摘要：分別針對(duì)不同加氣要求而進(jìn)行CNG加氣站不同設(shè)備的選型比較，提出了相應(yīng)建站的建議。
　　我國(guó)天然氣汽車(chē)的發(fā)展已近10年，作為有利于大氣環(huán)境，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑，天然氣汽車(chē)已受到國(guó)內(nèi)各界的廣泛關(guān)注。2000年，上海市首座CNG加氣站在浦東建成運(yùn)行，2001年浦西南北2座CNG汽車(chē)加氣站也將建成。天然氣汽車(chē)加氣站與天然氣汽車(chē)之間是辯證統(tǒng)一的關(guān)系。CNG加氣站的建設(shè)是發(fā)展天然氣汽車(chē)的前提，而CNG加氣站的建站規(guī)模直接與天然氣汽車(chē)加氣要求相關(guān)聯(lián)。針對(duì)不同的加氣要求應(yīng)該靈活采取加氣設(shè)備配置，同時(shí)采取不同的加氣工藝流程。
1 CNG加氣站簡(jiǎn)介
1.1 CNG加氣站系統(tǒng)配置
　　CNG加氣站由6大系統(tǒng)組成：天然氣調(diào)量計(jì)量；天然氣凈化系統(tǒng)；天然氣壓縮系統(tǒng)；天然氣儲(chǔ)氣系統(tǒng)；CNG售氣系統(tǒng)；控制系統(tǒng)（自動(dòng)保護(hù)、停機(jī)及順序充氣）。

1.3 加氣方式
　　根據(jù)不同的加氣負(fù)荷特點(diǎn)，可以采用快速加氣、慢速加氣、混合式加氣、子母站加氣等方式。
　　在加氣站系統(tǒng)內(nèi)可由壓縮機(jī)直接向鋼瓶注氣，亦可設(shè)置壓縮機(jī)和一批高壓儲(chǔ)存鋼瓶以加快加氣速度，一般日加注能力100輛~200輛。另外，采取子母站形式，可以充分發(fā)揮壓縮、灌充裝置的利用效率。
1. 4主要工藝設(shè)備
1.4.1 母站
（1） 分子篩（2）壓縮機(jī)（3）儲(chǔ)氣鋼瓶（4）加氣機(jī)
1.4.2 子站
（1） 轉(zhuǎn)運(yùn)拖車(chē)（2）儲(chǔ)氣鋼瓶（置于拖車(chē)上）（3）增壓器（4）加氣機(jī)
　　所有設(shè)備中，壓縮機(jī)主機(jī)是最主要的設(shè)備，也是整個(gè)加氣站占投資比例最大的設(shè)備，是整個(gè)加氣站的核心。
2 CNG加氣站設(shè)備選型優(yōu)化組合
2.1 當(dāng)加氣負(fù)荷不均勻分布時(shí)
　　 加氣負(fù)荷集中在幾個(gè)時(shí)間段，對(duì)加氣時(shí)間要求比較苛刻。這類(lèi)情況一般發(fā)生在以下幾種情況：a)母站給拖車(chē)加氣；b)因氣源管網(wǎng)壓力限制、用電峰值限制、車(chē)輛運(yùn)行特點(diǎn)限制等特殊原因，汽車(chē)加氣只能集中在部分時(shí)間段內(nèi)；c)城市天然氣汽車(chē)發(fā)展初期，現(xiàn)有加氣站數(shù)量較少，汽車(chē)加氣機(jī)動(dòng)性較差。
　　 針對(duì)這類(lèi)情況，在進(jìn)行設(shè)備選型時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮增大壓縮機(jī)排量，相應(yīng)儲(chǔ)氣瓶容積可以減小，通過(guò)壓縮機(jī)直供來(lái)滿足連續(xù)快速加注的要求，儲(chǔ)氣瓶預(yù)先儲(chǔ)存的高壓天然氣只是為了滿足平時(shí)零星加氣的要求。通過(guò)壓縮機(jī)直供時(shí)，若選用壓縮機(jī)排量偏小，加注管道中的氣體流量相應(yīng)偏低，加氣速度就跟不上使用要求，會(huì)造成汽車(chē)加氣排隊(duì)或者拖車(chē)脫節(jié)子站斷氣等現(xiàn)象，將影響加氣站的正常運(yùn)行。若壓縮機(jī)動(dòng)性的排量和加氣機(jī)的額定流量匯總量相當(dāng)時(shí)，就能滿足連續(xù)快速加氣要求。
