加氣子站壓縮機技術方案

VFD-0.32/(20200)-250加氣子站壓縮機技術方案

一、CNG加氣子站成套設備配置

CNG加氣子站是建設在沒有天然氣管線經過的地方,通過高壓CNG運輸車將天然氣從母站運輸到子站內,運輸車內天然氣首先經過卸氣柱,然后進入壓縮機機組將天然氣壓縮、冷卻、凈化后使其壓力提升到25MPa,再進入儲氣瓶組進行穩壓、儲存,最后通過加氣機給汽車加氣。

 

二、設計采用的技術標準

API618-1995       用于石油、化學和天然氣工業的往復式壓縮機

GB50156-2002      汽車加油加氣站設計和施工規范

JB/T10298-2001    汽車加氣站用天然氣壓縮機

JB/T9105-1999     大型往復活塞壓縮機技術條件

GB/T4980-2003     容積式壓縮機噪聲聲的測定

GB/T15487-1995    容積式壓縮機流量測量方法

JB/T7240-1994     一般用往復活塞壓縮機主要零部件技術條件

GB/T7777-2003     往復活塞壓縮機機械振動測量與評價

GB150-1998        鋼制壓力容器

GB151-1999        鋼制管殼式換熱器

JB4730-1994       壓力容器無損檢測

              壓力容器安全技術監察規程

GB/T755-2000      旋轉電機定額和性能

GB3836.1-2000     爆炸性氣體環境用電氣設備第1部分:通用要求

GB3836.2-2000     爆炸性氣體環境用電氣設備第2部分:隔爆型“d

              中華人民共和國“爆炸危險場院所電氣安全規程”

GB50058-1992      爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范

GBJ93-1986        工業自動化儀表工程施工及驗收規范

Q/BYJ108-1998     天然氣充瓶壓縮機

Q/BYJ119-1998     天然氣充瓶壓縮機驗收規范

GB/T13306-1991    標牌

GBn193-1983       出口機械、電工、儀器儀表產品包裝  通用技術

.CNG子站用天然氣壓縮機技術說明

3.1天然氣壓縮機組用途

VFD系列撬裝式天然氣壓縮機組是專為CNG加氣站提供的壓縮天然氣的專用設備;撬裝式天然氣壓縮機組包含的主要設備有:天然氣壓縮機主機、防爆電動機、冷卻系統、潤滑系統、氣體回收、緩沖裝置、出口入口閥門及過濾器、除油分離系統、儀表顯示系統、可燃氣體檢測裝置、安全放散系統、PLC執行控制系統、優先順序控制盤、采暖裝置及隔音箱體等。該機組是給終端設備加氣機提供經過凈化處理的工作壓力為25.0MPa高品質(即無油、無水、無灰塵)的天然氣氣源。

3.2天然氣壓縮機組技術要求

3.2.1壓縮介質:                 純凈天然氣

3.2.2單臺壓縮機的平均供氣量:   1200 Nm3/h 

3.2.3壓縮機的吸氣壓力:         2-20 MPa

3.2.4壓縮機的排氣壓力:         25 MPa

3.2.5冷卻方式:                 風冷

3.2.6壓縮機的吸氣溫度:         40

3.2.7壓縮機機組的噪聲(聲壓級) 75 dB(A) (距壓縮機機組隔音罩體1)

3.2.8壓縮機自控方式:首次啟動采用手動啟動,再次啟動采用自動啟動,自動停機,自動排污。

3.2.9 環境溫度:               -10°C+45°C

3.2.10相對濕度:              50%~85

3.2.11防爆電動機:            dBT4IP55TH

3.2.12電源(三相/二相/頻率): 380V/220V/50Hz

3.3天然氣壓縮機組技術參數

3.3.1主要性能參數

壓縮介質

車用天然氣

型號

VFD-0.32/(20200)-250

結構型式

V型風冷活塞式、二級壓縮、分段進氣

公稱容積流量

0.32m3/min

進氣壓力

2.020.0 MPa

排氣壓力

25.0 Mpa

排氣量

400 Nm3/h(進氣壓力為2.0 MPa

處理量

4001800 Nm3/h

進氣溫度

40

輸氣溫度

經冷卻后不高于環境溫度15

潤滑油溫度

80

潤滑油耗量

105 g/h

活塞行程

92mm

轉速

740 r/min

軸功率

82.5kW

冷卻方式

風冷

潤滑方式

曲軸、連桿、十字頭壓力潤滑、氣缸、填料微油潤滑

配備動力

YB2-315L1-8型防爆電機、 90kW740r/min380VB3 dBT4

連接方式

彈性直聯

噪聲

75 dB(A)/壓縮機房外1m

啟動方式

軟啟動

機組外形尺寸

5538×2438×2438 mm

機組重量

10 T

安裝型式

整體撬裝式,室外安裝.

