Avsnitt 1: Klassificering av CNG-tankstationer-
CNG-tankstationer kategoriseras primärt i tre typer: moderstationer, standardstationer och-understationer. Moderstationer drar vanligtvis gas från-högtrycksrörledningar; de tankar CNG-rörsläp (gasflasklastbilar), ansvarar för transport av gas till-understationer och tankar även individuella CNG-fordon direkt. Standardstationer hämtar i första hand gas från stadsnät med medium-rörledningar för att direkt tanka CNG-fordon. Under-stationer, å andra sidan, använder CNG-rörsläpvagnar som sin gaskälla och är uteslutande dedikerade till att tanka CNG-fordon. Det är värt att notera att eftersom standardstationer drar gas direkt från naturgasledningsnätet-ofta med hög flödeshastighet-kan de utöva en betydande belastning på stadsgasnätet. Detta skulle potentiellt kunna störa gastillförseln till bostads- och industrianvändare; därför kräver valet av en plats för en standardstation omfattande och noggrann övervägande. För närvarande är "moder-understationsmodellen den vanligaste konfigurationen, inom vilken understationer-indelas ytterligare i två typer: konventionella-understationer och hydrauliska-understationer. I de följande avsnitten kommer vi att fördjupa oss i de tekniska detaljerna och egenskaperna hos konventionella understationer{18}}.
Detaljerad analys av konventionella CNG-tankstationer-
Vi kommer nu att fokusera specifikt på konventionella understationer för CNG-tankning-, och utforska deras funktionsprinciper och nyckelfunktioner på djupet.
Hydrauliska CNG-tankstationer-
Tekniken bakom konventionella CNG-tankstationer-vilar främst på traditionella gaskompressor-baserade boostingsystem. Dessa typer av understationer-byggs vanligtvis på platser där det inte finns några befintliga naturgasledningar i omedelbar närhet. De är ofta placerade i stadsområden för att tillhandahålla bekväma tankningstjänster för fordon, eller i industriområden på landsbygden och andra regioner som saknar utlagda gasledningar, där de fungerar som en källa för naturgasenergi. Vid moderstationen komprimeras och lagras naturgas; därefter transporteras komprimerad naturgas-trycksatt till 25 MPa- till understationen via specialiserade transportfordon (rörsläp). Understationen fortsätter sedan med att tanka enskilda CNG-fordon. För sub-stationer som är belägna i industrizoner är driftprocessen följande: Naturgas med lågt-- eller medeltryck-förstärks av kompressorer till ett tryckintervall på 20–25 MPa. Den komprimeras sedan till specialiserade stålcylindrar eller rörbuntar, som monteras på glid-baserade släpvagnsenheter utrustade med dragmekanismer. Dessa fordon transporterar naturgasen till-understationen, där de ansluts till ett gas-avlastningssystem och CNG-tryck-reglerande utrustning för att underlätta överföringen av gas. Efter att ha passerat ett tryck-minskande sladd för att sänka naturgasen med högt-tryck till det användarspecificerade-intervallet på 0,2–0,4 MPa, går gasen in i distributionsledningsnätet och blir tillgänglig för användarkonsumtion.
Det arkitektoniska diagrammet för en konventionell CNG-dotterstation visas nedan:
Arkitektur och process för en konventionell CNG-dotterstation
Processflödet för en konventionell CNG-dotterstation fungerar enligt följande: När en CNG-trailer anländer till stationen ansluts den till en gasavlastningskolonn via en högtrycksavlastningsslang. Två distinkta linjer används här: den första är en "direkt tillförsel"-ledning, som utnyttjar det inneboende trycket i släpvagnens cylindrar för att direkt tanka fordon. Den här linjen använder stationens-på plats gaslagringscylinderbankar-som består av låg-, medium- och hög-banker-för att fylla på ett fordons bränsletank upp till ett tryck på 20 MPa. När trycket i lagringscylindrarna sjunker under 20 MPa aktiveras den andra-eller "trycksättnings"-linjen; kompressorn börjar arbeta och drar naturgas från trailerns cylindrar för att återställa trycket i lagringsbankerna till 20 MPa.
