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高起点高标准建设CNG汽车加气站

2008-11-05 15:29:45 零排放汽车网-专注新能源汽车,混合动力汽车,电动汽车,节能汽车等新闻资讯 网友评论 0

1 选择一流的国际合作伙伴
1. 1 考察和掌握国内同行业发展状况
天然气产业的发展中,我国起步较晚,和国际先进国家有着较大差距。为了紧跟国际先进技术的发展步伐,尽快缩短和先进国家的距离,我们就必须积极通过和国外合作的途径,引进先进技术,高起点、高标准地发展我们的CNG加气站技术。因此,我们首先对四川、河北廊坊、新疆等地已建成的加气站和国内加气站设备(如压缩机、干燥器等)的生产厂商进行了多次实地考察,从而对国内CNG加气站技术的发展现状和技术水平有了全面的了解。在此基础上,积极与国外许多加气站设备供应商进行了广泛接触。尤其是,通过对美国安吉公司、艾里尔公司、意大利新比隆公司、加拿大的克劳斯公司、IMW公司、新西兰的英特迈克公司等厂商的实地考察,他们所生产的机器设备和所建加气站给我们留下了深刻的印象。对各自的技术状况进行了认真细致的分析对比后,使我们了解了国际加气站技术的发展趋势,看到了我们的差距所在。同时我们也认识到,虽然先进国家的总体水平较高,但发展也不平衡,其技术水平和发展状况参差不齐,良莠不一落千丈。 就要求我们在选择合作伙伴时,一定要全面考察认真分析,择优而为之。
1.2 优选高水平的加气站设备和技术
通过对各先进国家的CNG压缩机生产商和加气站设备集成商的全面考察和分析对比后,我们感到美国艾里尔公司(ARIEL)生产的水平对称平衡式CNG压缩机,美国安吉公司(ANGI)和加拿大的克劳斯公司(KRAUS)生产的橇装式压缩机站和售气机,以及美国CPI公司生产的站用储气装置等加气站设备,属国际著名品牌,代表了国际一流水平。这些设备不仅结构合理、技术先进,而且用户普遍反映,由于自动化程度较高,操作运行简单,工作安全可靠、故障率低维护费用小。所以受到各国加气站用户的普遍欢迎,市场占有率较高。因此我们决定选用此类加气设备作为我们国产化发展的方向。
2 中外结合进行设备配置
经过几年的实践,我们认为要建设高起点高标准的加气站,既要引进先进技术,还要和中国实际相结合,走中外结合的道路,二者缺一不可。根据我们的经验,应注意以下几个方面。
2.1 基本原则
2.1.1 保持机组的技术先进性
由于国内在加气站技术方面的差距,要建设高起点高标准的加气站,我们以为加气站的主机,如橇装式压缩机站,至少是压缩机组,在近期内最好采用进口设备,以保持机组的技术先进性。
2.1.2 减少加气站占地面积
土地资源,尤其是城市的建设用地非常宝贵,必须节约。因此为了减少加气站的占地面积,一方面应参考国外技术标准,尽快修订行业建站标准,缩短安全距离。另一方面积极采用技术先进的橇装式压缩机站,露天安装,尽可能少建或不建永久性建筑,也可降低加气站的投资,提高经济效益。
2.1.3 确保设备运行安全
国内标准通过距离保证安全,既是由于国内加气站设备的技术水平所限,也有认识上的局限性。为了确保加气站的运行安全,关键是采用先进技术,通过严格的质量控制,提高设备和系统的安全可靠性。
2.1.4 降低设备的投资费用
设备费用在加气站的总投资中占的比例很大,如何降低设备费用,是减少加气站投资的重要环节。依据几年来的经验,我们认为主机进口,辅机如脱水干燥设备、脱硫设备、储气设备等采用国产设备的方式比较合适。因为国产辅机近年来技术水平和产品质量已大大提高,可满足加气站的技术要求,而价格却比进口设备低的多。
2. 1。5 入口压力较宽适应能力强
加气站压缩机选型时应注意,入口压力要宽适应能力较强。因为适于建站的城市天然气管网的压力较大,同一地区不同时间区段的压力波动也比较大,因此压缩机入口压力范围要宽一些,而且要和当地的压力范围相匹配。这样可避免由于管网压力高,需要降压后输入压缩机而造成资源的浪费。或者管网压力长期过低,降低了压缩机的工作效率甚至损坏压缩机。
2.1.6 适应寒冷地区的特点
我国北方广大地区属于寒带,冬天冰冻季节很长,因此在建站时必须考虑它的特殊性。
(1) 天然气深度脱水
天然气的脱水干燥在一般地区的矛盾并不突出,但在青海、新疆、东北等寒冷地区就显得非常的重要。天然气脱水后的水露点在工作压力下必须低于当地最低环境温度50C以下,大约在--200C以下。这对脱水干燥装置提出敢很高的要求。