 

3.3.2防爆電動機參數

3.3.2.1 主電動機參數

 

功率

90kW 

轉速

740r/min

電壓

380V

頻率

50HZ

安裝方式

B3

防護等級

IP55

防爆等級

dBT4

4.3.2.2 冷卻器風扇電動機參數

功率

7.5kW

轉速

1450r/min

電壓

380V

頻率

50HZ

安裝方式

B3

防護等級

IP55

防爆等級

dBT4

4.3.2.3注油器及油泵電動機參數

功率

2.2kW

轉速

1420r/min

電壓

380V

頻率

50HZ

安裝方式

B3

防護等級

IP55

防爆等級

dBT4

3.4天然氣壓縮機組集成

3.4.1整體布局

在機組的整體設計上,采用集成化設計,所有設備均安裝在隔音罩體內,并充分考慮操作維修方便性,整體布局合理。天然氣壓縮機組包含的主要內容有:天然氣壓縮機、防爆電動機、冷卻系統、潤滑系統、氣體回收、緩沖裝置、出口入口閥門及過濾器、除油分離系統、儀表顯示系統、可燃氣體檢測儀、安全放散系統、PLC執行控制系統、優先順序控制盤及隔音房艙等。

3.4.2壓縮機性能簡介

VFD系列撬裝式天然氣壓縮機組是由防爆電動機通過聯軸器驅動,再利用管路系統將冷卻系統與壓縮機各級相連,即形成了電能-動能-氣體的勢能轉換;通風系統使得壓縮機各級排氣在冷卻器中能得到良好的冷卻,且氣缸體由于氣體的流動也能夠帶走一部分熱量,從而保證各工作機件的工作溫度不致過高而過早損壞;潤滑系統是保證壓縮機能夠長期、高效及可靠運行的一個重要組成部分,對壓縮機運轉的好壞起著決定性的作用;壓縮機各級及各獨立的壓力單元均設有安全閥,是壓縮機重要組成部分之一,在運行中能夠有效地防止壓縮氣體系統的事故發生;氣體回收系統是將系統中各級分離器中排放出的油氣混合物集中回收罐內,并通過閥門將氣體返回到進氣緩沖管內進入壓縮機的進氣管線上,形成再次利用,減少氣體損失,降低成本; PLC控制系統能確保壓縮機啟動采用手動啟動,壓縮機故障采用自動停機,壓縮機排污采用自動排污等功能,因此壓縮機操作方便;全部設備均集成在撬裝的底座上,并裝備降低機組噪音的隔音罩體內,形成一個整體撬裝式壓縮機站。

3.4.3壓縮機特點介紹

3.4.3.1壓縮機結構形式:V型,兩列、兩級壓縮。基礎部件是我公司引進德國MANNESMANN  DEMAG(曼內斯曼·德馬格)公司技術,并取得該公司生產許可證制造的產品,因而該機具有耗能少、噪音低、啟動轉矩小、振動小、全天候高可靠性、自動化程度高、操作維護方便等特點。適用于加氣站頻繁開啟。

3.4.3.2整機采用撬裝,主、輔機安裝在同一撬塊上,用隔音房艙將整個壓縮機組罩于房內,另外,房內配置防爆照明燈,安全性高。壓縮機壽命大于25年。

3.4.3.3壓縮機各級氣缸采用自然冷卻,各級冷卻器采用風冷設計技術,因此該壓縮機不需要冷卻水和冷卻水塔。

3.4.3.4壓縮機所有氣閥、活塞環及填料均為國際著名品牌賀爾碧格公司和法國利亞產品,易損件更換時間可達8000小時以上。

3.4.3.5壓縮機氣缸、填料采用少油潤滑設計技術,活塞環、填料及氣缸均具有更長的使用壽命,壓縮后排出的氣體經過二級高效除油過濾器過濾后,氣體中機油等液體含量不超過10ppm,固體顆粒最大直徑不超過5μm

3.4.3.6壓縮機采用軟啟動和西門子可編程控制器(PLC)控制,對系統進氣壓力低和高、排氣壓力高、潤滑油壓力低、各級排氣溫度高、各級排污和壓縮機故障時自動停機等進行遠程監控操作,控制及時靈活,性能先進可靠。