　　 在滿足這種類(lèi)型加氣要求的基礎(chǔ)上而進(jìn)行的設(shè)備選型，可以滿足連續(xù)快速加注天然氣汽車(chē)的要求，但設(shè)備的能力末能充分發(fā)揮，建站投資比較大且壓縮機(jī)頻繁啟動(dòng)，影響壓縮機(jī)使用壽命。
設(shè)計(jì)實(shí)例
設(shè)計(jì)條件：
（1）日加氣車(chē)輛為150輛，每輛加氣量為100立方米，日總需求量為15000立方米；
（2）加氣負(fù)荷不均勻分布；
（3）要求連續(xù)加注，雙槍同時(shí)加注，單輛汽車(chē)加氣時(shí)間不超過(guò)4分鐘，每小時(shí)保證加氣車(chē)輛30輛。
　　為了滿足連續(xù)高速加注要求，應(yīng)通過(guò)壓縮機(jī)直供來(lái)完成。兩把槍同時(shí)加注，每輛車(chē)凈加氣時(shí)間在4分鐘之內(nèi)，則壓縮機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算排量v=(100*2/4)*60=3000立方米每小時(shí)。可以考慮選用2 臺(tái)1500立方米每小時(shí)的壓縮機(jī)。
　　另外，儲(chǔ)氣瓶容積可以減小，儲(chǔ)氣瓶容積可以選擇ASME儲(chǔ)氣鋼瓶（CPI公司生產(chǎn)）6個(gè)單元（采用三級(jí)儲(chǔ)氣方式，高中低儲(chǔ)氣單元數(shù)比例為1：2：3），總水容積為7.836立方米，換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下為2322立方米，按照此儲(chǔ)氣加氣系統(tǒng)取氣，最高取氣率可達(dá)42%~45%，則通過(guò)儲(chǔ)氣瓶給車(chē)輛加注約為1000立方米天然氣，也就是說(shuō)可以注滿10輛天然氣汽車(chē)。儲(chǔ)氣瓶先儲(chǔ)存的高壓天然氣只是為了滿足平時(shí)零星加氣的要求。
2.2 當(dāng)加氣負(fù)荷均勻分布時(shí)
　　 日加氣總量一定，且加氣車(chē)輛均勻分布在各時(shí)間段內(nèi)。這類(lèi)情況一般發(fā)生在固定車(chē)源的專(zhuān)用加氣站（例如公交停車(chē)場(chǎng)），并留有一定的機(jī)動(dòng)備用車(chē)輛，通過(guò)對(duì)固定加氣車(chē)輛進(jìn)行合理調(diào)度，優(yōu)化車(chē)輛加氣順序，避免車(chē)輛連續(xù)集中加氣；或者是加氣站的數(shù)量達(dá)到一定規(guī)模，汽車(chē)可以到不同的加氣站進(jìn)行加氣。另外，對(duì)于同一輛車(chē)，每次加注并不一定注滿汽車(chē)鋼瓶，也就是每日可以累積多次加氣，每天總加氣量基本不變，這部分加注量在各時(shí)間段均勻消化。
針對(duì)這類(lèi)情況，在進(jìn)行設(shè)備選型時(shí)，相應(yīng)壓縮機(jī)排量可以降低，適當(dāng)增大儲(chǔ)氣瓶容積。利用預(yù)先儲(chǔ)存加壓氣體彌補(bǔ)壓縮機(jī)排量不足的辦法，使加氣系統(tǒng)具有比壓縮機(jī)最大排量大得多的加氣能力。
