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加气子站压缩机技术方案

VFD-0.32/(20200)-250加气子站压缩机技术方案

  一、CNG加气子站成套设备配置

  CNG加气子站是建设在没有天然气管线经过的地方,通过高压CNG运输车将天然气从母站运输到子站内,运输车内天然气首先经过卸气柱,然后进入压缩机机组将天然气压缩、冷却、净化后使其压力提升到25MPa,再进入储气瓶组进行稳压、储存,通过加气机给汽车加气。

  二、设计采用的技术标准

  API618-1995用于石油、化学和天然气工业的往复式压缩机

  GB50156-2002汽车加油加气站设计和施工规范

  JB/T10298-2001汽车加气站用天然气压缩机

  JB/T9105-1999大型往复活塞压缩机技术条件

  GB/T4980-2003容积式压缩机噪声声的测定

  GB/T15487-1995容积式压缩机流量测量方法

  JB/T7240-1994一般用往复活塞压缩机主要零部件技术条件

  GB/T7777-2003往复活塞压缩机机械振动测量与评价

  GB150-1998钢制压力容器

  GB151-1999钢制管壳式换热器

  JB4730-1994压力容器无损检测

  压力容器安全技术监察规程

  GB/T755-2000旋转电机定额和性能

  GB3836.1-2000爆炸性气体环境用电气设备第1部分:通用要求

  GB3836.2-2000爆炸性气体环境用电气设备第2部分:隔爆型“d”

  中华人民共和国“爆炸危险场院所电气安全规程”

  GB50058-1992爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范

  GBJ93-1986工业自动化仪表工程施工及验收规范

  Q/BYJ108-1998天然气充瓶压缩机

  Q/BYJ119-1998天然气充瓶压缩机验收规范

  GB/T13306-1991标牌

  GBn193-1983出口机械、电工、仪器仪表产品包装通用技术

  三.CNG子站用天然气压縮机技术说明

  3.1天然气压缩机组用途

  VFD系列撬装式天然气压缩机组是专为CNG加气站提供的压缩天然气的专用设备;撬装式天然气压缩机组包含的主要设备有:天然气压缩机主机、防爆电动机、冷却系统、润滑系统、气体回收、缓冲装置、出口入口阀门及过滤器、除油分离系统、仪表显示系统、可燃气体检测装置、放散系统、PLC执行控制系统、优先顺序控制盘、采暖装置及隔音箱体等。该机组是给终端设备加气机提供经过净化处理的工作压力为25.0MPa高品质(即无油、无水、无灰尘)的天然气气源。

  3.2天然气压缩机组技术要求

  3.2.1压缩介质:纯净天然气

  3.2.2单台压缩机的平均供气量:1200 Nm3/h

  3.2.3压缩机的吸气压力:2-20 MPa

  3.2.4压缩机的排气压力:25 MPa

  3.2.5冷却方式:风冷

  3.2.6压缩机的吸气温度:≤40℃

  3.2.7压缩机机组的噪声(声压级):≤75 dB(A)(距压缩机机组隔音罩体1米处)

  3.2.8压缩机自控方式:首次启动采用手动启动,再次启动采用自动启动,自动停机,自动排污。

  3.2.9环境温度:-10°C~+45°C

  3.2.10相对湿度:50%~85%

  3.2.11防爆电动机:dⅡBT4、IP55、TH

  3.2.12电源(三相/二相/频率):380V/220V/50Hz

  3.3天然气压缩机组技术参数

  3.3.1主要性能参数

压缩介质

车用天然气

型号

VFD-0.32/(20200)-250

结构型式

V型风冷活塞式、二级压缩、分段进气

公称容积流量

0.32m3/min

进气压力

2.020.0 MPa

排气压力

25.0 Mpa

排气量

400 Nm3/h(进气压力为2.0 MPa

处理量

4001800 Nm3/h

进气温度

40 

输气温度

经冷却后不高于环境温度15 

润滑油温度

80 

润滑油耗量

105 g/h

活塞行程

92mm

转速

740 r/min

轴功率

82.5kW

冷却方式

风冷

润滑方式

曲轴、连杆、十字头压力润滑、气缸、填料微油润滑

配备动力

YB2-315L1-8型防爆电机、 90kW740r/min380VB3 dBT4

连接方式

弹性直联

噪声

75 dB(A)/压缩机房外1m

启动方式

软启动

机组外形尺寸

5538×2438×2438 mm

机组重量

10 T

安装型式

整体撬装式,室外安装.