3.4.3.7壓縮機各級分離器中排放出的油氣混合物通過集氣管匯集后集中進入廢氣回收罐并通過閥門將氣體返回到進氣緩沖管內進入壓縮機的進氣管線上,形成再次利用,同時實現壓縮機無負荷啟動,提高加氣站的安全性,同時提高氣體利用率。

3.4.3.8壓縮機的每級設有安全閥,當壓力超標時開啟卸載,保證系統的安全運行,并把氣體排至安全區域。

3.4.3.9 壓縮機的高壓氣缸內表面采用離子氮化技術,提高氣缸內表面硬度,提高氣缸耐磨性。另外由于使用非金屬活塞環和支承環延長了氣缸的壽命。

3.4.3.10壓縮機每級間設有高效氣液分離器,底部安裝氣動球閥,定期自動排污。另外在每級排污管路上并聯手動球閥,防止排污氣動球閥失靈時進行手動排污。

3.4.3.11機組設有可燃氣體檢漏報警裝置,當壓縮機工作場所燃氣濃度超標時自動報警和停機,確保加氣站安全運行。

3.4.3.12 壓縮機系統內包含的所有壓力容器均提交竣工圖紙、設計計算說明書合格證和無損檢測的試驗報告。

3.4.3.13壓縮機操作系統用氣動元件的控制氣源采用空氣,隨機贈送控制氣源。

4.4.3.14壓縮機的進氣和排氣管口、冷凝液的排放口、最終輸送管道口等工藝管口均配一致的和清晰的標記(銘牌)。

3.5天然氣壓縮機組的驅動裝置

3.5.1防爆電機:采用380伏特/50HzdBT4防爆型電動機,啟動方式采用軟啟動。壓縮機與電動機直接連接,傳動效率高。

3.5.2提供電動機相應的全套技術文件。

3.6天然氣壓縮機組的冷卻系統

3.6.1壓縮機采用全風冷式,風冷冷卻器主要是冷卻各級排氣、潤滑油、壓縮機氣缸及各級填料,保證壓縮機有一個完善的熱力循環,使高溫零件得以降溫,潤滑油溫不致過高而降低潤滑性能等等,且固定在壓縮機的隔音箱體內。

3.6.2風冷冷卻器主要由冷卻器體、冷卻風扇及防爆電機組成,防爆電機帶動冷卻風扇對冷卻器進行熱交換。該風機具有噪聲小,功耗低等特點。

3.6.3冷卻風扇電動機為dBT4防爆型電機(電扇驅動使用的電機)。

3.6.4從壓縮機各級冷卻器系統分離出的廢熱空氣通過冷卻風扇進入排氣管道,將這些來自冷卻系統的廢熱空氣送至壓縮機隔音罩外。

3.7 天然氣壓縮機組的隔音罩

3.7.1 VFD系列撬裝式天然氣壓縮機組整套安裝在隔音罩內,隔音罩內配置防爆照明燈、自動排風系統,天然氣濃度報警器、儀表顯示窗口。整個隔音罩應用戶要求可以露天放置,不需另建廠房,易于安裝,噪聲低、節省投資。壓縮機的工藝管口接至隔音罩外、并配好相關接頭,以便現場安裝。每臺壓縮機單獨配一個隔音罩。

3.7.2壓縮機的隔音罩用于室外安裝,可適用于-1045之間環境溫度并有雨水的特殊環境條件。

3.7.3壓縮機的隔音罩采用堅實、緊固及集成化的結構設計。隔音罩外形尺寸為(長×寬×高) 5538×2438×2438mm

3.7.4壓縮機組的噪音在距離隔音罩1處測得為75分貝。

3.7.5為了便于維護的目的,壓縮機的隔音罩內安裝有防爆照明燈(dBT4)。

3.7.6壓縮機的隔音罩內設備布局合理且方便檢查和維護。

3.7.7為方便進入壓縮機的隔音罩內進行維護,在隔音罩側面的大的檢查門。檢查門為旋轉型或推拉型。旋轉門采用耐重荷的鉸鏈鎖緊裝置和門栓。

3.7.8壓縮機的隔音罩的顏色淺灰色、淡藍色和或灰白色

3.8天然氣壓縮機組控制面板

每臺壓縮機組都有一個控制面板,并配有下列設施:

3.8.1 用于壓縮機起動/停止開關。

3.8.2 用于顯示壓縮機的進氣壓力、各級排氣壓力、潤滑油壓力的壓力表。

3.9天然氣壓縮機組控制系統的運行控制功能簡介:

