CNG加气站培训教材.docx
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CNG加气站培训教材
第1章CNG加气站成套设备的安全标准及规范简介2
1.1主要制造技术、安全标准及规范2
1.2安全保障要求2
第2章CNG加气站成套设备介绍5
2.1工艺要求5
2.2加气站流程简介5
第3章主要设备原理、操作、维护及故障处理6
3.1脱硫设备6
3.2脱水装置、一步法脱硫脱水装置6
3.3压缩机9
3.4储气装置及加气设备13
第4章加气站规章制度举例15
4.2岗位责任制15
4.3班长岗位责任制15
4.4安全操作规程16
4.5机房巡查制度16
第1章CNG加气站成套设备的安全标准及规范简介
1.1主要制造技术、安全标准及规范
1.JB/T10298-2001汽车加气站用天然年压缩机；
2.GB50156-2002汽车加油加气站设计及施工规范；
3.GB150钢制压力容器；
4.GB151-1999管壳式换热器；
5.压力容器安全技术监察规程；
6.API618-1995（石油、化工和气体工业用往复压缩机）
7.GB18047-2000车用压缩天然气；
8.GB/T15487-1995容积式压缩机流量测量方法；
9.JB/T6431-1992容积式压缩机用灰铸铁技术条件；
10.JB/T6441-1992压缩机用安全阀；
11.JB/T6908-1993容积式压缩机用锻件技术条件；
12.JB/7663.1-1995容积式压缩机包装技术条件；
13.JB/8935-1999工艺流程用压缩机安装要求；
14.GB/T2100-1980不锈耐酸钢铸件技术条件；
15.GB3836.1-2000爆炸性气体环境用电气设备第1部分通用要求；
16.GB/T3853-1998容积式压缩机验收试验；
17.GB/T4980-1985容积式压缩机噪声声功率级的测定工程法；
18.GB/10892-1989固定的空气压缩机安全规划和操作规程；
19.JB/T2589-1999容积式压缩机型号编制方法；
20.JB/T7240-1994一般用往复活塞空气压缩机主要零部件技术条件；
1.2安全保障要求
1.2.1站的划分
级别
储气装置总容积M3
一级
12＜V≤16
3000＜VN≤4000
二级
6＜V≤12
1500＜VN≤3000
三级
V≤6
VN≤1500
1.2.2加气站的设计与建设应严格按GB50156-2000的规定
1.2.3对气质要求
原料气
A、不含游离水；
B、H2S＜20mg/m3；
C、低热值〉31.4MJ/m3；
D、含尘量＜5mg/m3，颗粒直径＜10m；
E、总硫（以硫计）＜200mg/m3；
F、CO2＜3%（v/v）；
G、O2＜0.5%（v/v）。
成品气
A、H2S＜0.5%（v/v）；
B、低热值〉31.4MJ/m3；
C、含尘量＜5mg/m3，颗粒直径＜10m；
D、总硫（以硫计）＜200mg/m3；
E、CO2＜3%（v/v）；
F、O2＜0.5%（v/v）；
G、压力20-25MPa；
H、常压露点≤－62℃；
原料气气质达不到要求，应进行脱硫、分离、净化处理。
1.2.4对水质要求
A、水温＜350；
B、碳酸盐硬度（以CaO计）＜200mg/l；
C、PH＜6.5—8.5；
D、浊度＜50mg/l；
E、汽油量＜50mg/l；
F、有机物＜2525mg/l。
水质达不到要求时，必须进行软化处理
1.2.5安全保障措施
1、非防爆电器必须隔离；
2、现场防爆电器的防爆等级至少为dIIBT4或本安型；
3、压缩机各级压力保护胃电器控制和机械式安全阀双重保护；
4、吸气压力设置高低限保护；
