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沼气汽车加气站的探讨

文档作者：谭洪艳王建钊王运阁文档来源： 1．鞍山科技大学 2．鞍山焦化耐火材料设计研究总院 3．建设部沈阳煤气热力研究设计院		点击数：	更新时间： 2021年11月08日
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第24卷第5期
2004年5月
煤气与热力
Gas&amp;amp; Heat
V01．24 No．5
May 2004
文章编号：1000—4416(2004)05—0254—02
沼气汽车加气站的探讨
谭洪艳 。王建钊 ，王运阁
(1．鞍山科技大学，辽宁鞍山114002；2．鞍山焦化耐火材料设计研究总院，辽宁鞍山114002；
3．建设部沈阳煤气热力研究设计院，辽宁沈阳1 10026)
摘要：分析了适合于汽车加气用沼气的品质，就沼气汽车加气站的流程、设备选型等进行了论述。
关键词：沼气；汽车加气站；储气井
中图分类号：TU996 文献标识码：B
Discussion on Automobile Biogas Filling Station
TAN Hong．yah ，WANG Jian．zhao2，WANG Yun．ge
(1．Anshan Science and Technology University，Anshan 114002，China；
2．Anshan Coking and Refractory Engineering Consulting Corp，Anshan 114002，China；
3．Shenyang Gas&amp;amp;Heat Research and Design Institute of Construction Ministry，Shenyang 110026，China)
Abstract：The quali~ of biogas for automobile is analyzed，and the flowchart of automobile biogas filling sta·
tion an d selections of equipment are discussed．
Key words：biogas；automobile gas filing station；gas storage well
0 引 言
天然气为一种洁净燃料，沼气经过净化以后，可
达到现行国家标准《天然气》 (GB 17820—1999)的
Ⅱ类天然气指标，也是一种清洁燃料。天然气在汽
车工业中的应用被大力推广：～ ，而净化沼气在这一
领域的应用国内还很少。东北某城市建设了垃圾填
埋沼气制取汽车燃料示范工程，供气规模为6 000
rn3／d，用于改造市内垃圾运输车。该工程垃圾卫生
填埋场占地45×104 Ill2，库容90O×1 t，处理能力为
1 200 t／d，使用期限20年，包括垃圾填埋、沼气集气、
沼气净化和汽车加气站4个部分。汽车加气站内设
沼气压缩机室、深度脱水干燥装置、高中低压储气井
管、双枪式售气机及其附属设施。压缩机入口沼气
管道设计压力为5 kPa，压缩机出口沼气管道设计压
力为30 MPa，加气机系统设计压力为27．5 MPa。本
文仅就沼气汽车加气站作如下探讨。
1 加气站工艺
沼气汽车加气站系统工艺流程与天然气汽车加
气站系统工艺流程 4 基本相似，区别在于天然气汽
车加气站的天然气取自城市燃气输配管网，经过稳
压以后的压力一般不低于0．1 MPa，而沼气取自低
压沼气储气罐，压缩机入口压力一般为3 kPa。由于
压缩机入口沼气压力较低，通常压缩机的压缩级数
要比天然气压缩机的级数多，我国东北地区最低气
温较低，所以深度冷却干燥装置的体积也较大。
加气站工艺流程为：压缩机工作时，沼气从低压
储气罐中进入沼气压缩机，沼气经压缩后进入深度
* 收稿日期：2003—01—19
作者简介：谭洪艳(1968一)，女，黑龙江哈尔滨人，高级工程师，学士，从事燃气工程的设计、研究及教学上作。
维普资讯 http://www.cqvip.com
第5期 谭洪艳等：沼气汽车加气站的探讨 ·255 ·
脱水干燥装置，经脱水干燥后进人储气井管，井管中