　　另外，對(duì)于這種加氣要求，加氣方案可以采取快加氣和慢加氣組合加氣。在原有加氣管線上增加敷設(shè)慢加氣布管。
　　采用慢加氣一般是在每天晚上對(duì)停車(chē)場(chǎng)的汽車(chē)?yán)�用整夜的時(shí)間用壓縮機(jī)直接加氣，壓縮機(jī)將氣送入通往每輛汽車(chē)分配氣管中，再經(jīng)加氣機(jī)進(jìn)入汽車(chē)鋼瓶。典型的慢加氣系統(tǒng)的售氣機(jī)或加氣崗位是無(wú)人值守的。該系統(tǒng)主要由充氣閥、壓力表、軟管和能自動(dòng)控制加氣使其不超過(guò)規(guī)定值，且可避開(kāi)白晝用電高峰。
　　 在這種類(lèi)型的加氣要求基礎(chǔ)上而進(jìn)行的設(shè)備選型可以避免壓縮機(jī)頻繁啟動(dòng)，且可以最大限度的發(fā)揮設(shè)備的能力，建站效益也比較明顯。
設(shè)計(jì)實(shí)例
設(shè)計(jì)條件：
（1）日加氣車(chē)輛為150輛，每輛加氣量為100立方米，日總需求量為15000立方米；
（2）加氣負(fù)荷均勻分布，可以根據(jù)加氣站的加注能力進(jìn)行調(diào)度；
（3）加氣站每日操作時(shí)間為16小時(shí)；
（4）按照二級(jí)加氣站設(shè)計(jì)。
　　根據(jù)這個(gè)加氣要求，儲(chǔ)氣瓶容積可以選擇 ASME儲(chǔ)氣鋼瓶（CPI公司生產(chǎn)）9個(gè)單元（采用三級(jí)儲(chǔ)氣方式，高中低儲(chǔ)氣單元數(shù)比例為2：3：4），總水容積為11.754立方米，換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下為3483立方米，按照此儲(chǔ)氣加氣系統(tǒng)取氣，最高取氣率可達(dá)42%~45%，則通過(guò)儲(chǔ)氣瓶給車(chē)輛加注射1567立方米天然氣，也就是說(shuō)可以注滿15輛天然氣汽車(chē)。按照單槍加氣時(shí)間為4分鐘每輛，采用2臺(tái)單槍加氣機(jī)同時(shí)加注，則30分鐘內(nèi)可以完成加注射15輛汽車(chē)。下面根據(jù)PLC控制流程不同按照2種情況分別進(jìn)行分析計(jì)算。
（1） 全部通過(guò)儲(chǔ)氣瓶加氣，壓縮機(jī)不直供。
　　對(duì)天然氣汽車(chē)而言，要求所有加氣必須通過(guò)儲(chǔ)氣瓶作為加注平臺(tái)，由儲(chǔ)氣瓶來(lái)完成快速加氣。當(dāng)高壓儲(chǔ)氣瓶壓力下降到一設(shè)定值時(shí)，停止給汽車(chē)加氣，壓縮機(jī)啟動(dòng)給儲(chǔ)氣瓶補(bǔ)氣， 當(dāng)儲(chǔ)氣瓶壓力達(dá)到25.0Mpa時(shí)，又重新開(kāi)始給汽車(chē)加氣，假定每一輪回補(bǔ)氣結(jié)束與再加氣之間的間隔時(shí)間為0.1小時(shí)。則壓縮機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算排量v=1500立方米每小時(shí)。150輛天然氣汽車(chē)通過(guò)10個(gè)輪回完成，每一輪回15輛汽車(chē)的操作時(shí)間為1.6小時(shí)，其中壓縮機(jī)給儲(chǔ)氣瓶充氣時(shí)間為1小時(shí)；鋼瓶給汽車(chē)加氣時(shí)間為0.5小時(shí)；操作間隙為0.1小時(shí)。這種操作工況優(yōu)點(diǎn)是可以避免壓縮機(jī)頻繁啟動(dòng)，充分發(fā)揮儲(chǔ)氣瓶的儲(chǔ)氣功能來(lái)完成對(duì)汽車(chē)的快速加氣，單元加氣速度能夠得以保證，車(chē)輛在保證足夠操作時(shí)間的情況下可以選用較小排量的壓縮機(jī)。缺點(diǎn)是對(duì)加氣車(chē)輛調(diào)度要求較高，加氣靈活性較差。
