储气瓶组容量对汽车加气量的影响

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1、1储气瓶组容量对汽车加气量的影响储气瓶组容量对汽车加气量的影响陕西安然能源科技有限公司 刘锡麟摘 要：本文针对 CNG 加气站经常出现的汽车加不满气的现象，分析了储气瓶组 储气容量对 CNG 汽车加气量的影响。提出了合理选择储气瓶组的储气容量和解决加不满气 问题的方法。可供 CNG 加气站设计和操作人员参考。 关 键 词：天然气 CNG 加气站 储气瓶组 1. CNG 加气站常出现汽车加不满气的现象加气站常出现汽车加不满气的现象在一些 CNG 加气站中常有汽车司机反映，汽车加不满气，也就是加完气后，汽车气瓶 中的气体压力不够 20Mpa 的额定压力。而检查压缩机和售气机等设备工作正常。尤其当多

2、 台售气机同时加气，汽车气瓶的加气量又较大时，更为明显。经过长期的观察分析后，终 于揭开了其中的谜底。 CNG 加气站中设置储气瓶组的主要作用，是对压缩机供气能力的补充。如果设置不当， 其补偿作用就非常有限，甚至对汽车的加气量造成影响，出现所谓加不满的现象。2. 储气瓶组容量对汽车加气量的影响储气瓶组容量对汽车加气量的影响储气瓶组容量对汽车加气量的影响，在不同的工况条件下是不同的。主要与压缩机排 气量的大小、同时加气的售气机台数或者加气枪数、汽车每次加气量的多少等方面有关。 而且往往是几方面综合作用的结果。2.1 压缩机排气量不同的情况下压缩机排气量不同的情况下 压缩机排气量较大时，供气能力足

3、，储气瓶组的容量对汽车加气量的影响不大，即使每次加气 5070 Nm3的公交车一般都能加满；相反，对于排气量小的压缩机，储气瓶组的 补偿作用非常明显，也对汽车加气量的影响较大，如果容量选小了，公交车会经常加不满 气。 请看下面的例子。有一个加气站，压缩机的排气量为 480Nm3/h，储气瓶组的储气容量仅有 420Nm3，当 公交车的加气量是 70 Nm3，且用一台售气机加气时，平均每小时加气 10 辆，其中有 4 辆 就加不满。在其它条件都相同的情况下，另一个加气站，仅将压缩机排量增大到 840 Nm3/h，每小时可加气 13 辆车，全部都可加满。2.2 单、双台售气机加气情况下单、双台售气机

4、加气情况下 当多辆汽车同时加气时，所需的气量如果超过了压缩机的排气量，就需要用储气瓶组 来补充。当一台售气机两个枪同时加气时，如果压缩机排量可保证供气，那么不管所配储 气瓶组的容量大小，都不会影响汽车加气量；但当两台售气机 4 个枪一起加气，所需气量 一般都要超出压缩机的排气量，因此储气瓶组的容量配置不当就会出现加不满气的现象。 例如：2某加气站压缩机的排气量为 650Nm3/h（10.8Nm3/min） ，储气瓶组的储气量为 500Nm3，每辆汽车的加气量为 70 Nm3。如果每辆车的加气时间平均为 10 分钟，那么每个 加气枪的平均流量则为：70 Nm3/10min60min=420 Nm

5、3/h=7 Nm3/min如果用一台售气机单枪加气，由于10.8Nm3/min7 Nm3/min，说明压缩机的排量可 以满足所需加气量的要求，也可以加满。所以储气瓶组的容量大小无关紧要。如果用一台售气机双枪同时给两辆车加气，所需的供气量应为7 Nm3/min2=14Nm3/min，显然，压缩机的排气量 10.8Nm3/min14 Nm3/min。实际上只能按照压缩机的流量加气，加气时间必然延长。由于气量供不应求，压缩机的排气压力 就不可能上升到 25Mpa，而且随着时间的延长，压力必然进一步降低，这样和汽车气瓶的 压差减小，引起流量的减小，很容易达到售气机高压电磁阀的截至流量（如 65g/s）

6、 ，导致 售气机顺序控制系统中的高压阀关闭（压缩机直接给汽车加气时，只能通过高压阀）而停 止加气，所以加不满。如果两台售气机 4 个枪同时加气的话，矛盾就更为突出。 在这种情况下，如果储气瓶组的气体还比较满时（至少有一组储气瓶压力高于 20MPa） ， 就能对压缩机的气量不足起到补偿作用。一方面，可使系统有一个较高的压力，以保证和 汽车气瓶的压差及加气速度；另一方面，当压缩机的流量不满足要求时，其差额将由储气 瓶组补充。显然，气瓶组的容量越大，这种补偿作用就越强。在这种情况下，如果储气瓶 组容量如上所述是 500Nm3，那么，两台售气机 4 个枪每小时可加气 20 辆车，但只有 4 辆 可以加

