商用小型CNG汽车加气系统应用研究_工程实践

摘要

摘要：介绍了商用小型CNG汽车加气系统的组成和技术特点，结合应用实例，探讨了商用小型CNG汽车加气系统的配置、流程和运行情况。关键词：商用小型CNG汽车加气系统；CNG加气站；系统配置

摘要：介绍了商用小型CNG汽车加气系统的组成和技术特点，结合应用实例，探讨了商用小型CNG汽车加气系统的配置、流程和运行情况。

关键词：商用小型CNG汽车加气系统；CNG加气站；系统配置；工艺流程；加气模式

Applied Research of Small CNG Refueling System for Business

LIU Hongbo，WANG Shumiao

Abstract：The composition and technical features of small CNG refueling system for business are introduced.The configuration，process and operation of small CNG refueling system for business discussed with all application case.

Key words：small CNG refueling system for business；CNG refueling station；system configuration：technological process；gas refueling mode

1 概述

至2009年底，我国汽车保有量已达7619.31×10⁴辆^[1]。高速发展的汽车在为我们生活带来便利的同时，也对大气环境造成了很大污染。因此，压缩天然气(CNG)汽车及加气站^[2～7]应运而生，近年来，压缩天然气汽车产业在国内外取得了长足进步^[8]。但是传统汽车加气站存在占地面积大、土地费用高、布局分散、防火间距大等问题，加气站的建设规模和数量受到了限制，许多城市无法找到适合的地点建设加气站^[9]。而小型加气装置具有占地面积小、安装灵活、加气方便、安全性高等优势，可以有效弥补传统加气站的弊端。如果能够将传统加气站与小型加气装置有机结合起来，将对国内CNG汽车加气技术多元化发展以及环境改善具有很大的意义。

2 商用小型CNG汽车加气系统的组成

商用小型CNG汽车加气系统一般由预处理部分、压缩部分、分配部分和管路部分组成。城市管网内的天然气经预处理部分进行过滤、干燥、调压、计量后，进入压缩部分进行气体压缩。四级压缩后气体压力达到20MPa，高压气体再经过分配部分实现多辆汽车同时加气。各部分之间采用管路连接，管路上设有阀门、仪表等，以确保系统安全。根据现场条件和用户需求的不同，可对以上组成部分进行灵活选用和配置。

① 预处理部分：包括过滤、干燥、调压、计量等配置，用于气体压缩前的净化和干燥等处理，确保进入压缩机的天然气满足压缩机使用要求。

② 压缩部分：包括压缩模块、电子模块、回收模块和控制模块等，主要用于气体压缩、信号监控、泄漏检测、系统控制、状态显示和气体回收等，确保气体压缩过程安全、可靠并达到预设压力。压缩部分是商用小型CNG汽车加气系统的核心组成部分。

③ 分配部分：指加气面板和加气软管等。每个加气面板设有2条加气软管和2支加气枪，用以满足2辆车同时加气的需求，用户可根据自身需求和现场环境确定加气面板数量。

④ 管路部分：主要包括埋地和架空燃气管道及管道上设置的安全放散阀、截止阀、压力表、三通等部件。用于预处理部分、压缩部分和分配部分的连接。

3 商用小型CNG汽车加气系统的技术特点

① 占地面积小，安装位置灵活

相对于传统CNG汽车加气站，商用小型CNG汽车加气系统占地面积非常小。以某额定流量为14m³/h的商用小型CNG汽车加气系统为例，其压缩部分外形尺寸约为848mm×1228mm×813mm，质量约为263kg；分配部分外形尺寸约为280mm×186mm×325mm，质量约为8kg。

商用小型CNG汽车加气系统安装位置灵活，可以安装在公司院内、工厂车间内甚至屋顶上，用户无需到加气站排队加气，既节省时间，又减少路途中的燃料消耗。

② 安全性高

商用小型CNG汽车加气系统属于慢速加气装置，在系统运行前和运行过程中都设置了泄漏自检和温压监控功能，对于超压、超温、泄漏和不正常运行等现象，系统会自动报警停机。系统中压缩部分设有高压气体回收装置，可将压缩部分的高压气体自动回收到容器中，确保停止运行后的系统安全。

