Раздел 1. Классификация АГНКС-заправочных станций
Заправочные станции КПГ в основном подразделяются на три типа: материнские станции, стандартные станции и под-станции. Материнские станции обычно забирают газ из трубопроводов высокого-давления; они заправляют прицепы с газовыми баллонами (газобаллонные грузовики), отвечают за транспортировку газа на под-станции, а также непосредственно заправляют отдельные транспортные средства, работающие на КПГ. Стандартные станции в основном забирают газ из городских трубопроводных сетей среднего-давления для непосредственной заправки автомобилей КПГ. Подстанции-, с другой стороны, используют прицепы для перевозки сжатого природного газа в качестве источника газа и предназначены исключительно для заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе. Стоит отметить, что, поскольку стандартные станции забирают газ непосредственно из сети газопроводов,-часто имеют высокие скорости потока,-они могут оказывать значительную нагрузку на городскую газовую сеть. Это потенциально может привести к нарушению поставок газа жилым и промышленным потребителям; поэтому выбор места для стандартной станции требует всестороннего и тщательного рассмотрения. В настоящее время модель «материнской-подстанции» является наиболее распространенной конфигурацией, в которой под-подстанции подразделяются на два типа: обычные под-подстанции и гидравлические под-станции. В следующих разделах мы углубимся в технические детали и характеристики обычных заправочных под-станций.
Подробный анализ традиционных заправочных станций КПГ-
Теперь мы сосредоточимся конкретно на обычных заправочных станциях КПГ-, подробно изучив их принципы работы и ключевые особенности.
Гидравлические заправочные станции КПГ-
Технология, лежащая в основе обычных заправочных станций КПГ,-в основном основана на традиционных системах наддува на основе газовых компрессоров-. Подстанции такого типа обычно строятся в местах, где в непосредственной близости нет существующих газопроводов. Их часто размещают в городских районах, чтобы обеспечить удобные услуги по заправке транспортных средств, или в сельских промышленных зонах и других регионах, где нет проложенных газопроводов, где они служат источником энергоснабжения природным газом. На материнской станции природный газ компримируется и хранится; далее сжатый природный газ-с давлением до 25 МПа-транспортируется на под-станцию специализированными транспортными средствами (трубовозы). Затем под-станция приступает к заправке отдельных автомобилей КПГ. Для под-подстанций, расположенных в промышленных зонах, рабочий процесс выглядит следующим образом: природный газ низкого-или среднего-давления наддувается компрессорами до диапазона давлений 20–25 МПа. Затем его сжимают в специальные стальные цилиндры или пучки трубок, которые монтируются на прицепы на платформе-, оснащенные буксировочными механизмами. Эти транспортные средства доставляют природный газ на под-станцию, где они подключаются к системе-разгрузки газа и оборудованию для регулирования давления-сжатого природного газа, чтобы облегчить транспортировку газа. После прохождения через блок понижения давления-для понижения природного газа высокого-давления до заданного пользователем-диапазона 0,2–0,4 МПа, газ поступает в сеть распределительных трубопроводов и становится доступным для потребления пользователем.
Архитектурная схема традиционной дочерней станции КПГ показана ниже:
Архитектура и процесс традиционной дочерней станции КПГ
Технологическая схема обычной дочерней станции КПГ работает следующим образом: когда прицеп КПГ прибывает на станцию, он подключается к колонне разгрузки газа через разгрузочный шланг высокого-давления. Здесь используются две отдельные линии: первая — это линия «прямой подачи», которая использует внутреннее давление в цилиндрах прицепа для непосредственной заправки транспортных средств. На этой линии используются расположенные на территории-блоки баллонов для хранения газа-, включающие банки низкого-, среднего- и высокого-давления-, для пополнения топливного бака автомобиля до давления 20 МПа. Когда давление внутри блоков баллонов-хранилищ падает ниже 20 МПа, активируется вторая линия -или "наддува"-; начинает работу компрессор, откачивающий природный газ из баллонов прицепа и восстанавливающий давление в накопителях до 20 МПа.
Ключевое оборудование на обычной дочерней станции КПГ включает в себя блочную-газоперекачивающую установку и ее систему наддува, ряды баллонов для хранения газа (общей емкостью 8 м³), газораздаточные колонки (в которых используется технология заправки «трех-линий»), колонну разгрузки газа, а также системы безопасности и оборудование для распределения электроэнергии (например, компактные трансформаторы подстанции).