7、满；倘若把储气瓶组的容量增大到 3000Nm3，则可保证 20 辆车全部加满。2.3 汽车加气量不同的情况下汽车加气量不同的情况下 当汽车加气量较小时，如小轿车一般为 1012 Nm3（取决于所装气瓶容量） ，储气瓶组 的容量对汽车加气影响不大；但对每次加气量较大的公交车（一般 5070 Nm3）其影响就 不容忽视。主要原因是，小车加气量小，加气时间和辅助时间相当（12 分钟） ，如果储气 瓶组的气量减少，不够加气时压缩机可及时补足。而加气量大的车辆就不同，如果储气瓶 组的容量小，补偿作用弱，每次加气后气量和压力降得很低，压缩机在加气的间隙时间里 又不可能补足，所以容易出现加不满的现象。例如：

8、有一个加气站，压缩机排气量为 500 Nm3/h，当储气瓶组的储气容量仅有 500Nm3时， 如果汽车每次加气 20 Nm3（如中巴车） ，一台售气机双枪同时加气，每小时可加气 24 辆车， 且不需储气瓶组补气就可全部加满。如果汽车每次加气 50 Nm3（如公交车） ，则每小时可 加气 13 辆车，但需储气瓶组补气 150 Nm3（约 1 小时） ，才能保证加满，但若压缩机没有 时间向储气瓶组补充气体，后面的一些车辆也就加不满了。倘若将储气瓶组的储气容量增 大到 1000 Nm3时，可加满气的公交车就可增加到 26 辆（约两小时） 。可见在这种情况下， 储气瓶组的容量对汽车的加气量有着直接的影

9、响。2.4 储气瓶组的储气容量不相同的情况下储气瓶组的储气容量不相同的情况下 如果以上条件都保持不变时，仅仅改变储气瓶组的储气容量，亦可明显看出其对汽车 加气量的影响。请看一组数据： 某公交公司加气站，压缩机排气量为 840 Nm3/h，加气的车辆全部是公交车，每次加气 70 Nm3，而且是两台售气机 4 个枪同时对汽车加气。开始设置的储气瓶组的容量仅为 500 Nm3。每小时可加气 20 辆，但其中只有 5 辆可以加满。因为 20 辆车所需气量为 1400 Nm3，压缩机每小时的差额量 560 Nm3（1400 Nm3840 Nm3）就需由储气瓶组来补充。如3果按 30%的气体利用率计算，该

10、储气瓶组可用气体仅有 150 Nm3，只够持续补充 0.27 小时， 也就是说，可保持加满的车辆数约为 5 辆。后来该站经过扩容，将储气瓶组的容量增加到3000 Nm3，虽然每小时的加气车辆仍为 20 辆（由于加气速度和加气枪数所限） ，但储气瓶 组的气体可持续补充 1.8 小时，当然可以保证 20 辆车全部加满。3. 保证汽车加满的主要措施保证汽车加满的主要措施3.1 合理确定压缩机的排气量合理确定压缩机的排气量 在进行加气站总体和工艺设计时，必须依据将来的加气车辆的主要对象、数量和每次 加气量，来确定加气站的规模，主要是压缩机的排气量。如果是公交车专用加气站，一般 取 650850 Nm3

11、/h 比较合适，规模过大时投资会急剧增加，不合算。如果主要用于出租车 加气，压缩机的排量不超过 500 Nm3/h 即可。这是保证供气并加满的必要条件。 3.2 适当增加储气瓶组的储气容量适当增加储气瓶组的储气容量 在压缩机确定的基础上，对加气量较大的车辆（主要是公交车） ，储气瓶组的储气容量应适当增加，最好 3000 Nm3左右比较合适。当每辆车的加气量大于 70 Nm3，且加气速度 不慢于 10 分钟（含辅助时间） ，那么当用一台售气机两个枪同时加气时，压缩机排气量只要不小于 840 Nm3（14Nm3/min） ，那么储气瓶组的储气容量的大小就关系不大了。 如果加气车辆很多（尤其是公交车

12、的加气高峰时间）要用两台售气机四个枪同时加气，储气瓶组的储气量就至关重要了。如储气瓶组容量为 3000 Nm3，可补充气体 1000 Nm3（假定气体利用率为 30%） ，一小时加气 20 台车，可保证台台加满；储气容量若为 1500 Nm3，可补充气体 500 Nm3，一小时也可加气 20 台车，但只有 18 台可加满；储气 容量若为 500 Nm3，可补充气体 150 Nm3，一小时也可加气 20 台车，但只有 5 台车可以 加满。3.3 增大加气时的流量增大加气时的流量 应将汽车进气嘴后的气管直径加大（现为 6 通径 4）到通径 7 以上，即 101.5的管子，加气流量将会从现在的每枪7

13、 Nm3/min提高到 12.5 Nm3/min，汽车进气嘴后的 气管直径加粗后，由于流量增大，就不可能很快接近电磁阀截至流量，保证汽车加满。 3.4 调低顺序控制阀的截至流量调低顺序控制阀的截至流量 在现有的三线进气方式中，可将高、中、低压尤其是高压顺序阀截至时的流量（如 65g/s）调低到 30g/s 以下，即可加满，但必须以牺牲加气速度为代价。 3.53.5 手动控制压力加气手动控制压力加气 如果不采用三线进气方式加气，而采用手动控制压力加气的方式，加气速度虽然很慢， 但可以保证加满。通过以上分析可知，只要在加气站的设计时，针对加气车辆的类型和加气总量，确定 适当的加气站规模，并合理配置压缩机的排量和储气瓶组的储气容量，就可以消除汽车加 不满气的现象，提高加气站的供气能力。