(2) 安装保温系统
建有房子的加气站,房内应有暖气设备,露天安装的橇装式压缩机站应在橇装内安装取暧保温装置。
(3) 采用风冷系统
加气站中的压缩机气缸和级间冷却,采用风冷方式。在寒冷地区采用水冷方式,冬天水要结冰,维护工作量很大,很麻烦,应尽可能地采用风冷方式。
2.1.7 储气瓶组容量应和压缩机匹配
设置储气瓶组的容量既要考虑汽车加气量,又必须和压缩机的排气量相匹配。过小的储气瓶组容量,会造成压缩机的频繁起动,影响压缩机的使用寿命;过大的储气容量,虽然在加气高峰可和压缩机一起解决供气量不足的矛盾,但随着储气容量的增大,每次压缩机充满储气瓶组的时间会大大延长,往往储气瓶压力还没有达到20Mpa以上,就必须起动压缩机给汽车加气,而造成储气容积的浪费。因此储气瓶组的容积应经过仔细测算后合理确定。
2.2 工艺设计和设备配置
依据上述基本原则,要采用系统工程技术,进行加气站的总体和系统设计。这里不能简单的将几部分设备连接起来就完事。不仅要依据输气管网的压力、所需供气的汽车数量而确定压缩机的基本参数和品牌;依据天然气的气质情况和含硫含水状况,以及当地的最低环境温度,确定脱硫和脱水干燥的工艺方法以及装置的结构形式和规格型号;还应以压缩机的技术参数为基础,对各个环节的工作压力、气体流量和流速、工作温度,以及管径、接口状态等主要参数进行核算、优化和合理匹配;在进行工艺设计时还要考虑系统的运行安全、施工的方便和维修简单等。在工艺设计和设备配置选型时,还应强调以下几点:
(1) 为了保证加气站的技术先进性和工作的安全可靠性,我们主张加气站的主机,主要是橇装式压缩机站和售气机采用进口设备;辅机,包括电机启动器、脱硫装置、脱水装置、储气瓶组等采用国产设备,以便降低加气站的建设成本。
(2) 为了保证压缩机的运行安全,延长使用寿命,我们推荐采用低压前置脱水工艺方案,即将脱水干燥装置设在压缩机入口之前。
(3) 由于从安吉公司进口的橇装式压缩机站中设置了回收罐,可以起到稳定压缩机入口压力的作用,所以系统设计中不需在压缩机前设置容积较大的缓冲罐。
(4) 地下高压管线采用焊接方式连接,经过探伤和压力气密试验,安全可靠不留隐患,地上高压管线的连接采用卡套式连接方式,便于维修更换。
2. 3 逐步国产化和技术创新相结合
(1) 在确保产品质量的前提下分步实施国产化加气站设备的国产化是产业化发展的必然方向,但由于国内基础工业的现状和技术水平所限,短期内在某些关键技术方面还难于达到国际先进水平。所以国产化不可能一步到位,只能分步实施,成熟一项,完成一项。这样稳妥可靠,可保证设备的总体技术水平不会降低。
(2) 先采用SKD(semi knock down部分拆散)方式进行部件组装,逐步提高国产化率对于主机中的压缩机组和售气机,先采用SKD方式进行部件组装。在熟悉组装工艺的基础上,由外到里,由易到难,逐步提高国产化。
(3) 国内能生产的部件尽可能在国内解决,以降低成本比如橇装箱体、橇装底座、进排风箱、回收罐、电机起动器等部件,技术要求不高,对压缩机站的总体技术和产品质量影响不大,国内的加工工艺可以满足要求,所以要尽可能在国内生产以降低成本。
(4) 短期内阀门等关键件尽可能采用进口件CNG加气站的介质是高压可燃气体,安全是第一位的,因此,国产化时要注意,在近期内,尽可能的采用高质量的进口高压气体阀门和PLG等控制元器件,以保证关键环节的可靠性。
(5) 结合国情,通过创新对产品技术进行优化进口设备技术固然先进,但它是按美国标准生产的。一些地方,比如美国的许多加气站不设置脱硫和脱水装置,而且每个站都是单机运行,不设置备用机等。诸如此类的设计并不一定适合我国的实际情况。所以必须在消化吸收进口技术的基础上,结合我国的具体环境,进行优化和创新。
3 合理解决工程建设的资质问题
CNG加气站及可燃气体、高压容器和高压管道,为了保证建设质量和运行安全,建设单位不仅要按规定办理一系列的审批手续,而且工艺设计、工程设计、设备制造、建设施工单位都必须具备国家质量技术监督部门批准颁发的相应资格证书。
3.1 CNG加气站的工艺设计