③ 安装操作方便

商用小型CNG汽车加气系统采用模块化设计，安装方便，无需复杂的建站流程和较长的建设周期，仅1～3d即可完成系统安装和调试。系统操作简单，经培训的用户均可自行完成整个加气过程。

4 商用小型CNG汽车加气系统的应用

小型CNG汽车加气系统是专门为天然气汽车加气开发的，主要服务于私家车、商务车、工厂叉车、市政车、垃圾车、大型公交车队、驾校车队等，可为多辆天然气汽车提供经济的现场加气。以国内某燃气公司为例，介绍商用小型CNG汽车加气系统在该公司公务车加气中的应用。

① 公务车运行状况

该公司目前有8辆CNG公务车，主要在市内行驶，用于服务公司日常业务办理等工作。每辆CNG公务车的储气量为14m³，日加气量为14m³/d，每天12：00—13：00和18：00—次日8：00为车辆停用时间，其余时间在用。

② 系统配置及流程

根据该公司公务车运行现状及加气需求，商用小型CNG汽车加气系统的配置情况见表1。

表1 商用小型CNG汽车加气系统的配置情况

组成部分	设备名称或规格	数量
预处理部分	过滤器	1个
	调压器	1台
	干燥器	1台
	流量计	1台
压缩部分	14m³/h	1套
分配部分	加气面板	4个
分配部分	加气软管和加气枪	8套
管路部分	燃气管及相关阀件	1套

商用小型CNG汽车加气系统的流程见图1。

③ 运行情况分析

商用小型CNG汽车加气系统的现场应用见图2～4。

根据该公司公务车运行规律，采取以夜间加气为主、日间补充加气的运行方案。

夜间的18：00—次日8：00，共14h，采用4个加气面板为8辆车同时加气。商用小型CNG汽车加气系统的额定流量为14m³/h，CNG公务车的单车储气量为14m³。因此，该时间段内足以满足8辆CNG公务车充气要求。

日间的12：00—13：00，中午车辆停用时，利用加气面板为部分车辆进行零星补气。

5 结语

商用小型CNG汽车加气系统具有体积小、安装位置灵活、安全性高、集成化程度高、安装操作简单等特点，能够满足国内商务车以及工厂叉车等客户的需求，具备在国内CNG汽车市场应用的技术可行性。可以有效缓解传统CNG汽车加气站批地难、建站难等问题，推动国内CNG加气技术多元化发展，扩大CNG加气市场规模，降低污染物排放，改善大气环境。

参考文献：

[1] 张文娜.新能源汽车发展现状及应用分析[J].科技风，2010(1)：1.

[2] 章磊，杨朔.CNG加气站防火间距的确定[J].煤气与热力，2011，31(5)：B29-B31.

[3] 刘军.CNG汽车加气站规模的设计分析[J].煤气与热力，2001，21(5)：446-449.

[4] 王红霞，何明，杨莉，等.对我国CNG加气站相关设计规范的建议[J].煤气与热力，2009，29(12)：B12-B14.

[5] 康志刚，杨慧.CNG加气站压缩机的选择[J].煤气与热力，2009，29(11)：B05-B07.

[6] 田建禹，刘兵.CNG加气站超高压管道试压技术[J].煤气与热力，2008，28(7)：B20-B22.

[7] 贾琳.CNG加气站储气瓶组容积利用率分析[J].煤气与热力，2008，28(6)：B19-B22.

[8] 张秀琴，罗东晓.一种便捷的CNG汽车全自动加气设备[J].煤气与热力，2010，30(5)：B14-B16.

[9] 王军.LNG汽车和加气站的探讨[J].煤气与热力，2006，26(3)：4-5.

(本文作者：刘宏波¹ 王书淼² 1.中国石油天然气管道工程有限公司河北廊坊 065000；2.新奥能源控股有限公司河北廊坊 065001)