的沼气经售气机进入汽车上的高压气瓶。
2 主要设备
(I)压缩机
压缩机是将低压沼气从3 kPa压缩至高压25
MPa，国内较为成熟的技术是串联压缩，也就是先由
一组压缩机将压力3 kPa的沼气压缩至0．1～0．3
MPa，然后由另外一组压缩机将压力0．1—0．3 MPa
的沼气压缩至25 MPa。串联压缩工艺与一次性将
沼气从3 kPa压缩至25 MPa的压缩工艺相比较，有
流程长、占地大、一次性投资及运行费用高的缺点，
且不具有示范效应。一次性将沼气从3 kPa压缩至
25 MPa的压缩机在国外有生产厂家，国内目前所产
压缩机都是为天然气汽车加气站配套生产的，介质
人口压力一般在0．2 MPa左右，无法满足低压沼气
进口压力3 kPa的要求。沼气汽车加气站选择压缩
机时，应考虑市内只有一个加气站这一因素，压缩机
至少选用两台，压缩机排气量应满足其中一台压缩
机延长工作时间使另一台压缩机检修的要求，但不
必备用。
(2)脱水装置
在沼气加气站中，脱水设备必不可少，沼气的水
露点只有达到标准状态下一55℃(东北地区还要再
降低)，才能保证汽车加气时不发生事故。常用的深
度脱水方法有3种，第1种是气体进压缩机之前的
低压脱水方法，第2种是压缩中间引出脱水法，第3
种是气体出压缩机之后的高压脱水方法。第1种方
法，因沼气来气压力低，通过深度脱水干燥装置时，
压力损失较大，装置脱水量大，再生能耗大。第2种
方法脱水，一般是在压缩机一级压缩以后将沼气引
出，然后进行处理。它克服了第1种方法中压力损
失大的缺点，但脱水量仍很大，设备装置体积大，干
燥剂再生周期短，再生能耗较大。第3种方法，沼气
中大部分的水的排除发生在沼气被分级压缩时的级
间冷却过程中，干燥设备体积小，需要脱除的水量
少，装置脱水效率高，干燥剂的再生周期延长，沼气
的含水量容易控制。高压脱水以采用分子筛一级脱
水装置为佳。国家标准《车用压缩天然气》(GB
18047—2000)对深度脱水干燥装置的要求十分苛
刻，建议在最冷天气里适当缩短分子筛的再生周期，
降低汽车气瓶的加气压力。
(3)高压储气装置
高压储气装置储存高压净化沼气，向汽车加气
站售气机输送高压净化沼气。加气站高压储气装置
按压力为1：2：3设置，共计6个储气装置，高压储气
装置单个容积应大于1．3 ITI ，以满足正常充装需要。
目前我国天然气加气站常用的高压储气设备多为大
型气瓶或井管储气，大型高压气瓶最大允许充装压
力为25 MPa，它具有瓶阀少、接口少、安全性高、维
修管理方便等优点。储气井管一般选用公称通径为
180 rnnl和230 mnq的石油套管及管件，套管埋深100
～ 150 m，这种方式的优点是减少防火间距，减少占
地面积，配管连接件少，安全性高，储气井经过爆破
试验，高压经过地层泄压，地面只有轻微感觉。
目前国内采用大型气瓶和井管储气的比例基本
相当，有特殊要求时选择大型气瓶，一般情况下，特
别是占地紧张时，选择井管储气较好。
3 经济效益分析
加气站工艺部分总投资约为350万元，沼气加
压费用约为0．4元／m3，净化和集气费用约为0．4元／
m3，按1．7元／m3的售气价格，年平均日供气量6 000
m3／d计算，每年将产生100多万元的效益，每年约替
代1 700 t的燃料油。
目前，国内很多城市因环境综合治理的需要建
设大型垃圾填埋场，沼气的放空既危险又污染环境，
将沼气收集起来，将其净化、压缩供给改造后的城市
垃圾运输车使用，这是城市垃圾综合治理的一条新
思路。
参考文献：
[1] GB 17820—1999，天然气[S]．
[2] CJJ 84—20O0，汽车用燃气加气站技术规范[S]．
[3] GB 18047—2000，车用压缩天然气[S]．
[4] 罗予红，齐研科，韩旭．天然气汽车及天然气加气站
[J]．煤气与热力，2000，(6)：439--440．
[5] 刘锡麟．技术引进、中外结合、高起点高标准建设CNG
汽车加气站[J]．城市煤气，2000，(11)：4—8．
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热力，2002，(3)：257—258、

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