CNG加气站产气量及压缩机供气量不足
原因分析
重庆气体压缩机厂有限责任公司 王军可
2007年12月9日
1 CNG加气站产气量及压缩机供气量不足
原因分析
一、前言
CNG加气站承担着为各地区CNG车辆连续不断供气的任务，CNG加气站能否保质保量的供气不仅关系到站主的经济效益，而且还关系到交通秩序的稳定和有序。
在很多加气站的日常运行中，经常会遇到这样那样的问题，加气站产气量不足的问题也是比较容易遇到的问题之一，本文对该问题产生的原因和解决的办法一些分析和探讨。
二、术语和概念
供气量QN：单位时间内,压缩机排出气体的容积值折算到标准状态下的值 (NM3/h)；
排气量Q：单位时间内,压缩机排出气体的容积值折算到进气状态下的值(m3/min)；
加气站产气量：加气站在单位时间内，通过计量、过滤、压缩、干燥等工艺过程后能够提供的成品气容积值换算到标准状态的数值(NM3/h)。
供气量与排气量可以通过式1换算
Qn=QPTPTxinxin---------(1)
PTPTxi ——吸气压力，绝压； ——吸气温度，绝对温度； ——标准质量压力，0.1Mpa； xin
n
——标准状态下进气温度。
三、影响压缩机排气量、供气量的因素
1、与排气量相关的设计因素的影响： 排气量Qm=Vtλvλpλtλg-----------（2） Vt——气缸行程容积 λv——容积系数 λp——压力系统 λt——温度系数 λg——气密系数
各种因素对排气量的影响： a、结构参数的影响：
缸径D、转速n设计过小、活塞杆直径过大，将使排气量Qm不足，即：
2 D、n、dQm
b、容积系数λv的影响： 缸积系数1(sm1m1)------------（3）
相对余隙容积Vc------------------------（4）- VpVc=气缸余隙容积 Vp=气缸工作容积
VcvQm；
vQm.c、压力系数λp的影响：
吸气结束时，气缸内压力低于吸气管的压力，使活塞要经过一段预压缩才能达到额定吸气压力，使吸气能力下降，从而或多或少要影响排气量。
吸气阀弹簧弹力过大将使吸气阀提前关闭，造成吸气终点缸内压力降低，增加了缸内压力与管道压力差，使pQm；吸气管路过小也将使pQm。
d、温度系数λT 的影响：
吸气管中气体在进入气缸时将被气缸集中加热，从面使气缸吸气能力下降，即λT将受影响：TQm。
风冷机或活塞环泄漏气体过大回收到压缩机吸气口的机器影响尤甚。
e、气密系数g的影响：
气密系数即泄露系数，泄露系数降低将影响压缩机排气量、供气量，如气阀故障、活塞环磨损、填料磨损、气缸磨损等都将引起p。
四、影响加气站产气量的因素：
典型的加气站工艺流程简图见如图1： 加气站产气量不足有以下两种情况：
（一）、输差大（即M1> M2）
输差即单位时间内进站天然气累计值与售出天然气累计值之差，即：
△M=M1-M2。产生输差差的主要原因如下：
1、外泄露
M
1、M2 之间有压缩、干燥、净化、分解等多个环节，任何环节中任何设备
3 发生外泄漏或系统管路、接头、阀门（特别是安全阀）发生外泄漏都将直接造成M1〈 M2，其中运动机械密封部分（即压缩机填料、活塞环等）发生泄漏的可能性和处理难度最大。
2、气体含湿量大或含C
2、C
3、C4。
含水分或含C
3、C4的气体通过M1进行计量，在压缩和干燥过程中，气体中的大部分水分会凝结出来，C
2、C
3、C4在特定的条件下会发生相变，排污时进入废气回收系统，不再进入M2。 使M1〈M2。
3、标准状态不一致
进站流量计M1标准状态与售气机流量计M2标定的标准状态不一致将造成输差大。按GB17820 规定，管道天然气检测分析的标准状态为：0.1MPa，293K；而物理标准状态为：1atm （标准大气压），273K，两者之差有7%左右。
4、排污、放散
压缩机、干燥器排污气体一般均回至废气回收罐，不会造成外泄，但废气回收罐需定期排污水，排放时或多或少将排掉一部分气体，也可造成M1〈M2。
5、分子筛的吸附
为达到气体露点要求，经过M1 的湿天然气在压缩机前或后需要进行吸附脱水，气体中的水分被吸附在分子筛中，干气排至后端，脱水前后的气体流量有少量差别的，具体差额由气体含湿量决定。
6、测量误差
M
1、M2 均有一定的允许误差，误差值的大小及程度，直接造成加气站的？差。
7、计算误差
计算一定时间段的进气总量和售气总量时，一定要注意尽量使计算起点和终点加气站各设备工作状态保持一致，如环境温度、干燥的再生与否、气井压力、
4 排污罐压力、排污情况等。
每个加气站输差必然存在的，零输差和正输差一定是不正常的，负输差太大也是不正常的，只要管理得当，设备使用得较好，负输差也是较小的。
（二）、产气量不足
加气站产气量不足，将影响加气进度，严重的会不能满足众多加气汽车的需求。引起产气量不足的原因很多，主要原因如下：
1、进站气压力不足
压缩机正常工作时，进入气缸的压力如能达到额定值，压缩机产生的气体也能达到额定值。如果进气缸处压力不足，将直接引起压缩机供气量不足，供气量下降率将大于一级压力下降率，因进气压力偏低将使进气阀开启不足，难以吸入足够的气体。即：Q
2、进气温度的影响
进气温度上升，气体密度将下降，吸入气体的质量流量也将随之下降，引起压缩机供气量下降。即：Q=Q2nT[Tx]x
所以，同样工作状态的机器，冬季、夏季供气量也是不一样的。平衡气体冷却不好也将使供气量下降。
（同前）。
3、含湿量大或含C
3、C4：
4、后处理脱水装置在进行再生。
后处理脱水装置每天需再生2—6h，再生时，再生气要取自成品气，经减压后回到压缩机前端，占用气缸容积。使得经过进站流量计的天然气量相应减少，所以测量压缩机供气量时应关闭再生气源进行测量，才能反映压缩机的真实供气量。
5、外泄漏（同前）。
6、内泄漏
压缩机，脱水装置、系统阀门内泄漏将直接占用气道的内容积，使加气站供气量不足。
7、标准状态不一致
测量压缩机供气量所采用的标态与进站流量计标志选用不一，将直接引起供气量不一致，如压缩机设计采用工业标志，而流量计选用物流标志，供气量数值将差7%左右。
8、流量计误差：
如流量计误差值较大，也将测不准真实供气量，流量计带来的误差有正有负。
9、其它因素。
如设计因素（如前述）、制造不良、使用维护不当、管理不善等，也可能使加气站产气量下降。
