Bevezetés
A CNG-töltőállomások kulcsfontosságú technológiái több különálló rendszerbe sorolhatók: kompressziós rendszer, földgáz-előkezelő rendszer, tároló- és adagolórendszer, valamint vezérlőrendszer.
Földgáz kompressziós rendszer
A földgázsűrítési rendszer elsősorban a főkompresszor egységből, egy szívópuffertartályból, egy hűtőrendszerből és egy kenőrendszerből áll. A fő kompresszoregység a legkritikusabb alkatrész, -amely az üzemanyagtöltő állomás "szíveként" szolgál-, és teljesítménye közvetlenül meghatározza az egész létesítmény üzembiztonságát és gazdaságosságát. A CNG-töltőállomások jellemzően dugattyús kompresszorokat alkalmaznak, amelyekre nagy kifúvási nyomás és viszonylag kis kiszorítási térfogat jellemző. A kenési módszer alapján a kompresszorokat alapvetően két típusra osztják: olajos-kenésű és olaj-mentes. Olajkenésű -rendszereknél egy olajeltávolító eszközt kell felszerelni a végső ürítőnyílás után.
Az üzemanyagtöltő állomásokon használt kompresszorok nyomónyomása jellemzően 25 MPa. Míg egyes egységek valamivel magasabb nyomást is elérhetnek,-akár 28 MPa-, és néhány gyártó 32 MPa-ig is képes kompresszorokat kínálni, a műszaki elemzések azt mutatják, hogy a 25 MPa-os nyomónyomás kínálja a legoptimálisabb egyensúlyt a gazdaságosság, a megbízhatóság és a biztonság között. A szívónyomás jellemzően 0,035 és 9 MPa között van. A kompresszor kiszorítási kapacitása az állomás specifikus léptékének megfelelően választható meg, 16 és 2000 m³/h között, a közös teljesítmény 200 és 300 m³/h között van.
Földgáz-előkezelő rendszer (beleértve a tisztítást és a nyomásszabályozást)
A sűrítés előtt vagy után az üzemanyagtöltő állomásra belépő földgáznak tisztítási és szárítási folyamatokon, -konkrétan kéntelenítésen, szénhidrogén eltávolításon és víztelenítésen kell átesnie. A kéntelenítés magában foglalja a savas gázok -például hidrogén-szulfid- eltávolítását a földgázból a berendezések és a csővezetékek korróziójának, valamint az acél gázpalackok „hidrogén ridegségének” megakadályozása érdekében. A szénhidrogén-eltávolítás során könnyű szénhidrogéneket vonnak ki a földgázból annak biztosítására, hogy az etán és a nehezebb alkánok együttes tartalma 3% alatt maradjon; ez megakadályozza a rendellenes gyulladást és égést a jármű motorjában. A dehidratáció magában foglalja a nedvesség eltávolítását a földgázból, hogy megakadályozzák a jégelzáródásokat a gázellátó rendszerben a nyomáscsökkentési és hűtési folyamat során.
A földgáz dehidratálása az előkezelési folyamat legkritikusabb szakasza. A CNG-töltőállomások jellemzően kettős{1}}toronyszárítókat használnak erre a célra. Az állomás elrendezésén belüli víztelenítő egység konkrét helyétől függően ezek a rendszerek három típusba sorolhatók: alacsony-nyomású, közepes-nyomású és magas-nyomású dehidratáció. Ha a szerelvények és szelepek minőségével kapcsolatos műszaki és gyártási problémákat sikeresen meg lehet oldani, a nagynyomású víztelenítési módszer-kompakt szerkezete és hatékony víztelenítési teljesítménye miatt-nagyon életképes megoldást jelent a gázszárításra.