加气站的工艺设计属于高压燃气设计范畴,包括总体设计、设备选型和配置、管道和阀件的计算和选配等项工作。必须由具有燃气设计资格的单位来承担。这种资质只有一些实力雄厚的甲级设计院才有资格取得。为此我们便和这些设计院密切合作,由我方提供设计方案、平面布置、设备选型和配置等技术资料,然后由对方承担总体和工艺设计。从而妥善的解决了设计资质问题。
3.2 加气站的工程设计
加气站的工程设计,不同于一般的房屋设计,它对燃气的防爆安全技术要求较高,只有乙级以上的设计单位才允许承担。设计内容,不仅包括设备基础、配电室、营业室、加气岛、压缩机房、以及控制、动力和照明、防雷防静电接地等电路设计,还应包括水、暖和消防设施等设计内容。一般由我方或甲方委托有资质的工程设计单位进行,或者由上述工艺设计院同时完成。
3.3 压力容器类设备制造资格
加气站中的许多重要设备,如脱水干燥装置、脱硫装置、储气瓶组和回收罐等都属于压力容器。为了保证加气站的运行和安全,对于进口设备,不但要求制造商具有相应的资格,设计制造符合ASME标准要求,还必须取得中国进口许可证;国产设备必须选用有压力容器制造许可证的国家定点厂商所生产的合格产品。其他厂家生产的设备哪怕价格低也决不选用。这一原则决不能放松。
3.4 燃气和高压管道及设备的安装施工
燃气和高压管道及设备的安装施工质量,直接影响加气站的运行安全。所以必须具有相应资质的施工队伍才能承建。我们一般都选用有三类压力容器制造和安装资格的单位进行施工,通常委托具有资质,也有经验当地天然气公司的工程施工队伍进行,确保了加气站的施工质量和安全生产。
4 加气站的建站标准
加气站的相关标准,是各个国家多年来在加气站设备制造和建站方面的经验总结,是我们从事CNG加气站这个行业所应遵循的法律依据,也是加气站安全的基本保证,必须不打折扣的严格执行。
4.1 国际标准和国外先进标准
有关压缩天然气汽车加气站的ISO国际标准正在制定,估计年内可能发布。以美国相关标准为代表的国外先进标准,已被许多国家所接受并被参照执行。主要有:
(1) NFPA52---美国压缩天然气汽车燃料系统
(2) NFPA70---美国国家电子标准
这两个标准为美国国家消防协会(NFPA)所制定。
(3) ASME/ANS/B31。3---美国化工和炼油厂管道标准
(4) ASME8---美国锅炉和压力容器标准
这两个标准为美国机械工程师学会所制定。
4.2 国内实施的行业标准
(1)SY/T7546--1996 汽车用压缩天然气
(2)SY0092--1998 汽车用压缩天然气加气站设计规范(石油天然气行业标准)
(3)SY4060--1993 天然气净化装置设备与管道安装工程施工及验收规范
(4)CJJ84--2000 汽车用燃气加气站技术规范(建设部行业标准)
4.3 部分地区使用的地方标准
(1) 四川地方标准
DB51/5031--1996 车用压缩天然气充装站建设技术规范
(2) 西安地方标准
市城规字[1999]第089号 西安市天然气汽车加气站建设暂行规定
4.4 编制企业标准
由于已经颁布执行的行业标准和地方标准中,都没有涉及进口橇装站的内容,为了规范建站施工,提高工作质量,我们依据多年的实践经验,在参考了许多相关行业的标准后,制定了自己的企业标准,作为施工和设备安装的依据。
橇装式CNG加气站施工工艺规范(试用)
橇装式CNG加气站设备安装规范(试用)
4.5 西安临时性地方标准的编制
现行的石油天然气行业标准和四川省标准都有一定的局限性,难于解决西安建站中出现的一些问题。为了加快建站速度,1999年西安市决定在国家标准出台前,先编制西安临时地方标准。
4.5.1 西安地方标准需要解决的问题
(1) 如何减少土地使用面积,节约城市宝贵的土地资源,同时解决征地难和投资大的问题。
(2) 为解决油气混合站的建站问题。在有条件的原加油站的基础上扩建,可能是今后大量加气站建设的必然趋势。
(3) 如何满足和解决国外先进的橇装式加气站的建设标准问题。
(4) 解决子母站和移动加气站问题。
4.5.2 标准的技术调研
为了获取第一手资料,由西安市天然气汽车产业领导小组办公室牵头,主管副市长带队,有市建委、市规划局、市公用事业局、市消防队等地的加气和生产加气设备的厂家,全面掌握了国内CNG汽车技术的发展状况。在此基础上,又出国考察了美国、加拿大、意大利、澳大利亚、新西兰、马来西亚等国,对国际CNG汽车技术的发展方向有了全面的了解。为西安标准的编制奠定了良好的基础。
4.5.3 标准的制定原则