（2） 采用儲(chǔ)氣瓶和壓縮機(jī)聯(lián)合供氣，壓縮機(jī)可以直供。
　　先通過(guò)儲(chǔ)氣瓶加氣，當(dāng)高壓儲(chǔ)氣瓶不能滿足加氣要求時(shí)，通過(guò)PLC控制，啟動(dòng)高壓旁通管路，采用壓縮機(jī)直接給汽車(chē)加氣，當(dāng)車(chē)輛停止加氣時(shí)，通過(guò)PLC控制，由壓縮機(jī)給儲(chǔ)氣瓶補(bǔ)氣。在此操作工況中，系統(tǒng)優(yōu)先權(quán)是給加氣車(chē)輛，也就是說(shuō)當(dāng)存在加氣車(chē)輛時(shí)，總是先"加氣后補(bǔ)氣"。假定每一輪回通過(guò)壓縮機(jī)直接給汽車(chē)加氣的數(shù)量平均為10輛，則整個(gè)150輛汽車(chē)加氣需通過(guò)6個(gè)輪回來(lái)完成，每個(gè)輪回為16/6小時(shí)。則壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算排量v=(1000+1500)*6/16=938立方米每小時(shí)，壓縮機(jī)直供加氣速度為6.4分鐘。這種操作工況的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)加氣車(chē)輛調(diào)度的要求不高，加氣靈活性好，可以選用較小排量壓縮機(jī)，比較經(jīng)濟(jì)。缺點(diǎn)是壓縮機(jī)啟動(dòng)較頻繁，單元加氣速度有限制。
3 結(jié)論及建議
　　 對(duì)于加氣負(fù)荷不均勻分布、對(duì)加氣速度要求較高的情況，在建站時(shí)可以選取用較大流量的壓縮機(jī)，選用較小容積的儲(chǔ)氣鋼瓶；對(duì)于加氣負(fù)荷均勻分布、對(duì)加氣速度無(wú)苛刻要求的情況，在建站時(shí)可以選用較小流量的壓縮機(jī)，選用較大容積的儲(chǔ)氣鋼瓶。
　　 通常，在天然氣汽車(chē)發(fā)展初期，由于天然氣汽車(chē)加氣站數(shù)量末達(dá)到一定規(guī)模，加氣負(fù)荷一般難以均勻分布，對(duì)加氣速度要求較高，加氣靈活性較差，故造成設(shè)備選型時(shí)容量一般偏大，運(yùn)行時(shí)不能充分發(fā)揮設(shè)備的運(yùn)行能力。參考國(guó)外天然氣汽車(chē)發(fā)展以及建站經(jīng)驗(yàn)，建議在進(jìn)一步發(fā)展天然氣汽車(chē)時(shí)，利用原設(shè)有大排量壓縮機(jī)的加氣站進(jìn)行改建，增設(shè)加氣柱，建成母站，另外新建投資較小的子站，這樣可以利用母站的加氣間隙時(shí)間給拖車(chē)加氣，充分發(fā)揮母站設(shè)備的運(yùn)行能力。當(dāng)天然氣汽車(chē)和加氣站發(fā)展達(dá)到一定規(guī)模時(shí)，加氣負(fù)荷均勻分布，新建加氣站時(shí)可以降低對(duì)壓縮機(jī)排量的要求，另外若場(chǎng)地允許，應(yīng)考慮增加慢加氣方式。
