[发明专利]CNG常规站设备选型方法

摘要

本发明涉及一种CNG常规站设备选型方法，主要解决现有技术中CNG常规站设备选型方式单一、不准确的问题。本发明通过采用一种CNG常规站设备选型方法，通过确定管网下限压力、工作压力及上限压力，管道气含硫量，加气站日加气能力，加气时间是否集中，停运影响大小，以及压缩机安装位置后，根据公式计算及工程要求，获得加气站主要设备即调压计量设备、脱硫装置、脱水装置、压缩机、程序控制盘、储气设施、CNG加气机的参数要求的技术方案较好地解决了上述问题，可用于CNG常规站设备选型中。

主权项

一种CNG常规站设备选型方法，包括如下步骤：A)确定输入条件及基本参数：(1)输入管网下限压力Pmin、工作压力Po、上限压力Pmax，且Pmin≤Po≤Pmax；(2)输入管道气含硫量；(3)确定加气站日加气能力Q0，由以下两种方法确定：a)直接给出数值Q0；b)由加气车辆的类型及数量估算，车辆类型和数量分别为：出租车X1，公交车X2，客运车X3，其他车辆用气量Q4(单位：Nm3)，计算公式为：Q0＝30*X1+100*X2+100*X3+Q4；(4)确定加气时间是否集中；(5)确定停运影响大小；(6)确定压缩机的安装位置，根据工程条件，压缩机为室内安装或室外安装，室内安装无需考虑方舱，室外安装的需考虑方舱及其降噪功能；(7)确定加气站小时排量Q，计算公式为：Q＝Q0/T；B)管网压力调压：根据入口压力判断是否需要进行调压，判断方法为：判断1：如果Pmax＞{(Pmin+0.1)*2‑0.1}，且Po≤{(Pmin+0.1)*2‑0.1}，此时的压缩机工作压力值为Po；下限值为Pmin；加调压设备，将管网压力上限值调压为Po；判断2：如果Pmax＞{(Pmin+0.1)*2‑1}，且Po＞{(Pmin+0.1)*2‑0.1}，此时的压缩机工作压力值为{(Pmin+0.1)*2‑0.1}；下限值为Pmin；加调压设备，将管网压力上限值调压为{(Pmin+0.1)*2‑0.1}；判断3：如果Pmax≤{(Pmin+0.1)*2‑0.1}，此时的压缩机工作压力值为Po；下限值为Pmin；上限值为Pmax，无需调压；C)压缩机选型：(1)确定压缩机工作压力范围，根据管网压力调压方法，得出压缩机的工作压力上下限Pcmin，Pcmax，压缩机工作下限压力需小于等于管网压力下限：Pcmin≤Pmin，压缩机工作上限压力须大于等于调压后的管网上限压力,即:判断1：Pcmax≥Po；判断2：Pcmax≥(Pmin+0.1)*2‑0.1；判断3：Pcmax≥Pmax；(2)确定压缩机轴功率和台数，CNG常规站压缩机的排量规定为工作点压力的排量，根据小时排量计算得出压缩机轴功率，轴功率计算公式:N＝V*P1*(1.634/0.55)*ln(P2/P1)；判断1：当计算的轴功率大于315KW时，若停机敏感性大，则选择三台排量为Q/2的压缩机；若停机敏感性小，则选择两台排量为Q/2的压缩机；判断2：当计算的轴功率大于200KW小于315KW时，若停机敏感性大，则选择三台排量为Q/2的压缩机或两台排量为Q的压缩机；若停机敏感性小，则选择两台排量为Q/2的压缩机或一台排量为Q的压缩机；判断3：当计算的轴功率小于等于200KW时，若停机敏感性大，则选择两台排量为Q的压缩机；若停机敏感性小，则选择一台排量为Q的压缩机；(3)冷却方式，压缩机的冷却方式采用风冷、水冷和混合冷却三种方式，根据工艺要求，各级排气温度需小于等于150℃，终极排气温度不高于环境温度15℃；D)安装方式及防噪音要求：压缩机的安装方式为室内安装或室外安装，室外安装的压缩机必须配置隔音方舱，方舱选型要求为：距离方舱外1m处的噪声不大于75dB；E)缓冲罐及污水罐确定：缓冲罐参数确定：缓冲罐容积V＝(压缩机小时排量*台数)*15/{(进气压力+1)*3600}，计算值向上取整；取值为1m3、2m3、3m3；污水罐参数确定：设计压力0.4MPa，容积1.0m3；F)脱硫装置选型：当管道气含硫量大于15mg/m3时，需设置脱硫塔；脱硫塔参数确定：脱硫能力＝压缩机设计点排量*台数；脱硫塔进气压力低限＝管网最低进气压力；脱硫塔进气压力高限＝调压后的压缩机最高进气压力*1.1；G)脱水装置选型：采用低压前置脱水装置，脱水装置参数确定：脱水能力＝单台压缩机排气量*数量*1.1；脱水装置工作压力＝进气压力上限；H)顺序控制盘选型：顺序控制盘的小时流量通常有1500，2000，2500，3000Nm3几种，根据计算得到的小时排量Q，向上选取对应的规格，顺序控制盘根据工程要求选择为气动式；I)储气设备选型：储气设备根据工程情况选择为储气瓶组或者储气井，分为高压、中压、低压三段；CNG常规站储气系统采用高中低配比关系为1:2:3或1:1:2；单独CNG常规加气站储气设施的总容积不应超过30m3；J)加气机选型：加气机为双枪机，加气机数量计算公式为：加气机数量＝Q/(2*2500)。