3.9.1主電機采用(ABB軟啟動器)啟動方式。

3.9.2 SIEMENS  S7-200 PLC對運行參數監控點(壓力、溫度)模擬量進行集中控制。

3.9.3 顯示功能:采用SIEMENS  TD200文本顯示器可顯示和查閱整個壓縮機流程中的監控點的運行參數;具有如下顯示功能:

3.9.3.1運行狀態

3.9.3.2查看運行中的運行參數(壓力、溫度)

3.9.3.3故障信息提示

3.9.3.4查看累計工作計時

3.9.4對主電動機及輔助電機進行控制及保護:具有電機過載、過流等保護;當電機過載(過流)時,壓縮機自動停機且聲光報警。

3.9.5壓縮機全自動停機啟動功能:

a 當儲氣系統壓力高于設定值時,壓縮機自動停機,進入待機狀態。氣瓶組壓力低于設定值時,壓縮機具有自動運行補氣功能。

b 壓縮機首次啟動采用手動啟動,運行后根據工藝參數自動啟、停機,手動停機后不能自動啟動。

C 壓縮機具有手動啟動和手動停機功能。

3.9.6 ESD緊急停機功能;按ESD緊急切斷按鈕可快速關閉進氣口,壓縮機自動停機。

3.9.7壓縮機流程中的監控點采用壓力變送器和溫度傳感器為一次檢測元件,對壓縮機進氣壓力、末級排氣壓力、每個氣缸排氣溫度、潤滑油壓力、潤滑油溫度測控并顯示;當控制值超限時壓縮機自動停機并聲光報警。

3.9.8停機狀態下進氣閥門為關閉狀態,放空(放污)閥門為打開狀態。

3.9.9壓縮機為輕負荷啟動:壓縮機啟動過程進氣閥門為關閉狀態,放空(放污)閥門為打開狀態,當壓縮機啟動結束后,進氣閥門為打開狀態,放空(放污)閥門為關閉狀態,壓縮機進入正常運行。當壓縮機停機前,控制系統打開放空(放污)閥門,將高壓氣體排出,降低壓縮機內部剩余氣體壓力并延時停機。停機后關閉進氣閥門。避免壓縮機停機時壓縮機內部始終保持高壓氣體,同時為下次輕負荷啟動作準備,避免重載啟動對壓縮機的沖擊。

3.9.10壓縮機運行中,放污閥門定時自動間隔放污(30分鐘排放一次,排放時間5s)。

3.9.11故障提示功能:當出現故障時壓縮機自動停機,控制系統聲光報警,同時文本顯示器顯示故障原因,提示操作者針對故障進行處理。

3.9.12壓縮機房設有排風機,可手動啟動/停止排風機運行。

3.9.13壓縮機撬體上設有汽車充氣的優先順序控制系統。壓縮機撬體上設有四個高壓接口,一個與進氣口相連,兩個與儲氣瓶組相連,另一接口至對售氣機直充。   

3.9.14壓縮機PLC具體控制項目及系統動作方式匯總如下:

項目

狀態

檢測類型

控制值

動作

進氣壓力

/

變送器

1.95MPaP20.05MPa

報警并停機

同級排氣溫度差高

溫差高

變送器

20

報警不停機

各級氣缸排氣溫度

傳感器

180

報警并停機

末級排氣壓力

變送器

25.5MPa

自動停機

潤滑油壓力

變送器

0.15 MPa

報警、停機

潤滑油溫度

/

傳感器

-20T80

報警、停機

主電機故障

 

軟啟動器

1.05Ie

報警、關斷、停機

冷卻風扇電機故障

 

熱繼電器

1.05Ie

報警、關斷、停機

注油器電機故障

 

熱繼電器

1.05Ie

報警、關斷、停機

ESD緊急停機按鈕激活

 

 

 

緊急停機、切斷壓縮機電源,關閉進氣電磁閥和加氣裝置電磁閥

 

3.10天然氣壓縮機組檢驗和驗收

3.10.1壓縮機制造按國家相關標準進行檢驗和驗收。

3.10.2機組制造廠模擬試車時,用戶派人驗收。

3.10.3對下列零件進行機械性能檢驗和化學成份分析并提供檢驗報告。

3.10.3.1氣缸、十字頭導軌、曲軸箱、十字頭等零件化學成份分析并提供檢驗報告。

3.10.3.2連桿、活塞桿、曲軸、連桿螺栓、十字頭銷等零件的抗拉(壓)等機械性能檢驗。

3.10.3.3連桿、活塞桿、曲軸應做金相分析和活塞桿應做表面硬度檢測并提供報告。

皖公網安備 34030002020366號

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