天然氣汽車(che)在國內開始發展時,不管是CNG母站(zhan)、子(zi)站(zhan),還是常規站(zhan),所用的增壓設備最開始(shi)均(jun)來(lai)自進口產品,后來(lai)通過國(guo)人的智慧進行(xing)國(guo)產化(hua)研究,取得(de)了很大的進步(bu),現(xian)已(yi)基本替代進口產品,而(er)且品質穩定。其中,CNG汽車加氣子站(zhan)所用(yong)的曲柄連桿(gan)壓縮機(ji)(以下簡稱傳(chuan)統壓縮機(ji)),在使(shi)用(yong)過(guo)程中(zhong),發現其進氣壓力范圍(wei)狹窄,很難適應,只能將(jiang)CNG運氣槽車的壓力由20MPa降低到其(qi)工作(zuo)壓(ya)力范圍,然(ran)后再通過壓(ya)縮機(ji)增壓(ya)到25MPa。一方面(mian)能量(liang)損耗,另一方面(mian)由于其(qi)所用填料為高(gao)(gao)壓填料,壽命短,且泄(xie)漏量(liang)大,當然故障率高(gao)(gao)也是人們對它的煩(fan)惱之(zhi)一。
液壓平推子站(zhan)(zhan)加氣(qi)系統因為(wei)其建(jian)站(zhan)(zhan)簡單,省去了(le)廢氣(qi)回收罐和儲氣(qi)罐,且只有一根加氣(qi)管線,使加氣(qi)站(zhan)(zhan)建(jian)設變得簡單,得到了(le)廣泛(fan)的應用(如下圖)。
液壓(ya)平推子(zi)站加(jia)氣系統在使用過程中,發現特制(zhi)液壓(ya)油(you)(you)的(de)使用成本太(tai)高,且天然氣與液壓(ya)油(you)(you)相互污染(ran),使本屬于環保(bao)的(de)項目變得不環保(bao)了(le),部(bu)分城市(shi)甚至不公開(kai)地禁止使用這種系統。尋找新的(de)替代(dai)產(chan)品勢在必行。
這時,從國外進(jin)口(kou)了兩種液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)壓(ya)(ya)(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)機,一種是(shi)以(yi)武漢齊達康為(wei)代表(biao)的油氣缸一體(ti)的立(li)(li)式液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)壓(ya)(ya)(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)機(以(yi)下簡稱(cheng)(cheng)立(li)(li)式液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)壓(ya)(ya)(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)機),還(huan)有一種是(shi)以(yi)青島綠科為(wei)代表(biao)的油氣缸分開的臥(wo)式液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)壓(ya)(ya)(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)機(以(yi)下簡稱(cheng)(cheng)臥(wo)式液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)壓(ya)(ya)(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)機)。其原理都是(shi)由液(ye)(ye)力(li)驅(qu)動,因此(ci)被稱(cheng)(cheng)為(wei)液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)壓(ya)(ya)(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)機。
