳(chuan)統(tong)壓縮機
加氣站名稱 江堤中(zhong)路 冶金大道 古田一路(lu)
加氣站經營方 武漢中能(neng) 武漢中能 武漢大隆
工(gong)作方式(shi) 直接增壓 降壓后在增壓 降壓后在增壓
壓縮原理(li) 液壓式 曲柄(bing)連桿 曲柄連桿
電機功率(klW) 22×2 55×1 75×1
單位(wei)氣(qi)體用點(dian)量(kWh/Nm3) 0.035 0.06 0.064
能力 所花(hua)時(shi)間 3h48m (進氣壓降(jiang)至3.9MPa) 3h 9m(進氣(qi)壓(ya)降至5.8MPa) 3h 30m(進(jin)氣壓降(jiang)至6.5MPa)
抽氣量(m3) 3184 3590 3193
泄露率 0.02% 0.5%(含(han)放空) 2.0%(含放(fang)空)
噪音 72-81 78-86 75-84
五、結論:
1)綜上所述,經過(guo)市場驗(yan)證,CNG加氣子站建設中液壓壓縮機比機械式壓縮機無論(lun)是在(zai)建站投資成本、運(yun)行成本、安全(quan)可靠性、節(jie)能降耗、易維修性
等(deng)都具有無(wu)可(ke)比擬的優勢,必將陶汰(tai)和取代機械式子站壓縮機。
2)液壓(ya)(ya)平推(tui)式壓(ya)(ya)縮機(ji)因為建(jian)站(zhan)投資、運行維護成本過(guo)高,尤其是工藝氣含油量過(guo)高而對加(jia)氣站(zhan)下(xia)游(you)設備和車輛發(fa)動機(ji)造(zao)成二次污染(ran)而逐漸被(bei)市場所不(bu)
容。
3)液壓活塞式子站壓縮機正是克服了液壓平推式壓縮機的不足,接受了其工藝流程簡單、節能的優點,更具有適應性、經濟環保而被業主廣泛關注。