5、主要受压元件按1.5倍设计压力进行水压试验，并按压力进行气密性试验；
6、重要元件应按规范进行磁粉探伤、射线探伤、超声波探伤；
7、微漏气体进行回收或统一放散；
8、压力容器需要进行监检；
9、排污废气进行处理回收；
10、站用关键部位设置泄漏气体检测报警装置；
11、操作时应严格按设备《使用维护说明书》、《站内安全操作规程》的要求进行；
12、操作人员必须进行培训，做到持证上岗；
13、应定期清洗循环水系统及冷却器，以防过热；
14、应定期检查、清洗气道和各级排气阀，以防积碳；
15、开停压缩机时注意排污，运行中定期排污，开机前注意盘车；
16、合理用油，定期换油，注意加油；
17、严禁运行时对机器进行维护操作；
18、定时巡视定时记录；
19、循环水系统应用物理法或化学法进行软化处理；
20、设备停用时间较长时，应放尽余水，以防冻结或锈蚀。
第2章CNG加气站成套设备介绍
2.1工艺要求
1、气质处理；
2、进站气源的稳压与调节；
3、气体增压；
4、成品气的储存；
5、快充或慢充；
6、计量、计价；
7、水电系统完备；
8、无二次污染等。
2.2加气站流程简介
流程简图2-1
注：
前处理设备和后处理设备只选其一。
1.脱硫设备2.调压装置3.前处理设备4.进气缓冲过滤器5.压缩机组
6.后处理设备7.顺序控制盘8.气库9.加气设备
原料气经输气管线进入CNG加气站后，先经脱硫设备或前置脱水装置分别除去硫化氢和水，由调压器将气体压力调节至压缩机的进气压力，过滤后进入压缩机，压缩后的气体经后置脱水装置除去水（前、后置脱水装置根据情况任选其一），经充气控制盘控制分别充入储气装置低、中、高区域，最后通过售气机加入CNG汽车。
第3章主要设备原理、操作、维护及故障处理
3.1脱硫设备
3.1.1原理及分类
脱硫设备主要是脱去硫化氢，按脱硫方式分为物理脱硫和化学脱硫两种。
物理脱硫是利用特殊吸附剂对硫的吸附能力除去气体中的硫化氢，使用后可通过加热再生循环可使用。
化学脱硫利用化学反应除去气体中的硫化氢，由于干性的硫化氢不能进行化学反应，因此工艺上在脱硫塔前方加置一加热器，对天然气进行加湿。
化学反应方程式如下：
Fe2O3+3H2S=Fe2S3·H2O+2H2O
脱硫剂也可以通过开启放散口进行再生。
化学反应方程式如下：
2Fe2S3·H2O+3O2=2Fe2S3·H2O+6S
物理、化学脱硫法比较见表3-1。
脱硫效果
再生效果
使用寿命
对环境污染
加热及保温
物理脱硫
好
好
长
小
需要
化学脱硫
好
一般
较长
二次污染
无需
3.1.2操作及维护
脱硫塔在加气站成套设备中属于很少切换的设备，操作及维护比较简单。
对于单塔式脱硫装置，没有切换阀门最为简单。
对于双塔式脱硫装置，主要注意的是一定要根据所选设备的说明书的要求准确控制各阀门的启闭。
对于化学法脱硫由于流程及反应产物有水，日常操作主要是对加湿器及脱硫塔进行排污。
当脱硫剂失效后应对其进行再生或更换，保证后续设备的正常运转。
采用化学法再生脱硫剂时，一定要关闭进、出口阀门，以免空气进入加气管线，再生完毕后对其内部气体进行置换。
3.2脱水装置、一步法脱硫脱水装置
天然气中含有水、尘粒，这些物质是由原料气带入加气站工艺流程中产生的，这些物质的存在对加气站设备运行及天然气汽车使用有严重的危害。
为了提高天然气加气站和汽车的可靠性、安全性，必须采用干燥、净化手段减少或去除压缩气体中的杂质含量，使之符合要求。
3.2.1原理及分类
工业上常用的气体干燥方法有吸收法、吸附法、冷冻法及压力除湿法。
压缩气体中的干燥处理一般采用吸附法和冷冻法。
吸附作用一般分为化学吸附和物理吸附。
压缩气体吸附干燥过程属于物理吸附。
当压缩气体与多孔的固体吸附剂相接触时，吸附质（被去除的物质）碰到固体吸附剂的表面后被吸附。