 

  3.3.2防爆电动机参数

  3.3.2.1主电动机参数

 

功率

90kW 

转速

740r/min

电压

380V

频率

50HZ

安装方式

B3

防护等级

IP55

防爆等级

dBT4

4.3.2.2 冷却器风扇电动机参数

功率

7.5kW

转速

1450r/min

电压

380V

频率

50HZ

安装方式

B3

防护等级

IP55

防爆等级

dBT4

4.3.2.3注油器及油泵电动机参数

功率

2.2kW

转速

1420r/min

电压

380V

频率

50HZ

安装方式

B3

防护等级

IP55

防爆等级

dBT4



  功率

  7.5kW

  转速

  1450r/min

  电压

  380V

  频率

  50HZ

  安装方式

  B3

  防护等级

  IP55

  防爆等级

  dⅡBT4

  4.3.2.3注油器及油泵电动机参数3.4天然气压缩机组集成

  3.4.1整体布局

  在机组的整体设计上,采用集成化设计,所有设备均安装在隔音罩体内,并充分考虑操作维修方便性,整体布局合理。天然气压缩机组包含的主要内容有:天然气压缩机、防爆电动机、冷却系统、润滑系统、气体回收、缓冲装置、出口入口阀门及过滤器、除油分离系统、仪表显示系统、可燃气体检测仪、放散系统、PLC执行控制系统、优先顺序控制盘及隔音房舱等。

  3.4.2压缩机性能简介

  VFD系列撬装式天然气压缩机组是由防爆电动机通过联轴器驱动,再利用管路系统将冷却系统与压缩机各级相连,即形成了电能-动能-气体的势能转换;通风系统使得压缩机各级排气在冷却器中能得到良好的冷却,且气缸体由于气体的流动也能够带走一部分热量,从而保证各工作机件的工作温度不致过高而过早损坏;润滑系统是保证压缩机能够长期运行的一个重要组成部分,对压缩机运转的好坏起着决定性的作用;压缩机各级及各独立的压力单元均设有安全阀,是压缩机重要组成部分之一,在运行中能够有效地防止压缩气体系统的事故发生;气体回收系统是将系统中各级分离器中排放出的油气混合物集中回收罐内,并通过阀门将气体返回到进气缓冲管内进入压缩机的进气管线上,形成再次利用,减少气体损失,降低成本;PLC控制系统能确保压缩机启动采用手动启动,压缩机故障采用自动停机,压缩机排污采用自动排污等功能,因此压缩机操作方便;全部设备均集成在撬装的底座上,并装备降低机组噪音的隔音罩体内,形成一个整体撬装式压缩机站。

  3.4.3压缩机特点介绍

  3.4.3.1压缩机结构形式:V型,两列、两级压缩。基础部件是我公司引进德国MANNESMANN DEMAG(曼内斯曼·德马格)公司技术,并取得该公司生产许可证制造的产品,因而该机具有耗能少、噪音低、启动转矩小、振动小、全天候高可靠性、自动化程度高、操作维护方便等特点。适用于加气站频繁开启。

  3.4.3.2整机采用撬装,主、辅机安装在同一撬块上,用隔音房舱将整个压缩机组罩于房内,另外,房内配置防爆照明灯。压缩机寿命大于25年。

  3.4.3.3压缩机各级气缸采用自然冷却,各级冷却器采用风冷设计技术,因此该压缩机不需要冷却水和冷却水塔。

  3.4.3.4压缩机所有气阀、活塞环及填料均为国际著名品牌贺尔碧格公司和法国利亚产品,易损件更换时间可达8000小时以上。

  3.4.3.5压缩机气缸、填料采用少油润滑设计技术,活塞环、填料及气缸均具有更长的使用寿命,压缩后排出的气体经过二级除油过滤器过滤后,气体中机油等液体含量不超过10ppm,固体颗粒直径不超过5μm。

  3.4.3.6压缩机采用软启动和西门子可编程控制器(PLC)控制,对系统进气压力低和高、排气压力高、润滑油压力低、各级排气温度高、各级排污和压缩机故障时自动停机等进行远程监控操作,控制及时灵活,性能先进可靠。