　　摘要：分別針對(duì)不同加氣要求而進(jìn)行CNG加氣站不同設(shè)備的選型比較，提出了相應(yīng)建站的建議。
　　我國(guó)天然氣汽車(chē)的發(fā)展已近10年，作為有利于大氣環(huán)境，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑，天然氣汽車(chē)已受到國(guó)內(nèi)各界的廣泛關(guān)注。2000年，上海市首座CNG加氣站在浦東建成運(yùn)行，2001年浦西南北2座CNG汽車(chē)加氣站也將建成。天然氣汽車(chē)加氣站與天然氣汽車(chē)之間是辯證統(tǒng)一的關(guān)系。CNG加氣站的建設(shè)是發(fā)展天然氣汽車(chē)的前提，而CNG加氣站的建站規(guī)模直接與天然氣汽車(chē)加氣要求相關(guān)聯(lián)。針對(duì)不同的加氣要求應(yīng)該靈活采取加氣設(shè)備配置，同時(shí)采取不同的加氣工藝流程。
1 CNG加氣站簡(jiǎn)介
1.1 CNG加氣站系統(tǒng)配置
CNG加氣站由6大系統(tǒng)組成：天然氣調(diào)量計(jì)量；天然氣凈化系統(tǒng)；天然氣壓縮系統(tǒng)；天然氣儲(chǔ)氣系統(tǒng)；CNG售氣系統(tǒng)；控制系統(tǒng)（自動(dòng)保護(hù)、停機(jī)及順序充氣）。
1.2 CNG加氣站工藝流程見(jiàn)圖1
1.3 加氣方式
　　根據(jù)不同的加氣負(fù)荷特點(diǎn)，可以采用快速加氣、慢速加氣、混合式加氣、子母站加氣等方式。
　　在加氣站系統(tǒng)內(nèi)可由壓縮機(jī)直接向鋼瓶注氣，亦可設(shè)置壓縮機(jī)和一批高壓儲(chǔ)存鋼瓶以加快加氣速度，一般日加注能力100輛~200輛。另外，采取子母站形式，可以充分發(fā)揮壓縮、灌充裝置的利用效率。
1. 4主要工藝設(shè)備
1.4.1 母站
（1） 分子篩（2）壓縮機(jī)（3）儲(chǔ)氣鋼瓶（4）加氣機(jī)
1.4.2 子站
（1） 轉(zhuǎn)運(yùn)拖車(chē)（2）儲(chǔ)氣鋼瓶（置于拖車(chē)上）（3）增壓器（4）加氣機(jī)
　　所有設(shè)備中，壓縮機(jī)主機(jī)是最主要的設(shè)備，也是整個(gè)加氣站占投資比例最大的設(shè)備，是整個(gè)加氣站的核心。
2 CNG加氣站設(shè)備選型優(yōu)化組合
2.1 當(dāng)加氣負(fù)荷不均勻分布時(shí)
　　 加氣負(fù)荷集中在幾個(gè)時(shí)間段，對(duì)加氣時(shí)間要求比較苛刻。這類(lèi)情況一般發(fā)生在以下幾種情況：a)母站給拖車(chē)加氣；b)因氣源管網(wǎng)壓力限制、用電峰值限制、車(chē)輛運(yùn)行特點(diǎn)限制等特殊原因，汽車(chē)加氣只能集中在部分時(shí)間段內(nèi)；c)城市天然氣汽車(chē)發(fā)展初期，現(xiàn)有加氣站數(shù)量較少，汽車(chē)加氣機(jī)動(dòng)性較差。
針對(duì)這類(lèi)情況，在進(jìn)行設(shè)備選型時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮增大壓縮機(jī)排量，相應(yīng)儲(chǔ)氣瓶容積可以減小，通過(guò)壓縮機(jī)直供來(lái)滿足連續(xù)快速加注的要求，儲(chǔ)氣瓶預(yù)先儲(chǔ)存的高壓天然氣只是為了滿足平時(shí)零星加氣的要求。通過(guò)壓縮機(jī)直供時(shí)，若選用壓縮機(jī)排量偏小，加注管道中的氣體流量相應(yīng)偏低，加氣速度就跟不上使用要求，會(huì)造成汽車(chē)加氣排隊(duì)或者拖車(chē)脫節(jié)子站斷氣等現(xiàn)象，將影響加氣站的正常運(yùn)行。若壓縮機(jī)動(dòng)性的排量和加氣機(jī)的額定流量匯總量相當(dāng)時(shí)，就能滿足連續(xù)快速加氣要求。
