1.閆 新 2.韓 珂

1.中石油渭南煤層氣管輸有限責(zé)任公司 2.陜西省安康市天然氣有限公司

CNG加氣站能耗分析與節(jié)能途徑研究

1.閆 新 2.韓 珂

1.中石油渭南煤層氣管輸有限責(zé)任公司 2.陜西省安康市天然氣有限公司

伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和進(jìn)步，我國各項(xiàng)工程建設(shè)速度不斷增加，工程中對(duì)于各種能源利用情況有所增加，工業(yè)中為了更好實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)，在通過各種方式是對(duì)能源進(jìn)行調(diào)節(jié)和改善，成為了各個(gè)行業(yè)發(fā)展中最為關(guān)注話題，壓縮天然氣(Compressed Natrual Gas，簡(jiǎn)稱CNG)這是一種綠色環(huán)保能源，能夠?qū)崿F(xiàn)非常好的經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)效益，我國汽車行業(yè)中更多應(yīng)用這種技術(shù)，但是其中實(shí)施存在著很多問題，運(yùn)行消耗比較高，運(yùn)行效率比較低等問題，對(duì)CNG行業(yè)形成了制約，下面文章對(duì)CNG加氣站中產(chǎn)生能耗情況進(jìn)行分析，探索一些有效的節(jié)能措施，以供參考。

CNG加氣站；能耗；節(jié)能技術(shù)

如今我國各項(xiàng)工程發(fā)展獲得了非常大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，CNG (Compressed Natural Gas)在近年來被廣泛應(yīng)用與能源工程中，是一種綠色清潔型能源，在我國很多工業(yè)發(fā)展中應(yīng)用較多，尤其是在汽車行業(yè)中，燃料大量應(yīng)用，國外對(duì)CNG技術(shù)研究比較早，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了非常廣泛的應(yīng)用和開發(fā)，從我國城鎮(zhèn)天然氣實(shí)際情況來看，管網(wǎng)建設(shè)在我國各個(gè)城市中有所應(yīng)用，達(dá)到了90%的高比例，不僅對(duì)我國交通事業(yè)起到了很好支撐作用，同時(shí)改善了燃料的整體結(jié)構(gòu)。

1 CNG加氣站的能耗現(xiàn)狀

從我國當(dāng)前CNG加氣站實(shí)際運(yùn)行情況來看，存在著非常大能耗情況，整體利用效果非常低，對(duì)于電能消耗來說，非常高，國家近年來對(duì)于能源進(jìn)行調(diào)整，對(duì)加氣環(huán)節(jié)關(guān)注度非常高，通過各種方案和方式，對(duì)一些能耗大的加氣站進(jìn)行調(diào)整，但是所產(chǎn)生成本是非常大的。節(jié)能降耗是石油天然氣行業(yè)一直追求的目標(biāo)。為了實(shí)現(xiàn)CNG加氣站的節(jié)能降耗，分析我國CNG生產(chǎn)過程的能耗現(xiàn)狀，面臨的主要問題有：耗電量非常大，同時(shí)所產(chǎn)生消耗成本非常高，同時(shí)CNG加氣站生產(chǎn)工藝技術(shù)水平不高，相關(guān)人員對(duì)于其節(jié)能意識(shí)比較薄弱，因此從這一方面來講首先從工藝上就需要進(jìn)行提升，將工藝與節(jié)能相互結(jié)合，將能耗低的方案進(jìn)行選擇，為之后進(jìn)行項(xiàng)目改造奠定基礎(chǔ)，最后就是從生產(chǎn)過程來看，利用效率比較低，缺乏科學(xué)管理。

2 產(chǎn)生能耗原因分析

2.1 壓縮系統(tǒng)

在加氣站中壓縮系統(tǒng)處于核心環(huán)節(jié)，同時(shí)也是最容易產(chǎn)生能耗問題的部分，系統(tǒng)運(yùn)行中存在著冷卻效果卻的問題，相關(guān)指標(biāo)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，同時(shí)設(shè)備換熱器中面積以及流量等設(shè)計(jì)上存在很大問題，不科學(xué)應(yīng)用無法符合CNG加氣站實(shí)際運(yùn)行情況，需要相關(guān)人員去深入研究和改善，下面從幾個(gè)方向去考慮，首先就是壓縮機(jī)一旦出現(xiàn)啟動(dòng)頻繁情況，會(huì)產(chǎn)生大量能耗，其次充裝天然氣工藝參數(shù)到不到要求，形成能耗，另外負(fù)荷程度不同導(dǎo)致差異增大，產(chǎn)生能耗，最后及時(shí)如果設(shè)備功率因素較小，功率無法實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償，導(dǎo)致能源浪費(fèi)和損耗。

2.2 脫水系統(tǒng)

