压缩天然气加气站系统配置及运行节能的研究

【摘要】：压缩天然气(CNG)加气站的设计及运行存在许多问题,如设计参数主要依靠经验值,运行能耗高等,本文采用理论分析与实际工程相结合的方法,对加气站的关键设备、主要参数等进行分析研究,得出影响加气站运行能耗的主要因素,确定加气站的经济配置,为加气站的设计、建设以及运行提供理论指导。本文主要做了以下几个方面的工作： (1)对CNG加气站加气车辆及加气量数据调研,通过分析计算得出了加气站的加气时不均匀系数,得到CNG加气站加气主要受加气车数量、类型以及当地车辆相关政策的影响,受温度、季候、地域的影响较小。以主要服务出租车的加气站为例,加气高峰集中于出租车交换班时间；而以服务公交车的加气站为例,加气集中于公交车运营的白天时段,加气较为平稳,无明显的加气高峰,对CNG加气站加气规律进行分析,为CNG加气站的配置奠定基础。 (2)通过分析CNG加气站的工艺流程以及关键设备,对脱水装置、压缩系统、储气装置以及加气装置的选择关键做了总结：脱水装置的选择,与进入加气站的天然气的流量以及压力等直接相关；在进行压缩系统选择时,在注重安全的基础上,根据加气站规模,结合加气站加气规律确定合理的排气量,根据压力选择适当的压缩级数等；进行储气方式选择时,综合考虑投资、占地以及施工周期,而储气容积的选择则需要结合压缩机选择和加气站的加气规律；在加气装置选择方面,加气机的数量主要取决于加气车的数量以及储气容积的大小,并从优化的角度考虑采用智能加气机。 (3)对CNG加气站关键设备的能耗进行分析,通过建立公式模型,得到了影响加气站能耗的主要因素(余隙容积、进排气压力、进排气温度、储气气体利用率、加气阀阀前阀后管径等),并通过理论计算得到了以上因素对相应的加气站装置的能耗影响规律,为加气站的关键设备节能降耗提供了理论依据。 (4)以实际CNG加气站运行数据为基础,分析通过理论分析得到的主要影响因素(进排气压力及进排气温度)变化时加气站的能耗,并与理论计算结果进行了对比分析,实例数据与计算结果变化趋势基本一致,最后结合CNG加气站常出现的几种实际参数偏离运行最佳参数时的情况,分析了具体原因并提出了解决措施。 【关键词】：压缩天然气加气站 系统配置 运行节能 影响因素
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU996
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题研究背景及意义10-12
• 1.1.1 发展车用天然气背景10-11
• 1.1.2 分析CNG加气站配置及节能的必要性11-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 燃气汽车及加气站发展情况12-13
• 1.2.2 国外研究现状13
• 1.2.3 国内研究现状13-15
• 1.3 目前研究存在的问题15
• 1.4 本文的主要内容15-16
• 第2章 CNG加气站系统配置分析16-29
• 2.1 CNG加气站用气规律的分析16-18
• 2.2 CNG加气站的系统配置及工艺流程18-20
• 2.2.1 CNG加气站系统配置18-19
• 2.2.2 CNG加气站的工艺流程19-20
• 2.3 脱水装置20-21
• 2.3.1 脱水装置的介绍20-21
• 2.3.2 脱水装置的选择21
• 2.4 压缩系统21-24
• 2.4.1 压缩系统的介绍21-23
• 2.4.2 压缩系统的选择关键23-24
• 2.5 储气装置24-26
• 2.5.1 储气装置的概述24
• 2.5.2 储气装置类型24-26
• 2.5.3 储气设施的选择关键26
• 2.6 加气设备26-27
• 2.6.1 加气系统的概述26-27
• 2.6.2 加气机的选择关键27
• 2.7 本章小结27-29
• 第3章 CNG加气站系统节能的理论分析研究29-49
• 3.1 压缩装置29-40
• 3.1.1 压缩机排气量与轴功率的计算29-32
• 3.1.2 影响因素的分析(以四级压缩为例)32-40
• 3.2 脱水装置40-41
• 3.3 储气系统41-42
• 3.4 加气装置42-47
• 3.5 本章小结47-49
• 第4章 理论计算与实例数据对比分析49-58
• 4.1 加气站基本情况49-51
• 4.1.1 设计基本资料50-51
• 4.1.2 运行参数51
• 4.2 理论计算与实测数据对比51-55
• 4.2.1 压力的影响51-54
• 4.2.2 温度的影响54-55
• 4.3 误差分析55
• 4.4 加气站实际运行状况对应措施55-56
• 4.5 本章总结56-58
• 第5章 结论与展望58-60
• 5.1 结论58-59
• 5.2 建议和展望59-60
• 参考文献60-63
• 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况63-64
• 致谢64

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