气体进入吸附塔后，吸附质被吸附剂吸附。
在吸附过程中，在吸附塔中存在一个有效的西服去，通过有效吸附区的压缩气体中的吸附质基本被完全吸附，其后的吸附剂在其吸附作用（吸附状态I）。
不断地同入气体，当吸附剂的吸附容量达到饱和时，最前部的吸附剂不再具有吸附的作用，此时原有的吸附区就不能完全吸附吸附质了，在有效吸附区后部的吸附剂开始产生作用吸附吸附质。
此刻有效吸附区比原有的有效吸附区后退了一步（吸附状态II）。
这个持续吸附变化就好像是有效吸附区在向后不断的移动。
当有效吸附区移动至吸附塔的出口时，此时不再有新的吸附剂投入吸附（吸附状态III），如果继续使用就会致使出口气体吸附质含量上升（露点上升、硫化氢上升）。
因此，必须对吸附剂进行再生。
吸附剂对压缩气体中吸附质的吸附容量与吸附时的温度有极大的关系。
吸附温度升高时吸附容量降低；反之吸附容量提高。
加热再生法利用吸附剂的这一特性进行压缩气体再生。
吸附剂再生温度越高，吸附剂的再生越完全，有利于增大下次干燥吸附时吸附容量。
但温度过高会使吸附剂性能下降。
在实际操作过程中一般使用的再生温度为：
硅胶150~200℃；活性氧化铝250~300℃；分子筛300~350℃。
但对于天然气，从安全性考虑故将再生温度控制在210~230℃。
从工作压力分为低压脱水、高压脱水装置。
又分别可称为前置脱水装置、后置脱水装置。
一步法脱硫脱水装置，类似于低压脱水装置，在前期进行脱水，但它同时还进行脱硫处理。
传统的脱硫装置都采用的是加湿法脱硫，它属于化学脱硫将产生二次污染物，使用后不便处理；同时因为在CNG加气站工作流程中本来就是要脱去水分，在这个工艺流程中却加入水，使天然气中的含湿量加大，加重脱水装置的负荷。
一步法脱硫脱水装置采用的是物理吸附法，可再生。
表3-2常见设备
低压脱水装置
高压脱水装置
一步法脱硫脱水装置
脱硫塔
工作压力
低压
高压
低压
低压
体积
大
小
大
大
脱水能力
较好
好
较好
无
脱硫能力
无
无
好
好
对后续设备的保护
好
无
好
好
成本
高
低
较低（脱水装置+脱硫塔）
较低
3.2.2操作及维护
1、开机前检查管路各阀门的启闭状态，然后接通天然气；
2、进行再生时，当加热气出口温度达210℃~230℃（可调），自动或手动切断加热器电源或减少电加热器功率。
当加热器出口温度达104~120时（天然气取下限）应关闭电加热器。
3、装置停机后，应对各分离器及除油器进行定期排污。
4、在停机情况下可通过开启连接储气装置球阀进行再生。
5、注意事项：
A、再生瓶与干燥瓶的切换应在停机后进行；
B、每次再生时，必须先通天然气，稍后再开加热器电源，以保证加热系统内无混合气体或滞留气体，确保安全；
C、使用加热器时应经常进行巡视，如有异常，立即关闭电源；
D、装置贮、运期间或暂时不用，应放空冷却系统中的水，并关闭两吸附塔的所有进出口阀门。
3.2.3常见故障处理
1、干燥后的露点超高
A、吸附塔工作时间超时，切换干燥、再生塔。
B、吸附塔再生程度不安全，时间过短或再生温度过低，只有当再生塔出口端温度达到规定温度时，才可认为热吹过程结束。
应避免在热吹再生阶段时的不持续的加热过程。
C、更换吸附剂。
2、再生气的进口温度偏低
A、检查加热器是否通电，接通电源；是否开启加热器功率过低，增大功率；是否加热管失效，更换加热器；
B、节流阀是否打开过大，再生气流速过快；
3、再生气的进口温度偏高；
A、装置上的各阀门启闭状态是否出于正确状态；
B、开启加热器功率过高，降低电功率；
C、节流阀是否关闭，开启节流阀；节流阀开启过小，再生气流速低，增大开启度；是否节流阀堵塞，检查节流阀；
D、再生气进入主进气管线上的阀门是否开启，检查管路上的止回阀是否失效。
