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任公司 2.陜西省安康市天然氣有限公司

伴隨著經(jīng)濟的發(fā)展和進步，我國各項工程建設速度不斷增加，工程中對于各種能源利用情況有所增加，工業(yè)中為了更好實現(xiàn)節(jié)能降耗目標，在通過各種方式是對能源進行調(diào)節(jié)和改善，成為了各個行業(yè)發(fā)展中最為關注話題，壓縮天然氣(Compressed Natrual Gas，簡稱CNG)這是一種綠色環(huán)保能源，能夠實現(xiàn)非常好的經(jīng)濟以及社會效益，我國汽車行業(yè)中更多應用這種技術，但是其中實施存在著很多問題，運行消耗比較高，運行效率比較低等問題，對CNG行業(yè)形成了制約，下面文章對CNG加氣站中產(chǎn)生能耗情況進行分析，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

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

1 CNG加氣站的能耗現(xiàn)狀

從我國當前CNG加氣站實際運行情況來看，存在著非常大能耗情況，整體利用效果非常低，對于電能消耗來說，非常高，國家近年來對于能源進行調(diào)整，對加氣環(huán)節(jié)關注度非常高，通過各種方案和方式，對一些能耗大的加氣站進行調(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。為了實現(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，同時所產(chǎn)生消耗成本非常高，同時CNG加氣站生產(chǎn)工藝技術水平不高，相關人員對于其節(jié)能意識比較薄弱，因此從這一方面來講首先從工藝上就需要進行提升，將工藝與節(jié)能相互結合，將能耗低的方案進行選擇，為之后進行項目改造奠定基礎，最后就是從生產(chǎn)過程來看，利用效率比較低，缺乏科學管理。

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)，同時也是最容易產(chǎn)生能耗問題的部分，系統(tǒng)運行中存在著冷卻效果卻的問題，相關指標達不到標準和規(guī)范，同時設備換熱器中面積以及流量等設計上存在很大問題，不科學應用無法符合CNG加氣站實際運行情況，需要相關人員去深入研究和改善，下面從幾個方向去考慮，首先就是壓縮機一旦出現(xiàn)啟動頻繁情況，會產(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，另外負荷程度不同導致差異增大，產(chǎn)生能耗，最后及時如果設備功率因素較小，功率無法實現(xiàn)補償，導致能源浪費和損耗。

2.2 脫水系統(tǒng)

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

2.3 充裝工藝系統(tǒng)

CNG加氣站一般會存在一個施工高峰情況，集中在某幾個時間段會產(chǎn)生大量氣體消耗情況，如果儲氣設施出現(xiàn)問題，壓縮機會需要重新啟動多次情況，如果壓縮運行時間過長，會產(chǎn)生非常大電量消耗，導致成本增加，同時對于電網(wǎng)形成的影響也會很大，如今的CNG加氣站通過儲氣裝置運行，但是利用效率比較低，時間也會非常長，因此對其進行節(jié)能分析和研究，才能夠更好實現(xiàn)經(jīng)濟性。

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)過實際經(jīng)驗總結，可以將CNG加氣站壓縮機中所使用冷卻管到采用橢圓形這種形式，能夠更好對氣體流動情況進行改善，同時分布在冷卻管兩遍的分離點之間距離也會增加，所受到阻力會很大程度上減弱，能夠實現(xiàn)更好流動效率，同時橢圓形管道表面積相對比較大，產(chǎn)生熱力阻礙情況會減小。

2)添加變頻器。當前我國壓縮機需要處理工作量會產(chǎn)生很大變化，可以說隨時都在變，尤其是流量比較小，而電機仍然保持一定轉動素質(zhì)，導致了非常大能耗，因此如何保證壓縮機節(jié)能降耗工作實現(xiàn)更好控制，可以通過采用變頻器去進行適應和控制。

3)采用先進的氣閥結構。在壓縮機中主要是通過氣閥進行調(diào)節(jié)，它的缺點主要容易損壞，對于氣閥結構的設計情況直接與壓縮機的運行以及能量消耗之間相關，氣閥能夠節(jié)能以及高效率運行，占有整體功率的3%-7%，同時產(chǎn)生噪音較小，通過采用先進技術的氣閥情況，密封情況比較好，能夠最大程度上實現(xiàn)能耗降低。

3.2 儲氣系統(tǒng)節(jié)能

為了提升儲氣容積，實現(xiàn)更好的利用效率，對于儲氣系統(tǒng)要實現(xiàn)節(jié)能目標，可以通過對CNG加氣站采用三級系統(tǒng)去操作，同時根據(jù)裝置實際情況，分成高壓、中壓、低壓三種情況，壓縮機會首先時間對于三組氣體的充氣過程，如果，低壓儲氣降低在水平值一下，那么控制系統(tǒng)將會通過切換，到中壓儲氣井當中，氣體產(chǎn)生壓力差對實現(xiàn)充氣工作，然后再降低進行切換，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)生能量效果情況進行分析，通過系統(tǒng)優(yōu)化，對CNG加氣站生產(chǎn)成本進行降低，從而提升工作效率，通過對CNG加氣站能耗情況進行評價，實現(xiàn)對能耗主要因素明確，從而確定最為直接降低能量消耗措施，從而針對管理以及施工工藝提出方案和措施，降低能耗，實現(xiàn)節(jié)能運行。

[1]梁政，李雙雙，田家林，朱小華，梅慶剛，張力文.CNG壓縮機節(jié)能技術與試驗分析[J].天然氣工業(yè)，2013，02：95-98.

[2]雷凱元，李紅彬，薛榮，王勝，牛龍燕.淺談CNG加氣母站能耗管理[J].化工管理，2015，33：217.

[3]胥澤文.CNG壓縮機能耗分析及節(jié)能措施探討[J].石油庫與加油站，2016，01：15-17+4.