Introducere
Tehnologiile cheie implicate într-o stație de realimentare cu GNC pot fi clasificate în mai multe sisteme distincte: sistemul de compresie, sistemul de pretratare a gazelor naturale, sistemul de stocare și distribuire și sistemul de control.
Sistem de compresie a gazelor naturale
Sistemul de compresie a gazelor naturale constă în principal din unitatea principală de compresor, un rezervor tampon de admisie, un sistem de răcire și un sistem de lubrifiere. Unitatea principală de compresor este cea mai critică componentă-care servește drept „inima” stației de alimentare-iar performanța sa determină în mod direct fiabilitatea operațională și eficiența economică a întregii unități. Stațiile de alimentare cu GNC folosesc de obicei compresoare cu piston, care se caracterizează prin presiuni mari de refulare și volume relativ mici de deplasare. Pe baza metodei de lubrifiere, compresoarele sunt clasificate pe scară largă în două tipuri: ulei-lubrifiat și fără ulei-. Pentru sistemele lubrifiate cu ulei-, trebuie instalat un dispozitiv de îndepărtare a uleiului în aval de orificiul final de descărcare.
Presiunea de refulare a compresoarelor utilizate în stațiile de alimentare este de obicei de 25 MPa. În timp ce unele unități pot atinge presiuni puțin mai mari-până la 28 MPa- și câțiva producători oferă compresoare capabile să atingă 32 MPa, analiza tehnică indică faptul că o presiune de refulare de 25 MPa oferă cel mai optim echilibru între eficiență economică, fiabilitate și siguranță. Presiunea de admisie variază de obicei între 0,035 și 9 MPa. Capacitatea de deplasare a compresorului poate fi selectată pentru a se potrivi cu scara specifică a stației, variind de la 16 la 2.000 m³/h, cu o capacitate comună de 200 până la 300 m³/h.
Sistem de pretratare a gazelor naturale (inclusiv purificarea și reglarea presiunii)
Înainte sau după comprimare, gazele naturale care intră în stația de alimentare trebuie să fie supuse unor procese de purificare și uscare-în special, desulfurare, îndepărtare a hidrocarburilor și deshidratare. Desulfurarea implică îndepărtarea gazelor acide-cum ar fi hidrogenul sulfurat-din gazul natural pentru a preveni coroziunea echipamentelor și conductelor, precum și pentru a preveni „fragilarea hidrogenului” în buteliile de gaz din oțel. Eliminarea hidrocarburilor presupune extragerea hidrocarburilor ușoare din gazul natural pentru a se asigura că conținutul combinat de etan și alcani mai grei rămâne sub 3%; aceasta previne aprinderea anormală și arderea în interiorul motorului vehiculului. Deshidratarea implică îndepărtarea umidității din gazul natural pentru a preveni blocajele cu gheață în sistemul de alimentare cu gaz în timpul procesului de depresurizare și răcire.
Deshidratarea gazelor naturale este cea mai critică etapă a procesului de pretratare. Stațiile de alimentare cu GNC utilizează de obicei uscătoare cu două-turn în acest scop. În funcție de locația specifică a unității de deshidratare în structura stației, aceste sisteme pot fi clasificate în trei tipuri: deshidratare cu presiune joasă, presiune medie și presiune înaltă. Dacă problemele tehnice și de producție privind calitatea fitingurilor și supapelor pot fi rezolvate cu succes, metoda de-deshidratare la presiune înaltă-dată fiind structura compactă și performanța eficientă de deshidratare-reprezintă o soluție extrem de viabilă pentru deshidratarea gazelor.
După ce a fost supus unor tratamente de purificare și uscare, gazul natural trebuie să îndeplinească standarde specifice pentru utilizarea vehiculelor înainte de a putea fi încărcat în buteliile de stocare a unei stații de realimentare, vândut direct sau distribuit în rezervoarele de combustibil ale vehiculelor alimentate cu GNC-. țara mea a stabilit un standard național pentru „gaz natural comprimat pentru vehicule” (GB 18047-2000). Acest standard impune limite stricte asupra conținutului de sulf și apă al GNC vehiculelor, stipulând că conținutul de hidrogen sulfurat trebuie să fie mai mic de 15 mg/m³, iar punctul de rouă al apei trebuie să fie cu cel puțin 5 grade sub cea mai scăzută temperatură ambientală întâlnită la presiunea maximă de funcționare.
Sistem de control
Funcția principală a sistemului de control este de a regla funcționarea normală a echipamentului stației de alimentare cu combustibil, de a monitoriza parametrii cheie de funcționare și de a declanșa automat alarme sau de a iniția opriri de urgență în cazul defecțiunii echipamentului. Sistemele de control din echipamentele de alimentare cu combustibil fabricate-străine utilizează de obicei controlere logice programabile (PLC). Această abordare oferă o fiabilitate ridicată, permite operarea complet automatizată a echipamentelor și facilitează transmiterea de la distanță a datelor către o cameră de control centrală-permițând astfel funcționarea fără echipaj al stației și reducând semnificativ volumul de lucru fizic al operatorilor stației.
Sistem de depozitare și distribuire
Pentru a preveni ciclurile frecvente ale compresorului și pentru a asigura o alimentare continuă cu gaz chiar și atunci când compresorul nu funcționează activ, stațiile de alimentare cu GNC trebuie să fie echipate cu instalații de stocare a gazului. Un design tipic integrează sistemele de depozitare și distribuire printr-un panou de control prioritar; această configurație gestionează secvența fluxului de gaz pentru a asigura atât utilizarea eficientă a stocării, cât și alimentarea rapidă a vehiculului. În general, stațiile de realimentare folosesc o strategie de stocare pe niveluri, clasificând bancurile de butelii de stocare a gazului în -presiune înaltă. Bancurile de butelii de-presiune medie și-de joasă presiune sunt controlate automat în timpul proceselor de umplere și distribuire de către un panou de control prioritar. În timpul operației de umplere, bancul de-înaltă presiune este umplut mai întâi; odată ce presiunea din bancul de-presiune înaltă atinge un anumit prag, bancul de-presiune medie începe să se umple. Ulterior, când presiunea din bancul de presiune medie atinge pragul specific, bancul de presiune joasă începe să se umple. După aceea, toate cele trei bancuri de cilindri se umplu simultan până când se atinge presiunea maximă de stocare, moment în care procesul de umplere încetează. În timpul operațiunii de distribuire, gazul este extras mai întâi din bancul de presiune joasă-; odată ce presiunea din bancul de presiune joasă-scade la un anumit prag, gazul începe să fie extras din bancul de presiune medie-. Ulterior, când presiunea din bancul de presiune medie scade la pragul specific, gazul începe să fie extras din bancul de presiune înaltă. După aceea, gazul este extras simultan din toate cele trei bancuri de cilindri până când presiunea din băncile de stocare se egalizează cu presiunea maximă de stocare a cilindrilor de la bordul vehiculului, moment în care distribuirea încetează. Dacă vehiculele suplimentare necesită încă alimentarea cu combustibil, gazul este extras direct din conducta de refulare a compresorului; odată ce realimentarea vehiculului este completă, compresorul reia umplerea celor trei bănci de stocare conform secvenței de umplere stabilite înainte de oprire. Avantajul acestui mod de operare este că asigură că băncile de stocare sunt umplute la capacitatea lor maximă-îmbunătățindu-le astfel eficiența utilizării-, facilitând în același timp cele mai rapide viteze de alimentare cu combustibil pentru vehicule.
