Uvod
Ključne tehnologije uključene u stanicu za punjenje CNG-om mogu se kategorizirati u nekoliko različitih sustava: sustav kompresije, sustav prethodne obrade prirodnog plina, sustav skladištenja i točenja te sustav upravljanja.
Sustav kompresije prirodnog plina
Sustav kompresije prirodnog plina prvenstveno se sastoji od glavne kompresorske jedinice, usisnog međuspremnika, sustava za hlađenje i sustava za podmazivanje. Glavna kompresorska jedinica najkritičnija je komponenta-koja služi kao "srce" stanice za gorivo-i njezina izvedba izravno određuje radnu pouzdanost i ekonomsku učinkovitost cijelog objekta. CNG stanice za opskrbu gorivom obično koriste klipne kompresore, koje karakteriziraju visoki tlakovi pražnjenja i relativno mali obujmi. Na temelju metode podmazivanja, kompresori se općenito dijele na dvije vrste: uljne-podmazane i-bez ulja. Za sustave-podmazane uljem, uređaj za uklanjanje ulja mora biti instaliran nizvodno od konačnog otvora za pražnjenje.
Ispusni tlak za kompresore koji se koriste na benzinskim postajama obično je 25 MPa. Dok neke jedinice mogu doseći nešto više tlakove-do 28 MPa-a nekoliko proizvođača nudi kompresore koji mogu doseći 32 MPa, tehnička analiza pokazuje da tlak pražnjenja od 25 MPa nudi najoptimalniji omjer ekonomske učinkovitosti, pouzdanosti i sigurnosti. Ulazni tlak obično se kreće od 0,035 do 9 MPa. Kapacitet istiskivanja kompresora može se odabrati tako da odgovara specifičnoj skali stanice, u rasponu od 16 do 2000 m³/h, s uobičajenim rasponom kapaciteta od 200 do 300 m³/h.
Sustav prethodne obrade prirodnog plina (uključujući pročišćavanje i regulaciju tlaka)
Prije ili nakon kompresije, prirodni plin koji ulazi u stanicu za gorivo mora proći procese pročišćavanja i sušenja-točnije desulfurizacije, uklanjanja ugljikovodika i dehidracije. Odsumporavanje uključuje uklanjanje kiselih plinova-kao što je sumporovodik-iz prirodnog plina kako bi se spriječila korozija opreme i cjevovoda, kao i kako bi se spriječilo "vodikovo krhkost" u čeličnim plinskim bocama. Uklanjanje ugljikovodika uključuje ekstrakciju lakih ugljikovodika iz prirodnog plina kako bi se osiguralo da kombinirani sadržaj etana i težih alkana ostane ispod 3%; ovo sprječava nenormalno paljenje i izgaranje unutar motora vozila. Dehidracija uključuje uklanjanje vlage iz prirodnog plina kako bi se spriječilo začepljenje ledom unutar sustava opskrbe plinom tijekom procesa smanjenja tlaka i hlađenja.
Dehidracija prirodnog plina najkritičnija je faza procesa predobrade. CNG stanice za punjenje obično koriste dvostruke-toranjske sušare za tu svrhu. Ovisno o specifičnoj lokaciji jedinice za dehidraciju unutar rasporeda stanice, ovi sustavi mogu se kategorizirati u tri vrste: nisko-tlačna, srednje-tlačna i visoko-tlačna dehidracija. Ako se tehnička i proizvodna pitanja u vezi s kvalitetom armatura i ventila mogu uspješno riješiti,-metoda dehidracije pod visokim tlakom-s obzirom na svoju kompaktnu strukturu i učinkovite performanse dehidracije-predstavlja vrlo održivo rješenje za dehidraciju plina.
Nakon pročišćavanja i sušenja, prirodni plin mora zadovoljiti posebne standarde za upotrebu u vozilima prije nego što se može puniti u cilindre za pohranu na benzinskoj postaji, izravno prodavati ili točiti u spremnike goriva vozila s CNG-pogonom. moja je zemlja uspostavila nacionalni standard za "komprimirani prirodni plin za vozila" (GB 18047-2000). Ovaj standard nameće stroga ograničenja za sadržaj sumpora i vode u CNG-u za vozila, propisujući da sadržaj sumporovodika mora biti manji od 15 mg/m³, a točka rosišta vode mora biti najmanje 5 stupnjeva ispod najniže temperature okoline koja se susreće pri maksimalnom radnom tlaku.
Kontrolni sustav
Primarna funkcija upravljačkog sustava je reguliranje normalnog rada opreme benzinske postaje, praćenje ključnih radnih parametara i automatsko pokretanje alarma ili pokretanje hitnih isključenja u slučaju kvara opreme. Upravljački sustavi u inozemnoj{1}}opremi za punjenje gorivom obično koriste programabilne logičke kontrolere (PLC). Ovaj pristup nudi visoku pouzdanost, omogućuje potpuno automatizirani rad opreme i olakšava daljinski prijenos podataka u središnju kontrolnu sobu-čime se omogućuje rad stanice bez posade i značajno smanjuje fizičko opterećenje operatera stanice.
Sustav za skladištenje i doziranje
Kako bi se spriječilo često mijenjanje kompresora i kako bi se osigurala kontinuirana opskrba plinom čak i kada kompresor ne radi, CNG stanice za gorivo moraju biti opremljene objektima za skladištenje plina. Tipičan dizajn integrira sustave za skladištenje i doziranje preko prioritetne upravljačke ploče; ova konfiguracija upravlja slijedom protoka plina kako bi se osiguralo učinkovito korištenje skladišta i brzo punjenje vozila gorivom. Općenito, crpke za dolijevanje goriva koriste višeslojnu strategiju skladištenja, kategorizirajući spremnike plina u skupine cilindara visokog-tlaka, Srednje{3}}tlačne i nisko{4}}tlačne skupine cilindara automatski se kontroliraju tijekom procesa punjenja i točenja putem prioritetne upravljačke ploče. Tijekom postupka punjenja prvo se puni-visokotlačna banka; kada tlak u visoko-tlačnoj banci dosegne određeni prag, srednje-tlačna banka počinje se puniti. Naknadno, kada tlak u srednje{10}}tlačnoj banci dosegne svoj određeni prag, nisko{11}}tlačna banka počinje se puniti. Nakon toga, sve tri grupe cilindara pune se istovremeno dok se ne postigne maksimalni tlak skladištenja, nakon čega proces punjenja prestaje. Tijekom operacije točenja, plin se prvo izvlači iz niz-banke tlaka; jednom kada tlak u niskom-tlaku padne na određeni prag, plin se počinje izvlačiti iz srednjeg{16}}tlaka. Naknadno, kada tlak u srednjem-tlaku padne na svoj specifični prag, plin se počinje izvlačiti iz visokog-tlaka. Nakon toga, plin se istovremeno izvlači iz sve tri skupine cilindara dok se tlak unutar spremnika ne izjednači s maksimalnim tlakom pohrane u cilindarima u vozilu, u kojoj točki ispuštanje prestaje. Ako dodatna vozila i dalje zahtijevaju punjenje gorivom, plin se izvlači izravno iz ispusnog voda kompresora; nakon što je punjenje vozila gorivom završeno, kompresor nastavlja puniti tri spremnika prema utvrđenom redoslijedu punjenja prije isključivanja. Prednost ovog načina rada je u tome što osigurava da su spremnici za pohranu napunjeni do svog maksimalnog kapaciteta-čime se povećava njihova učinkovitost korištenja-dok se istovremeno omogućavaju najveće moguće brzine punjenja goriva za vozila.