對(duì)于脫水系統(tǒng)中產(chǎn)生的能量消耗情況，通過其中的脫水負(fù)荷而發(fā)生變化，如果負(fù)荷大所形成能耗也會(huì)很高，如今CNG站脫水裝置中，對(duì)于其所形成能耗情況沒有更多關(guān)注，相關(guān)人員也沒有深入進(jìn)行研究和調(diào)查，當(dāng)前其中存在一些問題主要從加熱溫度以及加熱時(shí)間等情況去考慮，分子篩加熱溫度，加熱時(shí)間等不符合現(xiàn)場(chǎng)要求，不能達(dá)到節(jié)能降耗效果。

2.3 充裝工藝系統(tǒng)

CNG加氣站一般會(huì)存在一個(gè)施工高峰情況，集中在某幾個(gè)時(shí)間段會(huì)產(chǎn)生大量氣體消耗情況，如果儲(chǔ)氣設(shè)施出現(xiàn)問題，壓縮機(jī)會(huì)需要重新啟動(dòng)多次情況，如果壓縮運(yùn)行時(shí)間過長(zhǎng)，會(huì)產(chǎn)生非常大電量消耗，導(dǎo)致成本增加，同時(shí)對(duì)于電網(wǎng)形成的影響也會(huì)很大，如今的CNG加氣站通過儲(chǔ)氣裝置運(yùn)行，但是利用效率比較低，時(shí)間也會(huì)非常長(zhǎng)，因此對(duì)其進(jìn)行節(jié)能分析和研究，才能夠更好實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性。

3 CNG加氣站的節(jié)能途徑

3.1 壓縮系統(tǒng)節(jié)能

1)冷卻器的改造。冷卻器中大多數(shù)采用了圓形冷卻管，經(jīng)過實(shí)際經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，可以將CNG加氣站壓縮機(jī)中所使用冷卻管到采用橢圓形這種形式，能夠更好對(duì)氣體流動(dòng)情況進(jìn)行改善，同時(shí)分布在冷卻管兩遍的分離點(diǎn)之間距離也會(huì)增加，所受到阻力會(huì)很大程度上減弱，能夠?qū)崿F(xiàn)更好流動(dòng)效率，同時(shí)橢圓形管道表面積相對(duì)比較大，產(chǎn)生熱力阻礙情況會(huì)減小。

2)添加變頻器。當(dāng)前我國壓縮機(jī)需要處理工作量會(huì)產(chǎn)生很大變化，可以說隨時(shí)都在變，尤其是流量比較小，而電機(jī)仍然保持一定轉(zhuǎn)動(dòng)素質(zhì)，導(dǎo)致了非常大能耗，因此如何保證壓縮機(jī)節(jié)能降耗工作實(shí)現(xiàn)更好控制，可以通過采用變頻器去進(jìn)行適應(yīng)和控制。

3)采用先進(jìn)的氣閥結(jié)構(gòu)。在壓縮機(jī)中主要是通過氣閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，它的缺點(diǎn)主要容易損壞，對(duì)于氣閥結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)情況直接與壓縮機(jī)的運(yùn)行以及能量消耗之間相關(guān)，氣閥能夠節(jié)能以及高效率運(yùn)行，占有整體功率的3%-7%，同時(shí)產(chǎn)生噪音較小，通過采用先進(jìn)技術(shù)的氣閥情況，密封情況比較好，能夠最大程度上實(shí)現(xiàn)能耗降低。

3.2 儲(chǔ)氣系統(tǒng)節(jié)能

為了提升儲(chǔ)氣容積，實(shí)現(xiàn)更好的利用效率，對(duì)于儲(chǔ)氣系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，可以通過對(duì)CNG加氣站采用三級(jí)系統(tǒng)去操作，同時(shí)根據(jù)裝置實(shí)際情況，分成高壓、中壓、低壓三種情況，壓縮機(jī)會(huì)首先時(shí)間對(duì)于三組氣體的充氣過程，如果，低壓儲(chǔ)氣降低在水平值一下，那么控制系統(tǒng)將會(huì)通過切換，到中壓儲(chǔ)氣井當(dāng)中，氣體產(chǎn)生壓力差對(duì)實(shí)現(xiàn)充氣工作，然后再降低進(jìn)行切換，直到最終加滿氣體。

綜上所述，下面文章主要是將加氣站中所產(chǎn)生能量效果情況進(jìn)行分析，通過系統(tǒng)優(yōu)化，對(duì)CNG加氣站生產(chǎn)成本進(jìn)行降低，從而提升工作效率，通過對(duì)CNG加氣站能耗情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)對(duì)能耗主要因素明確，從而確定最為直接降低能量消耗措施，從而針對(duì)管理以及施工工藝提出方案和措施，降低能耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。

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