  3.4.3.7压缩机各级分离器中排放出的油气混合物通过集气管汇集后集中进入废气回收罐并通过阀门将气体返回到进气缓冲管内进入压缩机的进气管线上,形成再次利用,同时实现压缩机无负荷启动,提高气体利用率。

  3.4.3.8压缩机的每级设有安全阀,当压力超标时开启卸载,保证系统的运行。

  3.4.3.9压缩机的高压气缸内表面采用离子氮化技术,提高气缸内表面硬度,提高气缸耐磨性。另外由于使用非金属活塞环和支承环延长了气缸的寿命。

  3.4.3.10压缩机每级间设有气液分离器,底部安装气动球阀,定期自动排污。另外在每级排污管路上并联手动球阀,防止排污气动球阀失灵时进行手动排污。

  3.4.3.11机组设有可燃气体检漏报警装置,当压缩机工作场所燃气浓度超标时自动报警和停机,确保加气站运行。

  3.4.3.12压缩机系统内包含的所有压力容器均提交竣工图纸、设计计算说明书合格证和无损检测的试验报告。

  3.4.3.13压缩机操作系统用气动元件的控制气源采用空气,随机赠送控制气源。

  4.4.3.14压缩机的进气和排气管口、冷凝液的排放口、输送管道口等工艺管口均配一致的和清晰的标记(铭牌)。

  3.5天然气压缩机组的驱动装置

  3.5.1防爆电机:采用380伏特/50Hz、dⅡBT4防爆型电动机,启动方式采用软启动。压缩机与电动机直接连接,传动效率高。

  3.5.2提供电动机相应的全套技术文件。

  3.6天然气压缩机组的冷却系统

  3.6.1压缩机采用全风冷式,风冷冷却器主要是冷却各级排气、润滑油、压缩机气缸及各级填料,保证压缩机有一个完善的热力循环,使高温零件得以降温,润滑油温不致过高而降低润滑性能等等,且固定在压缩机的隔音箱体内。

  3.6.2风冷冷却器主要由冷却器体、冷却风扇及防爆电机组成,防爆电机带动冷却风扇对冷却器进行热交换。该风机具有噪声小,功耗低等特点。

  3.6.3冷却风扇电动机为dⅡBT4防爆型电机(电扇驱动使用的电机)。

  3.6.4从压缩机各级冷却器系统分离出的废热空气通过冷却风扇进入排气管道,将这些来自冷却系统的废热空气送至压缩机隔音罩外。

  3.7天然气压缩机组的隔音罩

  3.7.1 VFD系列撬装式天然气压缩机组整套安装在隔音罩内,隔音罩内配置防爆照明灯、自动排风系统,天然气浓度报警器、仪表显示窗口。整个隔音罩应用户要求可以露天放置,不需另建厂房,易于安装,噪声低、节省投资。压缩机的工艺管口接至隔音罩外、并配好相关接头,以便现场安装。每台压缩机单独配一个隔音罩。

  3.7.2压缩机的隔音罩用于室外安装,可适用于-10℃至45℃之间环境温度并有雨水的特殊环境条件。

  3.7.3压缩机的隔音罩采用坚实、紧固及集成化的结构设计。隔音罩外形尺寸为(长×宽×高)5538×2438×2438mm。

  3.7.4压缩机组的噪音在距离隔音罩1米处测得为75分贝。

  3.7.5为了便于维护的目的,压缩机的隔音罩内安装有防爆照明灯(dⅡBT4)。

  3.7.6压缩机的隔音罩内设备布局合理且方便检查和维护。

  3.7.7为方便进入压缩机的隔音罩内进行维护,在隔音罩侧面的大的检查门。检查门为旋转型或推拉型。旋转门采用耐重荷的铰链锁紧装置和门栓。

  3.7.8压缩机的隔音罩的颜色浅灰色、淡蓝色和或灰白色

  3.8天然气压缩机组控制面板

  每台压缩机组都有一个控制面板,并配有下列设施:

  3.8.1用于压缩机起动/停止开关。

  3.8.2用于显示压缩机的进气压力、各级排气压力、润滑油压力的压力表。

  3.9天然气压缩机组控制系统的运行控制功能简介:

  3.9.1主电机采用(ABB软启动器)启动方式。

  3.9.2 SIEMENS S7-200 PLC对运行参数监控点(压力、温度)模拟量进行集中控制。

  3.9.3显示功能:采用SIEMENS TD200文本显示器可显示和查阅整个压缩机流程中的监控点的运行参数;具有如下显示功能:

  3.9.3.1运行状态

  3.9.3.2查看运行中的运行参数(压力、温度)

  3.9.3.3故障信息提示

  3.9.3.4查看累计工作计时

  3.9.4对主电动机及辅助电机进行控制及保护:具有电机过载、过流等保护;当电机过载(过流)时,压缩机自动停机且声光报警。

  3.9.5压缩机全自动停机启动功能:

  a当储气系统压力高于设定值时,压缩机自动停机,进入待机状态。气瓶组压力低于设定值时,压缩机具有自动运行补气功能。

  b压缩机首次启动采用手动启动,运行后根据工艺参数自动启、停机,手动停机后不能自动启动。

  C压缩机具有手动启动和手动停机功能。

  3.9.6 ESD紧急停机功能;按ESD紧急切断按钮可快速关闭进气口,压缩机自动停机。

  3.9.7压缩机流程中的监控点采用压力变送器和温度传感器为一次检测元件,对压缩机进气压力、末级排气压力、每个气缸排气温度、润滑油压力、润滑油温度测控并显示;当控制值超限时压缩机自动停机并声光报警。

  3.9.8停机状态下进气阀门为关闭状态,放空(放污)阀门为打开状态。

  3.9.9压缩机为轻负荷启动:压缩机启动过程进气阀门为关闭状态,放空(放污)阀门为打开状态,当压缩机启动结束后,进气阀门为打开状态,放空(放污)阀门为关闭状态,压缩机进入正常运行。当压缩机停机前,控制系统打开放空(放污)阀门,将高压气体排出,降低压缩机内部剩余气体压力并延时停机。停机后关闭进气阀门。避免压缩机停机时压缩机内部始终保持高压气体,同时为下次轻负荷启动作准备,避免重载启动对压缩机的冲击。

  3.9.10压缩机运行中,放污阀门定时自动间隔放污(30分钟排放一次,排放时间5s)。

  3.9.11故障提示功能:当出现故障时压缩机自动停机,控制系统声光报警,同时文本显示器显示故障原因,提示操作者针对故障进行处理。

  3.9.12压缩机房设有排风机,可手动启动/停止排风机运行。

  3.9.13压缩机撬体上设有汽车充气的优先顺序控制系统。压缩机撬体上设有四个高压接口,一个与进气口相连,两个与储气瓶组相连,另一接口至对售气机直充。

  3.9.14压缩机PLC具体控制项目及系统动作方式汇总如下:

项目

状态

检测类型

控制值

动作

进气压力

/

变送器

1.95MPaP20.05MPa

报警并停机

同级排气温度差高

温差高

变送器

20

报警不停机

各级气缸排气温度

传感器

180

报警并停机

末级排气压力

变送器

25.5MPa

自动停机

润滑油压力

变送器

0.15 MPa

报警、停机

润滑油温度

/

传感器

-20T80

报警、停机

主电机故障

 

软启动器

1.05Ie

报警、关断、停机

冷却风扇电机故障

 

热继电器

1.05Ie

报警、关断、停机

注油器电机故障

 

热继电器

1.05Ie

报警、关断、停机

ESD紧急停机按钮激活

 

 

 

紧急停机、切断压缩机电源,关闭进气电磁阀和加气装置电磁阀

 

  3.10天然气压缩机组检验和验收

  3.10.1压缩机制造按国家相关标准进行检验和验收。

  3.10.2机组制造厂模拟试车时,用户派人验收。

  3.10.3对下列零件进行机械性能检验和化学成份分析并提供检验报告。

  3.10.3.1气缸、十字头导轨、曲轴箱、十字头等零件化学成份分析并提供检验报告。

  3.10.3.2连杆、活塞杆、曲轴、连杆螺栓、十字头销等零件的抗拉(压)等机械性能检验。

  3.10.3.3连杆、活塞杆、曲轴应做金相分析和活塞杆应做表面硬度检测并提供报告。

137-0552-0937
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