4、再生气的出口温度偏高
A、装置上的各阀门开启状态是否出于正确状态；
B、热吹时间是否足够；
C、再生气的进口温度是否偏低。
3.3压缩机
3.3.1原理、分类及特色
低压气体通过各级活塞在气缸里压缩，最终排出高压气体。
压缩机的分类很广，按冷却方式分为风冷、水冷、混冷；按型式分V、L、W、D、X、Z等型；按结构可分为十字头与无十字头，带平衡腔与不带平衡腔，气缸有无油润滑；按转速可分为低速机和高速机；此外还可分为撬装式与组合式、系统撬装式等。
特点见表3-3至表3-8。
表3-3各机型特点比较
振动
占地
管路、辅机布置
维修
对基础的要求
变型
V、W、X型
小
小
易
易
低
易
L型
小
较大
难
难
较高
易
D型
小
较小
易
易
较低
易
Z型
大
较小
难
难
高
难
表3-4带平衡腔与不带平衡腔比较
活塞环泄露气体处理方式
气体对润滑油的影响
带平衡腔
完全回收
小
不带平衡腔
难回收
大
表3-5气缸有油润滑与无油润滑比较
活塞环寿命
日常维护费用
气体含油量
运行可靠性
气缸有油润滑
长
低
经除油后低
很可靠
气缸无油润滑
短
高
仍需除油
难可靠
表3-6低速机与高速机比较
体积
磨损
重量
设计制造技术难度
低速机
大
小
大
较低
高速机
小
较大
小
较高
表3-7组合式、撬装式、系统撬装比较
系统设备最优化
系统设备匹配性
占地
厂房
系统安装工作量
组合式
容易
不容易
大
要求高
大
橇装
较容易
较容易
中
要求低
中
系统橇装
不容易
容易
小
要求低
小
表3-8冷却方式比较
冷却效果
冷却系统
噪声
综合用地
风冷
较好
无需附加设备
较高
小
水冷
好
需冷却塔
低
大
混冷
好
需风冷水箱
较低
中
3.3.2流程
3.3.3压缩机主要系统
1、增压系统
压缩气缸的容积，实现气体增压。
它包括缸体、缸盖、活塞、活塞杆、气阀、填料等。
气缸按作用形式分为单作用和双作用。
2、气管路系统
它包括进气缓冲器、各级冷却器、各级分离器、排气止回阀及连接管路。
天然气由输送管道进入进气缓冲过滤器后，经一级吸气阀吸入一级气缸中进行压缩，压缩后的气体由一级排气阀排出，进入一级冷却分离器进行冷却分离，分离后的气体经管路被二级吸气阀吸入二级气缸中进行压缩。
各级均经压缩、冷却分离，最后从四级液气分离器分离后经止回阀排出，气体即可输送到后处理装置进行净化处理后以供气瓶组集气，供汽车使用。
为了保证安全，防止发生事故，该机除自动控制中的压力保护外，压缩机各级均设有安全阀，当各级气压超过规定值时，安全阀将完全打开。
3、冷却系统
冷却系统得目的主要是对压缩后的气体、气缸及传动系统润滑油进行冷却。
它用来保证压缩机的运行和提高经济性、可靠性。
它的组成主要因冷却方式的不同而不同。
冷却方式主要分为水冷、风冷及混冷
冷却器对压缩后的高温气体进行冷却以使各级进气温度回冷到最低值，达到节省压缩功的目的。
气缸冷却的目的在于：
改善气缸工作表面的润滑条件；改善气阀工作条件；降低排气温度；消除活塞环因受热而出现的烧结现象；降低或根本消除气阀中的积碳以及使气缸壁的温度均匀化，以减少局部变形。
油冷却器是为了降低润滑油温度使润滑油的粘度保持在一定的范围，从而保证好的润滑效果。
4、传动机构油润滑系统
传动机构油润滑系统由曲轴箱油池、粗过滤器、油止回阀、油泵、油冷却器、精过滤器、连接管道及各注油点组成。
压缩机传动机构的润滑是采用强制与飞溅润滑相结合的方法。
为了防止润滑油供应不足和过剩，润滑油的工作压力保持为0.2~0.35MPa范围内，当油压低于0.15MPa时，能实现油压偏低自动停机。
传动机构循环润滑油油牌号为GB443-84规定的N68机械油。
注意：