Nyckelutrustning på en konventionell CNG-dotterstation inkluderar den sla-monterade gaskompressorenheten och dess förstärkningssystem, gaslagringscylindrarna (med en total kapacitet på 8 m³), gasdispensrarna (som använder "tre-linjers" tankningsteknik), gasavlastningskolonnen, såväl som säkerhets- och säkerhetssystem som kompakta transformatorer och kraftdistributionsutrustning.
Därefter kommer vi att undersöka de tekniska egenskaperna och arkitekturen för en hydraulisk CNG-dotterstation. Hydrauliska dotterstationer byggs vanligtvis på platser-ofta i stadsområden-där ingen befintlig naturgasledningsinfrastruktur är tillgänglig i närheten av tankstationen, vilket gör det möjligt för dem att tillhandahålla tankningstjänster till fordon. Denna typ av station använder ett hydrauliskt förstärkningssystem för att ersätta det traditionella gaskompressorns-baserade förstärkningssystemet. Den har en hög grad av systemintegration, robust tankningskapacitet, enkel installation och låga driftskostnader. Dess arkitektoniska diagram visas nedan:
Arkitektur och process för en hydraulisk CNG-dotterstation
Processflödet för en hydraulisk CNG-dotterstation är som följer: Vid ankomsten av CNG-släpvagnen till stationen används snabbkopplingar- för att länka hög-vätsketillförselslangen, hög-vätskereturslangen, styrgaspaketet och högtrycks-CNG-utloppsslangen till den hydrauliska enhetens dotterstation. När systemet är klart börjar högtryckshydraulpumpen att arbeta. PLC:s automatiska styrsystem öppnar vätskeinloppsventilen och gasutloppsventilen på den första lagringscylindern samtidigt som den stänger dess vätskereturventil. Detta sprutar in ett vätskemedium med högt-tryck-specifikt, en hydraulolja med låg-flyktighet-i lagringscylindern för att hålla gastrycket i cylinderbilens lagringskärl mellan 20 och 22 MPa. CNG:n strömmar från lagringscylinderns gasutlopp, genom en- högtrycks-CNG-slang och in i bufferttanken som är placerad på den hydrauliska under{16}}stationens glidare. Den transporteras sedan via-högtrycksrör till CNG-automaten för att tanka CNG-drivna fordon. När ungefär 95 % av naturgasen har tömts ut, utfärdar det automatiska styrsystemet ett kommando att stänga vätskeinlopps- och gasutloppsventilerna för den specifika lagringscylindern, samtidigt som dess vätskereturventil öppnas. Detta gör det möjligt för högtrycksvätskemediet i cylindern att strömma tillbaka in i lagringstanken som är placerad på släden, driven av de kombinerade krafterna av kvarvarande gastryck och gravitation. Därefter öppnas vätskeinlopps- och gasutloppsventilerna på den andra lagringscylindern och högtrycksvätskan börjar fylla den. Denna process fortsätter tills huvuddelen av det flytande mediet från den första lagringscylindern har återvänt till lagringstanken. Under hela denna operation säkerställer PLC-programstyrsystemet att de åtta lagringscylindrarna arbetar i en sekventiell rotation, medan pneumatiska ställdon öppnar och stänger inlopps- och utloppsventilerna på varje cylinder precis som dikteras av PLC-styrprogrammet. När en cylinderbil har slutat tömma sin gas behöver personalen bara byta snabbkopplingen-till nästa cylinderlastbil-en överföringsprocess som tar cirka 3 till 5 minuter-för att säkerställa en oavbruten drift av tankstationen.