上圖是立(li)式液壓壓縮機(ji)的工作原(yuan)理圖,其中,實線部(bu)分為(wei)氣路(lu)和液路(lu),虛線部(bu)分為(wei)控制線路(lu)。1 球閥、2 冷卻(que)器、3 安全閥、4 球閥(fa)、5 單向(xiang)閥、6 進氣閥、7 排氣閥、8 氣缸、9 活塞、10 蓄能器、11 回油(you)過(guo)濾器、12 油冷卻器、13 液(ye)壓泵、14 油箱(xiang)、15 電液換向(xiang)閥、16 限位開關、17溢流閥(fa)、18壓力表、19壓力(li)傳感器。
下圖是(shi)油(you)氣缸分開式(shi)液壓(ya)(ya)(ya)壓(ya)(ya)(ya)縮缸的示意(yi)圖(圖中未(wei)畫出液壓(ya)(ya)(ya)部份,液壓(ya)(ya)(ya)系統與立(li)式(shi)液壓(ya)(ya)(ya)壓(ya)(ya)(ya)縮機類似);
這(zhe)兩(liang)種液壓(ya)(ya)壓(ya)(ya)縮機,與傳統(tong)機械(xie)壓(ya)(ya)縮機從原理上比較如表一(yi):
表一:兩(liang)種(zhong)液壓(ya)壓(ya)縮(suo)機(ji)與傳統(tong)機(ji)械機(ji)的理論(lun)比較 | ||||
立式(shi)液壓壓縮機 | 臥式(shi)液壓(ya)(ya)壓(ya)(ya)縮機(ji) | 傳統(tong)機械(xie)壓縮機 | ||
1. | 驅動方(fang)式 | 液力(li)驅動:油壓(ya)取(qu)決于排氣與(yu)進氣的壓(ya)力(li)差 | 四連(lian)桿(gan)機構(gou)強制驅動(dong) | |
2. | 氣體密封方式 | 油氣密封 | 環形(xing)填料密封 | 迷宮(gong)填料密封 |
3. | 泄漏率 | 約0.03% | 0.1-1% | 0.6-3% |
4. | 故障率 | 低 | 低 | 高 |
5. | 維修(xiu)性(xing) | 好 | 差 | 差 |
在節能性(xing)方(fang)面,由于傳統機械壓縮(suo)機現(xian)已改(gai)用變頻電機,也能很好(hao)地節能。
國內(nei)液壓壓縮機的(de)發展非常快,從幾個方面可以證明。一是從使用(yong)數量上,表二是最近幾年液壓壓縮機的(de)使用(yong)數量統計(ji)。2015年到現在,由于國際油價大幅下跌,導致天然(ran)氣汽(qi)車加(jia)氣行業受(shou)到直接沖擊,這幾年加(jia)氣子站的(de)建設數量(liang)大減(jian),液(ye)壓(ya)壓(ya)縮機的(de)使用數量(liang)也(ye)隨之大減(jian),但CNG加氣子站(zhan)中起(qi)增壓作用的設備中,液壓壓縮機相(xiang)對于(yu)傳統機械壓縮機的使(shi)用比例是(shi)在提高(gao)的。為了(le)規范液壓壓縮機生產過(guo)程,由(you)齊達康公(gong)司牽頭起(qi)草的行業標(biao)準《汽車(che)加氣站(zhan)用天然氣液壓壓縮機》(GB11422-2013)已經生效(xiao),使液(ye)壓(ya)壓(ya)縮(suo)機的設計、生產走上了標(biao)準化、規范化的道路。
國內液壓壓縮機(ji)的(de)(de)發展非(fei)常(chang)快,從(cong)幾(ji)個(ge)方面可(ke)以證明。一是從(cong)使(shi)(shi)用(yong)數量上,表二是最近幾(ji)年液壓壓縮機(ji)的(de)(de)使(shi)(shi)用(yong)數量統計。2015年(nian)到(dao)現(xian)在,由于國際油價(jia)大幅下跌,導致(zhi)天然氣汽車加氣行業(ye)受到(dao)直接沖擊,這幾年(nian)加氣子(zi)站(zhan)的建設數量(liang)大減,液壓(ya)壓(ya)縮機的使用數量(liang)也隨之大減,但CNG加氣子站中起增(zeng)壓(ya)作用的(de)設備中,液壓(ya)壓(ya)縮(suo)(suo)機相(xiang)對于傳統機械(xie)壓(ya)縮(suo)(suo)機的(de)使(shi)用比例是在提高(gao)的(de)。為了規范液壓(ya)壓(ya)縮(suo)(suo)機生產過程,由(you)齊(qi)達康公司(si)牽頭起草的(de)行業標(biao)準(zhun)《汽車加氣站用天然氣液壓(ya)壓(ya)縮(suo)(suo)機》(GB11422-2013)已(yi)經(jing)生效,使(shi)液壓壓縮機的(de)設計、生產(chan)走上(shang)了標(biao)準化、規范(fan)化的(de)道路。
