加氣站優(yōu)先順序控制盤功能及

原理(總3頁)

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優(yōu)先順序控制盤功能及原理

優(yōu)先順序控制盤，主要用于CNG加氣站，包括CNG加氣子站、標準站、L-CNG加氣站。由于站區(qū)工藝設計人員思路不同有的CNG加氣母站也設置順序控制盤。所有使用優(yōu)先順序控制盤的站區(qū)布局，儲氣設施至少包含兩個壓力分區(qū)，通常是三個區(qū)，以下以常見的低中高三區(qū)為例簡單說明。

首先簡單說一下分區(qū)目的。

第一，壓縮機向儲氣設施內充裝時，容器內部相當于增壓過程，必然會發(fā)熱，同時壓縮機出口氣溫也會高于環(huán)境溫度，所以重裝到設定壓力后，容器內溫度較高。那么實際充裝量就會變少。待容器降溫后壓力會有所回落。通過分區(qū)，利用順序控制盤重裝分別給三組容器重裝后還會有再次重裝的過程，能多充一點氣。但這一點，其實并非主要目的。

第二，對于加氣站來說，CNG加氣過程是靠電磁閥的依次開啟實現(xiàn)的重裝。插按下充裝鍵后，加氣機首先自動打開低壓閥，此時車載氣瓶與低壓儲氣設施連通，靠壓差想車載瓶內充氣。當加氣機判定管流速降低到設定值時，切斷低壓閥，打開中壓閥，此時靠中壓加氣。再次判斷流量低時，關閉中壓閥，打開高壓閥，靠高壓儲氣設施充氣。當車載瓶壓力達到20MPa或者未達到20MPa但加氣機判斷高壓流量低至停閥值時，切斷高壓閥，加氣結束。加氣機設定的切換電磁閥流量值由高到低分別為低、中、高壓。這樣做的目的是保證加氣速度。另外，當?shù)椭懈邏簝庠O施壓力較高時，能給車載瓶三次高壓差加氣，大大縮短了加氣時間。當然，理論上講如果低壓儲氣設施壓力為25MPa，按理說能給車載瓶加壓到20MPa，但是由于停閥流量的設置以及管路壓降的影響，這種情況實際使用中極為罕見，通常都會三組閥切換完才能加滿。通過上述流程能夠了解到，加氣流程中低中高三組儲氣設施每次加氣過程中都向車載瓶供氣，壓力都會降低。壓縮機的啟停測壓點一般設置在高壓儲氣設施進出口位置（高壓順控閥及單向閥后），而壓縮機啟動值通常都設置在20MPa以上，這樣的目的是保證高壓儲氣設施始終處于20MPa以上，以保證有能力給車輛加滿氣。那么中壓、低壓

壓力的降低通常不會導致壓縮機的啟動。通常壓縮機啟動時，高中低壓儲氣設施的壓力在20、16、12（各站調整參數(shù)不同會有很大差別）。以6m3，高

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中低容積比例1:2:3來計算，壓縮機停機時壓力全部為25MPa，再次啟動時為20、16、12計算，總排放氣體比例為（1*5+2*9+3*13）/（6*25）=41.3%。這個就是儲氣設施的有效使用率。如果不分區(qū)的話，比例為5/25=20%。所以利用順序控制盤，配套合理的分區(qū)及三線加氣工藝，實現(xiàn)了固定儲氣設施有效使用率大幅提升。這樣做大幅延長了壓縮機的停機時間，同時容器內氣體也有時間可以冷卻。這一點是使用順序控制盤及壓儲氣設施高中低分區(qū)、三線加氣的主要目的。

其實順序控制盤的核心是順序閥。順序閥的本質就是一個保壓閥。螺栓調松，開啟壓力就降低，反之增大。

國內主流的加氣站用順序控制盤有兩種模式，一種為串聯(lián)結構，另一種為并聯(lián)結構。

串聯(lián)式 并聯(lián)式

串聯(lián)式順序閥，一般三個閥按順序依次打開，壓力調整是幾乎是一樣的，比如22MPa（也有的高中低依次升高）。壓縮機來氣達到22MPa時，沖開第一個閥（高壓），向儲氣設施內充氣。達到22MPa時，沖開中壓閥，向中壓充氣。中壓達到22MPa時，繼續(xù)沖開低壓，向低壓充氣。同時達到22MPa時，繼續(xù)同時充氣，直至排氣壓力達到壓縮機停機值25MPa。并聯(lián)式結構的不同之處在于三個閥的進氣口相連，高壓開啟值最低(如12MPa)，中壓次之（如16MPa），低壓最高（如20MPa）。壓縮機來氣首先沖開高壓閥，充氣至16MPa時，沖開中壓閥，同時向高壓、中壓充氣，至20MPa時，沖開低壓閥，同時向高中低充氣，直至停機值25MPa。從以上分析可知，兩種順控閥的設計思路與

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使用流程截然不同。

對于使用方面來講，如果壓縮機停機的出口壓力檢測置于高壓儲氣設施處（高壓順控閥及單向閥后側），那么兩種順控閥使用效果區(qū)別不大。但是如果壓縮機停機檢測壓力點位于壓縮機內部（自帶），在順控閥前端，那么對于串聯(lián)式順控閥影響不是很大，但是對于并聯(lián)式順控閥，任何一組儲氣設施壓力低于20MPa，壓縮機都會啟動。那么按照上述計算方法，儲氣設施有效使用容積將不足20%，必然造成壓縮機頻繁啟停。這種情況在現(xiàn)實使用中也比較多見。

另外對于并聯(lián)式順控閥來說，太低的低壓設置，并無太大用處。而且，如果遇到加氣高峰，當壓縮機排量不足時（如：高壓余壓19MPa，中壓15MPa），壓縮機并未優(yōu)先保證向高壓充氣，而是優(yōu)先向中壓儲氣設施充氣。這樣也就失去了“優(yōu)先順序控制盤”的意義。當然，好處是如果壓縮機啟動測壓點放在順控盤前，壓縮機隨時準備著，無論哪路壓力低于20MPa，都會啟動對這一壓區(qū)補滿，同時繼續(xù)講三組儲氣設施增壓到25MPa?？傮w上由于儲氣設施一直保持較高壓力，所以加氣速度會比較快。

近年隨著技術發(fā)展，很多設備廠家使用氣動閥+壓力傳感器+PLC自動控制代替順控閥，思路各不相同，邏輯也不一樣，在此不再一一贅述。

對于建什么樣的站，需要用哪種思路去設計或操作，該選用那種類型的順控閥，可參考以上所述進行選擇。

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