　　 在滿足這種類(lèi)型加氣要求的基礎(chǔ)上而進(jìn)行的設(shè)備選型，可以滿足連續(xù)快速加注天然氣汽車(chē)的要求，但設(shè)備的能力末能充分發(fā)揮，建站投資比較大且壓縮機(jī)頻繁啟動(dòng)，影響壓縮機(jī)使用壽命。
設(shè)計(jì)實(shí)例
設(shè)計(jì)條件：
（1）日加氣車(chē)輛為150輛，每輛加氣量為100立方米，日總需求量為15000立方米；
（2）加氣負(fù)荷不均勻分布；
（3）要求連續(xù)加注，雙槍同時(shí)加注，單輛汽車(chē)加氣時(shí)間不超過(guò)4分鐘，每小時(shí)保證加氣車(chē)輛30輛。
　　為了滿足連續(xù)高速加注要求，應(yīng)通過(guò)壓縮機(jī)直供來(lái)完成。兩把槍同時(shí)加注，每輛車(chē)凈加氣時(shí)間在4分鐘之內(nèi)，則壓縮機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算排量v=(100*2/4)*60=3000立方米每小時(shí)。可以考慮選用2 臺(tái)1500立方米每小時(shí)的壓縮機(jī)。
　　另外，儲(chǔ)氣瓶容積可以減小，儲(chǔ)氣瓶容積可以選擇ASME儲(chǔ)氣鋼瓶（CPI公司生產(chǎn)）6個(gè)單元（采用三級(jí)儲(chǔ)氣方式，高中低儲(chǔ)氣單元數(shù)比例為1：2：3），總水容積為7.836立方米，換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下為2322立方米，按照此儲(chǔ)氣加氣系統(tǒng)取氣，最高取氣率可達(dá)42%~45%，則通過(guò)儲(chǔ)氣瓶給車(chē)輛加注約為1000立方米天然氣，也就是說(shuō)可以注滿10輛天然氣汽車(chē)。儲(chǔ)氣瓶先儲(chǔ)存的高壓天然氣只是為了滿足平時(shí)零星加氣的要求。
2.2 當(dāng)加氣負(fù)荷均勻分布時(shí)
　　日加氣總量一定，且加氣車(chē)輛均勻分布在各時(shí)間段內(nèi)。這類(lèi)情況一般發(fā)生在固定車(chē)源的專(zhuān)用加氣站（例如公交停車(chē)場(chǎng)），并留有一定的機(jī)動(dòng)備用車(chē)輛，通過(guò)對(duì)固定加氣車(chē)輛進(jìn)行合理調(diào)度，優(yōu)化車(chē)輛加氣順序，避免車(chē)輛連續(xù)集中加氣；或者是加氣站的數(shù)量達(dá)到一定規(guī)模，汽車(chē)可以到不同的加氣站進(jìn)行加氣。另外，對(duì)于同一輛車(chē)，每次加注并不一定注滿汽車(chē)鋼瓶，也就是每日可以累積多次加氣，每天總加氣量基本不變，這部分加注量在各時(shí)間段均勻消化。
　　 針對(duì)這類(lèi)情況，在進(jìn)行設(shè)備選型時(shí)，相應(yīng)壓縮機(jī)排量可以降低，適當(dāng)增大儲(chǔ)氣瓶容積。利用預(yù)先儲(chǔ)存加壓氣體彌補(bǔ)壓縮機(jī)排量不足的辦法，使加氣系統(tǒng)具有比壓縮機(jī)最大排量大得多的加氣能力。