Viktiga utrustningskomponenter i den hydrauliska bränslepåfyllningsstationen- inkluderar den hydrauliska understationens-släpenhet (som omfattar glidkonstruktionen, boostersystem, etc.), kontrollskåpet, instrumentlufttillförselutrustningen, CNG-dispensern (som använder en-ledningsteknik för tankning), säkerhets- och säkerhetssystemet och krafttransformerings- och distributionsboxutrustning{{4}). I följande avsnitt kommer vi att fördjupa oss i metodiken för att välja utrustning för CNG-tankstationer-.
För närvarande betjänar tankstationer för CNG-fordon främst kommunala bussar och taxibilar. Följaktligen är både deras marknadsutsikter och gasförsörjningskapacitet begränsade av stadsplaneringsregler, vilket resulterar i vissa inneboende begränsningar. Även om konventionella dotterstationer och hydrauliska dotterstationer i slutändan levererar samma produkt-som ger identiska intäkter- resulterar skillnader i deras processutrustning i variationer i initiala konstruktionskostnader och driftskostnader.
Utrustningsval för CNG-dotterstationer
Detta utgör en kritisk fas för att identifiera en tekniskt sund och ekonomiskt hållbar lösning. Det påverkar inte bara projektkostnadskontrollen utan är också avgörande för att minimera driftskostnaderna. Under hela livscykeln för ett projekt är de totala kostnaderna en sammansättning av den initiala ingenjörskostnaden och de driftskostnader som uppstår under tjänsteperioden. När man utvärderar och jämför alternativa tekniska konstruktioner får man därför inte fokusera enbart på de tekniska kostnaderna som uppstår under byggfasen, utan också ta full hänsyn till de långsiktiga driftskostnaderna under servicefasen.
En omfattande analys fungerar som grunden för val av utrustning; dess mål är att effektivt allokera och använda resurser och kapital för att maximera avkastningen på investeringar. Under urvalsprocessen kan olika metoder användas för att jämföra fördelar mot kostnader, allt från omfattande jämförelser till partiella jämförelser. Oavsett vilken specifika metod som används är det absolut nödvändigt att följa principen om enhetlighet i beräkningsparametrarna för både fördelar och kostnader, för att därigenom säkerställa jämförbarheten mellan de olika föreslagna lösningarna.
Vanligt använda metoder för jämförande urval inkluderar Benefit Comparison Method, Kostnadsjämförelsemetoden och Minimiprismetoden. Bland dessa är *Intern avkastning på inkrementell investering*-en specifik teknik inom Benefit Comparison Method-särskilt insiktsfull. Genom att beräkna den finansiella internräntan (IRR) på den inkrementella investeringen mellan alternativa lösningar och jämföra den med en förutbestämd referensränta, ger denna metod en tydlig och intuitiv återspegling av de ekonomiska prestandaskillnaderna mellan de olika alternativen. I en marknadsekonomi, där vinstmaximering är kapitalets inneboende natur, visar sig denna metod vara av största vikt under den jämförande utvärderingen av projektförslag.
Översikt över kärnutrustning för konventionella dotterstationer
Vid konstruktionen av CNG-dotterstationer spelar konventionella dotterstationer en oumbärlig roll, till stor del definierad av deras specifika uppsättning nyckelutrustning. Dessa kärnkomponenter är inte bara kritiska för att kontrollera projektkostnader utan påverkar också direkt optimeringen av driftskostnaderna. Följaktligen, när man utvärderar och jämför alternativa designförslag, blir en omfattande bedömning av denna utrustning ett avgörande steg för att identifiera en tekniskt sund och ekonomiskt rationell lösning.
Översikt över kärnutrustning för hydrauliska dotterstationer
Vid konstruktionen av CNG-dotterstationer spelar hydrauliska dotterstationer en central roll, utmärkande av sin unika uppsättning specialiserad utrustning. Dessa kärnkomponenter är inte bara viktiga för att kontrollera projektinvesteringskostnader utan har också en direkt inverkan på att förbättra den operativa effektiviteten. Under processen att utvärdera och jämföra alternativa förslag utgör en-djupgående analys av denna utrustning ett kritiskt steg för att identifiera den optimala tekniska och ekonomiska lösningen.