换用新油前应用轴承油作为清洗剂，清洗整个循环润滑油管路时，不允许用煤油或类似的油作为清洗剂，以免使新油质量降低。
5、气缸润滑系统
气缸润滑系统由注油器、油止回阀、连接管道及注油点组成。
气缸润滑用油夏天采用GB12961规定的HS-19号润滑油；冬天采用GB12916规定的L-DAB100或SY1216规定的HS-13号润滑油。
注意：
换用新油钱应用轴承油作为清洗剂，清洗整个循环润滑油管路时，不允许用煤油或类似的油作为清洗剂，以免使新油质量降低。
3.3.4压缩机的安装
1、压缩机宜安装于阴凉、远离蒸汽和尘土飞扬之处，地基应和机房墙基及其他设别的基础分离。
2、安装前必须做好设备基础的夯实工作。
3、压缩机若经拆检后再行组装，主要零部件的配合间隙应符合主要配合件装配间隙的要求。
4、压缩机附属设备与管路的安装，应符合设计图纸及流程的要求。
5、压缩机工作的环境温度通常为0~40℃，当环境温度低于0℃时，应采取房东措施。
3.3.5压缩机的操作使用
1、在有天然气流经的设备安装十米范围内不得吸烟或有明火。
2、CNG加气站机房不得储存易燃物质，不得在靠近压缩机及电动机驱动的地方放置带油的擦布棉纱等物。
3、机器的运转部分是危险区域，在机器运行过程中不得靠近。
4、在启动压缩机之前，应保证没有人正在进行压缩机及系统得检查和维修工作。
5、在压缩机运行过程中，不要接触排气管路或其它高温部位，不得进行其它任何作业。
3.3.6压缩机运行故障与排除方法
1、某级压力过高，后一级吸气阀损坏，检查后一级吸气阀，检修或更换。
2、某级压力过低，该级吸、排气阀有故障，检查气阀，修正或更换。
3、排气温度过高，冷却器效率低或管路阻力大，应检修。
气阀失灵，使排气温度过高，修理或更换。
4、填料漏气。
密封环磨损后收缩不均，造成与活塞杆配合间隙过大，应更换。
活塞杆磨损，应精磨活塞杆或更换。
5、吸、排气阀漏气
阀片或弹簧断裂应更换。
阀片与阀座密封不严，清除密封面脏污并研磨密封面。
阀座支承面的密封垫损坏，应更换。
6、齿轮油泵油压过低
机身内润滑油不足，应增添
油泵管路堵塞或破裂，应检修。
油过滤器堵塞，应清洗。
油泵齿轮磨损，轴向间隙过大，应检修。
运动机构的轴承磨损，使间隙过大，漏油过多，应检修轴颈与轴衬。
油泵本身或其传动机构得故障，可拆卸修理。
油压表失灵，须更换。
7、润滑油温度过高
润滑油供应不足，应添加润滑油，并检查油路系统漏损情况。
运动机构发生故障或摩擦面拉伤，配合过紧等，应检修。
润滑油太脏或质量不好，应更换。
油冷却器效率低，应检修。
8、气缸进油处逆止阀不严密，使进油量过少，甚至使油管过热造成事故，应检修。
9、注油器柱塞磨损过大或管路堵塞，使注油器供油不良，应拆卸清洗，检修。
10、在气缸、活塞和吸排气阀上形成焦渣
排气温度过高，应检查修理。
气缸内润滑油过多，应调节注油器，减少供油量。
润滑油质量低劣，易炭化，应更换为符合规定的压缩机润滑油。
填料中刮油环密封不严，致使运动机构润滑油窜入气缸，应检查修理。
11、气缸发热
冷却水流量不足，检查冷却水供应情况。
水套积垢过多过厚，清洗积垢。
气缸中润滑油太少，检查气缸润滑油。
由于脏物带进气缸，镜面拉毛，使活塞工作不正常，检查气缸、活塞。
12、活塞环磨损过快
材料硬度不够，金相组织不符合要求。
因混入冷凝水，形成油膜障碍。
气缸镜面粗燥，气缸中混入夹杂物，气缸拉缸。
润滑油不足。
活塞环槽不规矩或粘合。
13、工作摩擦面过热
供油不足，润滑油太脏，油质不好，油中含水过多而破坏油膜等，检查后进行清除。
摩擦面有拉毛现象，应用油石研光。
配合间隙太小，调整到规定的间隙值。
14、压缩机有不正常声
活塞、十字头及连杆小头衬套等处间隙过大，检查并调整各处间隙，过大应更换零件。