　　 另外，對(duì)于這種加氣要求，加氣方案可以采取快加氣和慢加氣組合加氣。在原有加氣管線上增加敷設(shè)慢加氣布管。
　　采用慢加氣一般是在每天晚上對(duì)停車(chē)場(chǎng)的汽車(chē)?yán)�用整夜的時(shí)間用壓縮機(jī)直接加氣，壓縮機(jī)將氣送入通往每輛汽車(chē)分配氣管中，再經(jīng)加氣機(jī)進(jìn)入汽車(chē)鋼瓶。典型的慢加氣系統(tǒng)的售氣機(jī)或加氣崗位是無(wú)人值守的。該系統(tǒng)主要由充氣閥、壓力表、軟管和能自動(dòng)控制加氣使其不超過(guò)規(guī)定值，且可避開(kāi)白晝用電高峰。
　　在這種類(lèi)型的加氣要求基礎(chǔ)上而進(jìn)行的設(shè)備選型可以避免壓縮機(jī)頻繁啟動(dòng)，且可以最大限度的發(fā)揮設(shè)備的能力，建站效益也比較明顯。
設(shè)計(jì)實(shí)例
設(shè)計(jì)條件：
（1）日加氣車(chē)輛為150輛，每輛加氣量為100立方米，日總需求量為15000立方米；
（2）加氣負(fù)荷均勻分布，可以根據(jù)加氣站的加注能力進(jìn)行調(diào)度；
（3）加氣站每日操作時(shí)間為16小時(shí)；
（4）按照二級(jí)加氣站設(shè)計(jì)。
　　根據(jù)這個(gè)加氣要求，儲(chǔ)氣瓶容積可以選擇 ASME儲(chǔ)氣鋼瓶（CPI公司生產(chǎn)）9個(gè)單元（采用三級(jí)儲(chǔ)氣方式，高中低儲(chǔ)氣單元數(shù)比例為2：3：4），總水容積為11.754立方米，換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下為3483立方米，按照此儲(chǔ)氣加氣系統(tǒng)取氣，最高取氣率可達(dá)42%~45%，則通過(guò)儲(chǔ)氣瓶給車(chē)輛加注射1567立方米天然氣，也就是說(shuō)可以注滿15輛天然氣汽車(chē)。按照單槍加氣時(shí)間為4分鐘每輛，采用2臺(tái)單槍加氣機(jī)同時(shí)加注，則30分鐘內(nèi)可以完成加注射15輛汽車(chē)。下面根據(jù)PLC控制流程不同按照2種情況分別進(jìn)行分析計(jì)算。
（1） 全部通過(guò)儲(chǔ)氣瓶加氣，壓縮機(jī)不直供。
　　對(duì)天然氣汽車(chē)而言，要求所有加氣必須通過(guò)儲(chǔ)氣瓶作為加注平臺(tái)，由儲(chǔ)氣瓶來(lái)完成快速加氣。當(dāng)高壓儲(chǔ)氣瓶壓力下降到一設(shè)定值時(shí)，停止給汽車(chē)加氣，壓縮機(jī)啟動(dòng)給儲(chǔ)氣瓶補(bǔ)氣， 當(dāng)儲(chǔ)氣瓶壓力達(dá)到25.0Mpa時(shí)，又重新開(kāi)始給汽車(chē)加氣，假定每一輪回補(bǔ)氣結(jié)束與再加氣之間的間隔時(shí)間為0.1小時(shí)。則壓縮機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算排量v=1500立方米每小時(shí)。150輛天然氣汽車(chē)通過(guò)10個(gè)輪回完成，每一輪回15輛汽車(chē)的操作時(shí)間為1.6小時(shí)，其中壓縮機(jī)給儲(chǔ)氣瓶充氣時(shí)間為1小時(shí)；鋼瓶給汽車(chē)加氣時(shí)間為0.5小時(shí)；操作間隙為0.1小時(shí)。這種操作工況優(yōu)點(diǎn)是可以避免壓縮機(jī)頻繁啟動(dòng)，充分發(fā)揮儲(chǔ)氣瓶的儲(chǔ)氣功能來(lái)完成對(duì)汽車(chē)的快速加氣，單元加氣速度能夠得以保證，車(chē)輛在保證足夠操作時(shí)間的情況下可以選用較小排量的壓縮機(jī)。缺點(diǎn)是對(duì)加氣車(chē)輛調(diào)度要求較高，加氣靈活性較差。