(1) 以建设部标准报批稿为蓝本,因为它有油气混合的内容,且安全距离比四川标准大大缩短,可减少加气站占地面积。
(2) 在油气混合站中不要和已有的加油站标准相冲突。
(3) 参考国外先进标准,缩短部分安全间距数值。但考虑到国内的接受能力和认识过程,不能全部照搬。
(4) 既要满足国外橇装式加气站,也要适用国产开放式加气站。
(5) 不主张采用气井和地下储气瓶储气方式。
(6) 原标准中对目前建站中难以涉及的一些距离指标予以保留,以便容易评审通过。
(7) 按照"标准、简要、适用、可操作性强的原则"进行编制。
由西安市城市规划管理局、西安市公安局、西安市科学技术委员会和西安市公用事业局联合颁布的西安临时地方标准,即《西安市天然气汽车加气站建设暂行规定》,使消防等政府部门的审批,建设单位的施工,都有了法律依据,无疑将促进西安的天然气汽车产业的顺利发展。
5 强化售后服务工作
完善售后服务体系,强化售后服务工作,提高售后服务质量,是保证CNG加气站安全高效运行的重要环节,必须引起高度重视。在国外考察中我们注意到,国外的CNG加气站通常都是单机组运行,几乎不到象国内那样"开一备一"的情况。为什么呢?我们分析,降低加气站的投资费用是其一,设备技术先进、安全可靠是其二,但更重要的是他们的售后服务体系完善,可使出现故障的设备在很短的时间内恢复生产,为此我们应从以下几方面进行加强。
5.1 建立快速反应机构和维修中心
作为加气站设备集成商,尤其是进口设备的独家代理商,公司要组建售后服务的快速反应机构和维修中心。从技术力量、人员结构、设备配置、维修工具和车辆配备等方面,都要适应快速反应的需要。对用户的售后服务和设备维修请求,要在最短的时间内做出响应,并到达现场进行抢修。对于出现故障的部件,应先更换保证生产,坏件回公司后再作修理。随着业务的扩大,可在各地建立一些售后服务的分支机构,逐步形成覆盖全国的售后服务网,快速反应的能力必将进一步提高。
5.2 准备充足的维修备件供应
为了保证售后服务的快速反应,充足的维修备件储备和供应是关键。我们结合加气站设备集成生产线的建立,准备充足的备件是不成问题的。另外,对于进口件,一方面可选用多家厂商的同类产品,另一方面通过国产化的途径,逐步用质量可靠的国产件替代,可较好的解决维修备件的长期供应问题。
5.3 加强对用户技术人员和操作人员的技术培训
应采取多种途径和方式方法,加强对用户的技术人员和操作人员的技术培训,比如,在建站施工前在公司内组织专门的技术培训班,对他们进行基础理论和工作原理的培训 ;在施工过程中,结合设备安装和调试对他们进行现场教学,使他们能够掌握设备的操作技能和基本的维护保养技术;在以后的售后服务中,再进一步提高他们的故障诊断和维修技术。现场人员技术水平的提高,既可保证设备的正常运行,也可减小售后服务的压力和工作量。
5.4 不断提高售后服务人员的技术水平和敬业精神
售后服务尤其是现场维修,多数是一个人单枪匹马去进行。这就要求维修人员技术娴熟、一专多能,不仅能够处理机械故障、电器故障、气路故障,还应具有能够通过系统分析判断解决问题的能力。因此不断提高售后服务人员的技术水平是保证售后服务质量的关键所在。同时售后服务又是非常辛苦的工作,常年在外奔波,需要有敬业精神和吃苦耐劳的毅力,这也是做好售后服务工作的有力保证。
5.5 进一步提高设备的标准化程度
进一步提高设备的标准化程度,确保绝大部分规格型号设备的主要部件可以通用,这是大多数压缩机生产商和加气站设备集成商,正在努力进行的一项重要工作。这个工作做好了,可以大大减少维修机构和用户的备件储备种类和数量,并使维修工作变得更加方便易行。我们引进国外先进技术,进行加气站设备的集成,更要在提高标准化程度上下功夫,为将售后服务工作做得更好而创造有利条件。
通过技术引进、中外结合、高起点、高标准建设CNG汽车加气站的实践,必将使我们的技术队伍得到进一步的锻炼,技术水平得到进一步提高。在密切注意国际先进技术发展方向的基础上,努力实现国产加气站设备和技术与国际接轨,为我国CNG汽车产业化发展再做新贡献。(国家燃气汽车工程技术研究中心)

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作者:0car0.com 来源:chinaev

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