Tisztítási és szárítási kezelések után a földgáznak meg kell felelnie a járműhasználatra vonatkozó speciális szabványoknak, mielőtt az üzemanyagtöltő állomáson a tárolóhengerekbe tölthető, közvetlenül értékesíthető, vagy a CNG{0}}meghajtású járművek üzemanyagtartályaiba adagolható lenne. hazám nemzeti szabványt hozott létre a "Sűrített földgáz járművekhez" (GB 18047-2000) vonatkozásában. Ez a szabvány szigorú határértékeket ír elő a járművek CNG-jének kén- és víztartalmára vonatkozóan, és előírja, hogy a hidrogén-szulfid-tartalomnak 15 mg/m³-nél kisebbnek kell lennie, a víz harmatpontjának pedig legalább 5 fokkal a maximális üzemi nyomáson tapasztalható legalacsonyabb környezeti hőmérséklet alatt kell lennie.
Vezérlőrendszer
A vezérlőrendszer elsődleges feladata az üzemanyagtöltő állomás berendezéseinek normál működésének szabályozása, a legfontosabb üzemi paraméterek figyelése, valamint a berendezés meghibásodása esetén a riasztások automatikus kiváltása vagy vészleállás kezdeményezése. A külföldi gyártású{1}}utántöltő berendezések vezérlőrendszerei általában programozható logikai vezérlőket (PLC) használnak. Ez a megközelítés nagy megbízhatóságot kínál, lehetővé teszi a berendezések teljesen automatizált működését, és megkönnyíti a távoli adatátvitelt a központi vezérlőterembe-, ezáltal lehetővé teszi az állomások pilóta nélküli működését, és jelentősen csökkenti az állomások üzemeltetőinek fizikai terhelését.
Tároló és adagoló rendszer
A kompresszor gyakori ciklusos működésének megakadályozása és a folyamatos gázellátás biztosítása érdekében akkor is, ha a kompresszor nem működik aktívan, a CNG-töltőállomásokat gáztárolókkal kell felszerelni. Egy tipikus kialakítás a tároló- és adagolórendszereket egy kiemelt vezérlőpanelen keresztül integrálja; ez a konfiguráció kezeli a gázáramlás sorrendjét, hogy biztosítsa a tároló hatékony kihasználását és a jármű gyors tankolását. Az üzemanyagtöltő állomások általában többszintű tárolási stratégiát alkalmaznak, a gáztároló palacksorokat nagy-nyomású kategóriába sorolják. A közepes-nyomású és alacsony-nyomású palacksorokat a töltési és adagolási folyamatok során automatikusan vezérli egy kiemelt vezérlőpanel. A töltési művelet során először a nagynyomású-tartály töltődik fel; amint a nyomás a magas-nyomású bankban elér egy meghatározott küszöböt, a közepes-nyomású bank elkezd megtelni. Ezt követően, amikor a nyomás a közepes nyomású{10}}bankban eléri a meghatározott küszöbértéket, az alacsony nyomású bank megkezdődik. Ezt követően mindhárom hengersor egyszerre töltődik, amíg el nem éri a maximális tárolási nyomást, ekkor a töltési folyamat leáll. Az adagolási művelet során a gáz először az alacsony{14}}nyomású bankból szívódik fel; amint a nyomás az alacsony{15}}nyomású bankban egy meghatározott küszöbértékre esik, elkezdődik a gáz felszívása a közepes{16}}nyomású bankból. Ezt követően, amikor a nyomás a közepes{18}}nyomású bankban a meghatározott küszöbértékre esik, a gáz elkezdődik a magas nyomású{19}}bankból. Ezt követően mindhárom hengersorból egyszerre szívják ki a gázt, amíg a tárolóbankokon belüli nyomás kiegyenlítődik a jármű fedélzeti hengereinek maximális tárolási nyomásával, ekkor az adagolás leáll. Ha további járműveket továbbra is tankolni kell, a gázt közvetlenül a kompresszor nyomóvezetékéből szívják fel; a jármű tankolása után a kompresszor a leállás előtt a beállított feltöltési sorrendnek megfelelően folytatja a három tárolóbank feltöltését. Ennek a működési módnak az az előnye, hogy biztosítja a tárolóbankok maximális kapacitását, -ezáltal javítja a felhasználási hatékonyságukat,-egyidejűleg pedig elősegíti a járművek lehető leggyorsabb tankolását.