十字头销咬死，位移或磨损严重，检查十字头销并更换。
气缸内有积水，排除水分。
气缸内掉入金属碎片，检查并取出。
气阀磨损、破裂、积碳、有杂物卡住或安装不正确，检查气阀并消除故障。
15、冷却水系统
管路漏水，修补或更换。
气缸内有水，气缸端面密封不良或冷却器漏水，检查并排除。
水路沉淀物过厚，影响冷却效率，消除沉淀物。
16、安全阀
安全阀不能适时开启，应进行吹洗并重新校准。
安全阀密封不严，应清洗污物或重新研合。
安全阀开启后压力继续升高，应拆卸洗涤，检查其起落情况，调整后再予以安装。
17、排气量达不到要求
一级吸气阀损坏，检查一级吸气阀并更换；
一级气缸余隙容积过大，调整余隙容积。
活塞环磨损，更换活塞环。
气管路密封不严漏气，更换密封垫，修理漏气的部位。
进气缓冲过滤器阻塞，清洗和更换过滤器芯子。
3.4储气装置及加气设备
3.4.1储气装置
储气方式可分为气瓶组储气、气井储气、气罐储气。
储气装置容积优先组合比例：
3（低压）；2（中压）、1（高压）。
3.4.2加气设备
加气设备按其充气方式和计量方式分为手动加气台、自动售气机、手动售气机。
加气设备常见故障及排除方法：
提枪开关不起作用
提起加气枪，面板上提枪指示灯不亮，电磁阀不动作，累计查询等键盘操作仍未封锁，则表明提枪开关检测通道存在故障，通过提枪放枪检测主板插座的端子电压，如无变化，则表明可能提枪开关或相关电缆连接存在问题，经确诊后更换开头或重新连接即可；如有变化，则表明主板存在问题或开关接触不良，经确诊后更换相应部件即可。
加气提枪开关起作用，但电磁阀不能打开
提起加气枪，面板上提枪指示灯亮，电磁阀不动作，相应指示灯不亮，累计查询等键盘操作封锁，则表明气路内部压力可能超过允许值，打开手动开关充气则会正常，如故障未消失，表明可能加气机内部管路气体压力与被充罐之间气体无压差而不能充气，如排除这个可能，则主板超压检测通道可能存在故障或压力超限阀值不当，重新调整阀值或更换主板等相应部件排除故障。
提枪未加气但已开始计数显示
检查质量流量计传感器输出线与主板连接是否可靠，屏蔽是否良好，质量流量计内部连接是否正常。
加气过程中可加气但不计数
检查质量流量计传感器输出线与主板连接是否可靠，主板是否正常，通过换板法等加以确诊处理。
显示闪烁
检查主板与显示板连接电缆连接是否正常，显示板是否正常。
显示模糊
相应显示板振荡电路可能不正常
显示混乱或显示无变化
可能是显示板未振荡、电源电压低、主板复位不正常、主板晶振未起振、连接电缆有故障，更换相应板件即可。
显示缺笔画或个别位不正常
可能显示板液晶接触不良，驱动电路故障
整机无显示
可能电源部分、主板、键盘板及电缆连接有问题。
10、键盘不能正常操作
可能提枪开关故障始终处于提枪状态、主板、键盘及连接等存在问题。
第4章加气站规章制度举例
4.1操作规程
1、启动压缩机前需观察各开关是否处于急冷位置，各相应仪表是否正常。
2、盘车2—3圈，判断机内是否有阻卡或异常声响，机身有无异物，检查曲轴箱油位。
3、合上动力控制屏开关，接通相应机组电源，同时观察各仪表显示是否正常。
（若压缩机停机超过十天，则微机监控屏应预热15分钟，以免发生误动作）。
4、打开一、四级排污阀，打开冷却水进水阀，操作控制屏启停开关，待压缩机运转平稳后，缓缓开启进气控制阀，将进气压力控制在0.3MPa，然后关闭一、四级排污阀，同时观察各级压力是否正常，待压缩机运转正常后，方可离开。
5、按照巡查路线做一次巡查，压缩机运行期间应经常检查，如发现不安全因素，应果断采取相应措施及时处理，避免事故的发生。
4.
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