（2） 采用儲(chǔ)氣瓶和壓縮機(jī)聯(lián)合供氣，壓縮機(jī)可以直供。
　　先通過(guò)儲(chǔ)氣瓶加氣，當(dāng)高壓儲(chǔ)氣瓶不能滿足加氣要求時(shí)，通過(guò)PLC控制，啟動(dòng)高壓旁通管路，采用壓縮機(jī)直接給汽車(chē)加氣，當(dāng)車(chē)輛停止加氣時(shí)，通過(guò)PLC控制，由壓縮機(jī)給儲(chǔ)氣瓶補(bǔ)氣。在此操作工況中，系統(tǒng)優(yōu)先權(quán)是給加氣車(chē)輛，也就是說(shuō)當(dāng)存在加氣車(chē)輛時(shí)，總是先"加氣后補(bǔ)氣"。假定每一輪回通過(guò)壓縮機(jī)直接給汽車(chē)加氣的數(shù)量平均為10輛，則整個(gè)150輛汽車(chē)加氣需通過(guò)6個(gè)輪回來(lái)完成，每個(gè)輪回為16/6小時(shí)。則壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算排量v=(1000+1500)*6/16=938立方米每小時(shí)，壓縮機(jī)直供加氣速度為6.4分鐘。這種操作工況的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)加氣車(chē)輛調(diào)度的要求不高，加氣靈活性好，可以選用較小排量壓縮機(jī)，比較經(jīng)濟(jì)。缺點(diǎn)是壓縮機(jī)啟動(dòng)較頻繁，單元加氣速度有限制。
3 結(jié)論及建議
　　對(duì)于加氣負(fù)荷不均勻分布、對(duì)加氣速度要求較高的情況，在建站時(shí)可以選取用較大流量的壓縮機(jī)，選用較小容積的儲(chǔ)氣鋼瓶；對(duì)于加氣負(fù)荷均勻分布、對(duì)加氣速度無(wú)苛刻要求的情況，在建站時(shí)可以選用較小流量的壓縮機(jī)，選用較大容積的儲(chǔ)氣鋼瓶。
通常，在天然氣汽車(chē)發(fā)展初期，由于天然氣汽車(chē)加氣站數(shù)量末達(dá)到一定規(guī)模，加氣負(fù)荷一般難以均勻分布，對(duì)加氣速度要求較高，加氣靈活性較差，故造成設(shè)備選型時(shí)容量一般偏大，運(yùn)行時(shí)不能充分發(fā)揮設(shè)備的運(yùn)行能力。參考國(guó)外天然氣汽車(chē)發(fā)展以及建站經(jīng)驗(yàn)，建議在進(jìn)一步發(fā)展天然氣汽車(chē)時(shí)，利用原設(shè)有大排量壓縮機(jī)的加氣站進(jìn)行改建，增設(shè)加氣柱，建成母站，另外新建投資較小的子站，這樣可以利用母站的加氣間隙時(shí)間給拖車(chē)加氣，充分發(fā)揮母站設(shè)備的運(yùn)行能力。當(dāng)天然氣汽車(chē)和加氣站發(fā)展達(dá)到一定規(guī)模時(shí)，加氣負(fù)荷均勻分布，新建加氣站時(shí)可以降低對(duì)壓縮機(jī)排量的要求，另外若場(chǎng)地允許，應(yīng)考慮增加慢加氣方式