Далее мы рассмотрим технические характеристики и архитектуру гидравлической дочерней станции КПГ. Гидравлические дочерние станции обычно строятся в местах,-часто в городских районах-где рядом с заправочной станцией нет существующей инфраструктуры газопровода, что позволяет им предоставлять услуги по заправке транспортных средств. На станциях этого типа используется система гидравлического наддува, заменяющая традиционную систему наддува на базе газового компрессора-. Он отличается высокой степенью системной интеграции, надежной заправочной способностью, простотой установки и низкими эксплуатационными расходами. Его архитектурная схема показана ниже:
Архитектура и процесс гидравлической дочерней станции КПГ
Технологическая схема гидравлической дочерней станции СПГ следующая: по прибытии прицепа СПГ на станцию используются быстро-разъемные соединения для соединения шланга подачи жидкости высокого-давления, шланга возврата жидкости высокого-давления, пакета регулирующего газа и выпускного шланга СПГ-высокого давления к раме дочерней гидравлической станции. Когда система готова, начинает работать гидравлический насос высокого-давления. Система автоматического управления ПЛК открывает впускной клапан жидкости и выпускной клапан газа первого баллона-хранилища, одновременно закрывая клапан возврата жидкости. При этом в цилиндр-хранилище впрыскивается жидкая среда под высоким-давлением-, в частности, гидравлическое масло с низкой-низкой летучестью-, что позволяет поддерживать давление газа в резервуарах-хранилище грузовика-баллона на уровне от 20 до 22 МПа. СПГ поступает из выпускного отверстия баллона для газа через шланг высокого-давления для сжатого природного газа и попадает в буферный резервуар, расположенный на раме гидравлической под-станции. Затем он подается по трубопроводу высокого-давления к заправочной станции СПГ для заправки транспортных средств,-работающих на КПГ. Когда примерно 95% природного газа сброшено, система автоматического управления выдает команду на закрытие впускного и выпускного клапанов жидкости конкретного баллона-хранилища, одновременно открывая его обратный клапан для жидкости. Это позволяет жидкой среде под высоким-давлением внутри цилиндра течь обратно в резервуар для хранения, расположенный на раме, под действием объединенных сил давления остаточного газа и силы тяжести. Затем впускной клапан жидкости и выпускной клапан газа второго баллона-хранилища открываются, и жидкость под высоким-давлением начинает его заполнять. Этот процесс продолжается до тех пор, пока большая часть жидкой среды из первого баллона-хранилища не вернется в резервуар-хранилище. В ходе этой операции система программного управления ПЛК обеспечивает последовательное вращение восьми цилиндров-хранилищ, в то время как пневматические приводы открывают и закрывают впускные и выпускные клапаны каждого цилиндра точно так, как это диктует программа управления ПЛК. Как только грузовик с баллонами закончит сливать газ, персоналу остается только переключить быстроразъемное соединение -на следующий грузовик с баллонами-процесс передачи занимает примерно 3–5 минут-, чтобы обеспечить бесперебойную работу заправочной станции.
Ключевые компоненты оборудования гидравлической под-станции включают в себя блок гидравлической под-станции (включающий конструкцию рамы, систему повышения давления и т. д.), шкаф управления, оборудование подачи воздуха для приборов, заправочную колонку сжатого природного газа (с использованием однолинейной технологии заправки), систему защиты и защиты, а также оборудование для преобразования и распределения энергии (например, трансформаторы коробчатого-типа). В следующем разделе мы углубимся в методологию выбора оборудования для АГНКС под-заправочных станций.
В настоящее время автозаправочные станции КПГ обслуживают в основном муниципальные автобусы и такси. Следовательно, их рыночные перспективы и возможности поставок газа ограничены правилами городского планирования, что приводит к определенным внутренним ограничениям. Хотя обычные дочерние станции и гидравлические дочерние станции в конечном итоге производят один и тот же продукт, -принося одинаковый доход-, различия в их технологическом оборудовании приводят к различиям в первоначальных инженерных затратах и эксплуатационных расходах.
Выбор оборудования для дочерних АГНКС
Это представляет собой критический этап в поиске технически обоснованного и экономически жизнеспособного решения. Это не только влияет на контроль стоимости проекта, но также имеет жизненно важное значение для минимизации эксплуатационных расходов. На протяжении всего жизненного цикла проекта общие затраты складываются из первоначальных затрат на проектирование и эксплуатационных затрат, понесенных в течение периода обслуживания. Поэтому при оценке и сравнении альтернативных инженерных проектов не следует сосредотачиваться исключительно на инженерных затратах, понесенных на этапе строительства, но также полностью учитывать долгосрочные-эксплуатационные расходы на этапе обслуживания.
Комплексный анализ служит основой для выбора оборудования; его цель состоит в том, чтобы эффективно распределять и использовать ресурсы и капитал для максимизации доходности инвестиций. В процессе отбора можно использовать различные методологии для сравнения выгод и затрат: от всесторонних сравнений до частичных сравнений. Независимо от конкретного принятого метода необходимо обязательно придерживаться принципа последовательности параметров расчета как выгод, так и затрат, обеспечивая тем самым сопоставимость различных предлагаемых решений.
Обычно используемые методы сравнительного отбора включают метод сравнения выгод, метод сравнения затрат и метод минимальной цены. Среди них особенно интересен *Внутренняя норма прибыли от дополнительных инвестиций*-специальный метод в рамках метода сравнения выгод-. Путем расчета финансовой внутренней нормы доходности (IRR) дополнительных инвестиций между альтернативными решениями и сравнения ее с заранее определенной базовой ставкой этот метод обеспечивает четкое и интуитивное отражение различий в экономических показателях между различными вариантами. В условиях рыночной экономики, где максимизация прибыли является неотъемлемой природой капитала, этот метод приобретает первостепенное значение при сравнительной оценке проектных предложений.
Обзор основного оборудования для обычных дочерних станций
При строительстве дочерних станций КПГ традиционные дочерние станции играют незаменимую роль, во многом определяемую их специфическим набором ключевого оборудования. Эти основные компоненты не только имеют решающее значение для контроля затрат по проекту, но и напрямую влияют на оптимизацию операционных расходов. Следовательно, при оценке и сравнении альтернативных конструктивных предложений комплексная оценка данного оборудования становится важнейшим шагом в поиске технически обоснованного и экономически рационального решения.
Обзор основного оборудования дочерних гидравлических станций
В строительстве дочерних станций КПГ ключевую роль играют дочерние гидравлические станции, отличающиеся уникальным набором специализированного оборудования. Эти основные компоненты не только необходимы для контроля инвестиционных затрат проекта, но также оказывают непосредственное влияние на повышение операционной эффективности. В процессе оценки и сравнения альтернативных предложений углубленный анализ этого оборудования является важным шагом в определении оптимального технического и экономического решения.
