[实用新型]用于天然气压缩机的减压稳定进气系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种压缩机进气装置。

背景技术

汽车CNG加气站一般分为两种形式：CNG标准站和CNG子、母站形式。CNG标准站是指CNG加气站以管网天然气为气源，经站内压缩机增压，天然气压力升至20MPa～25 MPa后为CNG汽车充气。子、母站形式是指CNG母站以主干线管道天然气为气源，用母站压缩机将天然气增压至20 MPa后充入拖车气瓶，由拖车将天然气运至CNG子站，CNG子站压缩机再以拖车气瓶气为气源，将天然气增压至20～25 MPa后为CNG汽车充气。标准站、母站压缩机气源为管道天然气，进气压力变化相对较小；而子站压缩机气源为拖车气瓶，进气压力变化就相当宽泛，从气瓶满载时的20 MPa至需更换气瓶时的约2.5 MPa。

CNG子站压缩机进气压力范围太宽，工况变化就会很大，这给压缩机的设计和使用均带来一些问题。

设计时，要满足一定的排气量需求，气缸直径和活塞直径就会与之相匹配。当气缸直径确定后，最大进气压力对应的功率是最大的(CNG压缩机的最大排气压力设计值是恒定的25 MPa)，电机也以此为依据来匹配。子站压缩机工作时，由于作为气源的拖车气瓶内的天然气不断减少，压力逐步降低，所以子站压缩机的进气压力就随之降低，所需功率也逐渐减少，这时，所配的电机就出现了功率使用不充分的情况，即所谓的大马拉小车，效率将明显下降。

太宽的进气压力范围也为压缩机气阀的设计带来困难。压缩机的气阀是压缩机的关键部件之一，它的工作情况对压缩机意义重大。设计或选用的气阀与压缩机匹配得好时，总的相对功率损失会控制在4%～9%之间，而匹配得不好时可达到15%～30%。进、排气压力是气阀设计时的关键参数之一，对于变化的进气压力，设计时只能取一个兼顾两端的中间值，进气压力变化范围太宽，就会出现气阀在大多数工作时间远离设计点的情况。气阀与压缩机的匹配很难做到合适。进气压力远小于设计点时，弹簧力相对过大，阀片会出现颤振，气体阻力损失增加，阀片寿命缩短。进气压力远高于设计点时，弹簧力相对过小，气阀关闭滞后，一方面气体会出现倒流回窜，严重影响排量及功率；另一方面，气阀关闭时与正常关闭时不同，是在弹簧力和倒流回窜的气体力共同推动下撞向阀座，阀片、阀座撞击应力增加，寿命缩短，噪音增加。总之严重偏离设计工况的气阀功率损失增加，寿命缩短。

由此可知，宽泛的进气压力会带来匹配的电机效率偏低，气阀功率损失增加，寿命缩短的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提出一种CNG子站压缩机减压稳定进气系统，使压缩机电机匹配更合理，效率提高；气阀功率损失减小，气阀组件寿命延长，可靠性更高。

本实用新型的目的通过下述技术方案来实现： 

一种用于天然气压缩机的减压稳定进气系统，包括压缩机进气管线，其特征在于：所述压缩机进气管线为并联的两路，其中一路装有减压装置，所述减压装置前以及压缩机一级压缩缸入口前分别设有压力检测点，所述压力检测点分别与控制系统电连接反馈压力信号；另一路为旁通进气管路，装有阀门，由控制系统根据接收到的压力信号以一压力值为临界点控制其开闭，高于临界点时关闭，低至临界点时开启。

作为优选方式，所述临界点压力值为6.5 MPa。

作为优选方式，所述减压装置减压后的压力为6.2～6.5 MPa。

作为优选方式，所述减压装置为减压调压阀，所述阀门为电控气动球阀。

本实用新型的基本原理是将20～2.5 Mpa的进气压力范围经过减压，大大降低进气压力变化幅度（优选调整至6.5～2.5 Mpa，压缩机的进气压力变化幅度由17.5 Mpa减为4 Mpa），这就大大有利于压缩机工况的稳定。

本实用新型的工作流程：减压调压阀前的压力检测点，检测拖车气瓶来气的压力；在调压阀后，压缩机一级压缩缸入口前的压力检测点，检测压缩机进气压力。

压缩机启动后，通过减压调压阀前的压力检测点反馈的压力信号，控制系统检测气瓶拖车来气压力，当其值高于临界值（优选6.5 Mpa）时，控制系统关闭旁通管路气动球阀，压缩前的原料气只能经过调压阀减压后进入压缩机，减压后的压力为6.2～6.5 Mpa。随着压缩机不断工作，拖车气瓶内的压力逐渐减少，当控制系统检测到来气压力低至6.5 Mpa时，则开启旁通管路气动球阀，原料气不经调压阀减压而直接进入压缩机。压缩机继续工作，气瓶压力进一步减小，直到压缩机一级压缩缸入口前的压力检测点反馈的压力信号，压力降至2.5 Mpa左右，需更换气瓶拖车为止。