表二:歷年CNG子站(zhan)建站(zhan)數(shu)量(liang)及液壓壓縮機使用數(shu)量(liang) | |||||||
年份 | 2010年以前 | 2011 | 2012 | 2013 | 2014 | 2015 | 總計 |
建CNG子站數量(座) | 300 | 350 | 430 | 520 | 645 | 425 | 2670 |
使用數量(臺) | 70 | 115 | 165 | 230 | 320 | 200 | 1100 |
CNG子站壓(ya)縮機年銷(xiao)售額(萬(wan)元) | 7000 | 10900 | 14000 | 19000 | 26000 | 15000 | 91900 |
液(ye)壓壓縮機占比(bi) | 23% | 33% | 38% | 44% | 50% | 47% | 41% |
另外從行業影(ying)響力很強的每年展(zhan)會上參展(zhan)的液壓壓縮機生產廠商(shang),以(yi)及協會每年年會的參會出席(xi)企業家,初步可以(yi)統計行業內廠商(shang)數量呈逐(zhu)年上升趨勢(shi),且(qie)具體(ti)數據如下。
表(biao)三:液(ye)壓壓縮機生產廠(chang)商數(shu)量發展(zhan) | ||||||
年(nian)份 | 2010年以前 | 2011 | 2012 | 2013 | 2014 | 2015 |
數量(家) | 4 | 6 | 7 | 10 | 13 | 16 |
從建(jian)站數據、壓縮機(ji)歷年的(de)銷量和廠商的(de)增(zeng)長情(qing)況(kuang)對比,整體國內壓縮機(ji)市(shi)場的(de)行業發展未能形(xing)(xing)成正比的(de)上(shang)升趨勢,相反因受到國際(ji)油價及地方政策變化(hua)影響,呈(cheng)現拋物線形(xing)(xing)式發展。在(zai)2014年出現行(xing)業建站及壓縮機年度銷量高峰期,為645座及行業實(shi)現銷(xiao)售額2.6億元,行業廠商平(ping)均年(nian)銷售(shou)業績2000萬元。但在2015年,行業市場(chang)形勢急劇變化,年建站數僅為425座及行業(ye)實(shi)現銷售(shou)額(e)1.5億元(yuan),行業(ye)(ye)廠商平(ping)均(jun)年銷(xiao)售業(ye)(ye)績不超過1000萬元(yuan)。根據國(guo)家在十三五規劃的全國(guo)建站指標,在2020年實現(xian)全(quan)國(guo)建站(zhan)15000座,相信國內天然(ran)氣(qi)加(jia)氣(qi)站的建(jian)設規模及國產(chan)天然(ran)氣(qi)壓縮機市場行情將(jiang)能迎來(lai)新一輪的發(fa)展高峰。
液壓壓縮(suo)機在經歷了(le)CNG汽(qi)車加(jia)氣(qi)(qi)子(zi)站應(ying)用后(hou),得到了社會的(de)(de)認同,技術也日益成熟。其中,齊達康研(yan)發并生(sheng)產(chan)的(de)(de)立式液壓壓縮機的(de)(de)核心部份:油氣(qi)(qi)密封圈壽命已從(cong)剛開始國產(chan)化(hua)時的(de)(de)180多小時,提高(gao)到一萬多小時,達到了(le)國(guo)際(ji)先進(jin)水平,使得此種液壓壓縮機(ji)在(zai)(zai)國(guo)內成(cheng)功(gong)推(tui)廣。在(zai)(zai)今后的發展中(zhong),液壓壓縮機(ji)將從以下(xia)幾(ji)個(ge)方面開展研究:
1) 使用(yong)領(ling)域(yu)(yu)拓展。由(you)于高壓(ya)壓(ya)縮(suo)機,甚至超高壓(ya)壓(ya)縮(suo)機在國內的使用(yong)情況(kuang)不是(shi)很完美,而液(ye)(ye)壓(ya)壓(ya)縮(suo)機在高壓(ya),甚至超高壓(ya)壓(ya)縮(suo)功能上有(you)其獨到之處,因此,液(ye)(ye)壓(ya)壓(ya)縮(suo)機在化工領(ling)域(yu)(yu)將會有(you)所作為;
2) 使用壓力提(ti)高。天然氣汽(qi)車儲罐壓力為20MPa,限制了其行駛里程,這(zhe)個限壓值在國際上也(ye)屬于低值。國外(wai)儲罐壓力有25MPa、35MPa、甚至70MPa不(bu)等,國(guo)內如果(guo)在先試驗(yan)再(zai)立法的(de)基(ji)礎上,將壓(ya)縮機(ji)的(de)排氣壓(ya)力提高,是不(bu)錯的(de)選擇。提高壓(ya)力,對液(ye)壓(ya)壓(ya)縮機(ji)來說會更容易一些。
3) 液壓(ya)(ya)壓(ya)(ya)縮(suo)機的(de)基礎研(yan)究。就是對(dui)液壓(ya)(ya)壓(ya)(ya)縮(suo)機的(de)壓(ya)(ya)縮(suo)過程進(jin)行深入的(de)研(yan)究,從而找出其(qi)壓(ya)(ya)縮(suo)過程曲線(xian),及壓(ya)(ya)縮(suo)過程中(zhong)的(de)氣(qi)體物性(xing)變化,并與(yu)強制壓(ya)(ya)縮(suo)的(de)傳統機械壓(ya)(ya)縮(suo)機的(de)壓(ya)(ya)縮(suo)過程進(jin)行比較。
4) 互聯網+方(fang)向的研究(jiu)。壓縮機是CNG汽車加(jia)氣(qi)站(zhan)(zhan)內(nei)的核(he)心(xin)設(she)(she)備,它的使用好壞(huai)(huai),將(jiang)直(zhi)接影響加(jia)氣(qi)站(zhan)(zhan)運(yun)(yun)(yun)營的好壞(huai)(huai)。將(jiang)城市所有加(jia)氣(qi)站(zhan)(zhan)的運(yun)(yun)(yun)營納(na)入(ru)安(an)(an)全管(guan)(guan)理網(wang)上監控(kong)范圍,能(neng)及時(shi)發現并排(pai)除(chu)安(an)(an)全隱患;同(tong)時(shi),加(jia)氣(qi)站(zhan)(zhan)業(ye)主公司也可(ke)以將(jiang)加(jia)氣(qi)站(zhan)(zhan)的運(yun)(yun)(yun)營管(guan)(guan)理納(na)入(ru)網(wang)上監控(kong)范圍,能(neng)有效管(guan)(guan)理各(ge)站(zhan)(zhan)點的氣(qi)源調配及運(yun)(yun)(yun)行數據(ju)和(he)(he)成(cheng)本分析(xi),由(you)于液壓(ya)壓(ya)縮機相比于傳統機械壓(ya)縮機來說,故障更容易判斷和(he)(he)排(pai)除(chu),因此(ci)可(ke)以對站(zhan)(zhan)內(nei)設(she)(she)備運(yun)(yun)(yun)行是(shi)否正常(chang)提前作出判斷,有備無患。
天然氣液壓(ya)壓(ya)縮機(ji)相比于傳(chuan)統機(ji)械壓(ya)縮機(ji),能(neng)更好(hao)地適應(ying)于CNG汽車(che)加氣子站的工(gong)況,將逐步(bu)取代傳統機械(xie)壓縮機,成為CNG子站的(de)增壓(ya)設備首選,有很強的(de)生命力(li),現正處于快速(su)發展期(qi),隨著對(dui)它的(de)研究更(geng)(geng)加深入,將會有更(geng)(geng)廣泛(fan)的(de)用途。