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摘要: 5 IMW新型子站的系统设计及运行原理 CNG加气站储气和售气系统的气体压力较高，高达25MPa(在美国更高达31MPa)，这就要求采用活塞式压缩机来实现气体加压。而活塞式压缩机的进、排气阀均为自动阀，在运行时有两个独特的特点：第一气阀的开启和关闭完全取决于气缸..
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5 IMW新型子站的系统设计及运行原理  图6所示的IMW两级压缩全自适应加气子站系统，充分利用了活塞压缩机的这一特征。在两级压缩气缸配置及气缸直径的选择时，又充分利用了IMW三列W形活塞压缩机的结构特点，选用三个完全相同的气缸，其中两列作为第一级气缸，另一列作为第二级气缸，如图8所示。  这样的压缩系统设计，首先巧妙地克服了活塞杆受力问题，使得拖车内的气体能以其当前的压力直接进入子站压缩系统。而且可运行于拖车压力更高的工况，如在马来西亚及一些南美的国家，拖车气瓶的充装压力为25MPa，该系统也可适应。另外两级压力比的分配在整个运行过程中处于合理。该系统无需任何节流调压装置，压缩机本身能完全自然平稳地适应子站运行时入口压力不断下降的变工况特征。当拖车气瓶压力高时，即压缩机进气压力高时，系统的总压力比很小，只需一级稍微压缩即可。随着入口压力的逐步下降，第一级压力比逐步建立起后，第二级将自动地加入进行压缩气体，无需进行气动控制阀的开与关等动作来切换系统，因此其操作运行十分简单，而且适应工况的变化也十分平缓。 IMW新型子站的性能及其特点 图9所示为标准的IMW两级压缩全自适应加气子站压缩机的性能曲线。从图示，我们可以清楚地看出，当入口压力较高时，只需消耗很小的功率(见图9(a))，即可获得较大的输气量(见图9(b))。  由此可见，该系统不仅操作运行、系统控制简单，能自适应其工况的变化，而且平均输气量较高，效率高，可选用较低功率的驱动机，对一个典型的平均输气量为2000m3／h的子站压缩系统，只需选用75 kW的电机即可。如采用变速驱动机(如变频电机)，则该系统的性能会更加完善，图10所示为IMW变速两级压缩全自适应加气子站压缩机的性能曲线。改变电机的转速，使压缩机在入口压力较高时，在较低的转速下运行。而在入口压力较低时，使其转速加快。这样即均衡了压缩机的流量，又使得压缩机可在较长时间内低转速运行，这样有利于提高气阀、活塞环等易损件的寿命，同时也使系统可选用更低功率的驱动机。   综上分析，我们可以归纳1MW两级压缩全自适应加气子站系统有如下优点： ●入口压力适应范围很宽，可用于25～2MPa的范围； ●采用自适应方式，压缩机平缓而自然地适应其变化的运行工况。输气量及功率消耗的变化平缓； ●系统流程设计大为简化，操作控制简单，没有旁通和单级、两级切换等装置； ●无需任何节流装置，与带节流调压系统的子站(4．2节所讲的系统)，能节约65％的能源，所以系统的运行费用较低； ●平均输气量大，卸载相同的拖车，用相同功率的驱动机，该系统所需时间是本文所述几种子站种最少的。大约只需4．3节所述子站的1／2时间，或4．2节所述子站的1／4时间； ●系统的效率高，可采用较低功率的驱动机； ●当抽气至3MPa时，系统的取气率可高达88％，当抽气至2MPa时，系统的取气率可高达92％； ●采用三个相同的气缸，降低了加工及材料成本，而且气阀、活塞环等易损件的备件完全相同，减少了备件种类及个数； ●气缸的利用率明显提高，使压缩机可在较低转速下运行，将使气阀、活塞环等的寿命大为提高； ●气缸的利用率提高，也使得可采用较小的活塞，而较低的活塞力，也有利于提高活塞环等的寿命； ●压力比的合理分配，使得各级的压力差及排气温度分布合理，也有利于提高活塞环等的寿命。 7 结束语 综上所述，有别于母站和标准站，CNG加气子站系统的设计变化比较多，各个供应厂家的系统设计各不相同。子站系统的运行可靠性和经济性也是相差很大。作者相信IMW的两级全自适应变工况子站在系统设计的合理性、系统的可靠性以及运行的经济性等多个方面考核，都应该是目前市场上已有加气子站中最佳的。 |
