1. szakasz: A CNG-utántöltő alállomások osztályozása
A CNG-töltőállomásokat elsősorban három típusba sorolják: alapállomások, szabványos töltőállomások és{0}}alállomások. Az anyaállomások jellemzően nagynyomású-vezetékekből szívják a gázt; ők töltik fel a CNG csöves pótkocsikat (gázpalackos teherautókat), felelősek a gáz alállomásokra való szállításáért, valamint közvetlenül az egyes CNG-járműveket is tankolják. A szabványos állomások elsősorban a városi közepes{5}nyomású vezetékhálózatokból nyernek gázt a CNG-járművek közvetlen feltöltéséhez. Az alállomások viszont CNG-csöves pótkocsikat használnak gázforrásként, és kizárólag a CNG-járművek tankolására szolgálnak. Érdemes megjegyezni, hogy mivel a szabványos állomások közvetlenül a földgázvezeték-hálózatból szívják a gázt-gyakran nagy áramlási sebességgel-, jelentős terhelést gyakorolhatnak a városi gázhálózatra. Ez potenciálisan megzavarhatja a lakossági és ipari felhasználók gázellátását; ezért a szabványos állomás helyszínének kiválasztása átfogó és alapos mérlegelést igényel. Jelenleg az „anya-alállomás” modell a legelterjedtebb konfiguráció, amelyen belül az alállomások két típusba sorolhatók: hagyományos alállomások és hidraulikus alállomások. A következő szakaszokban részletesebben foglalkozunk a hagyományos üzemanyagtöltő alállomások műszaki részleteivel és jellemzőivel.
A hagyományos CNG-utántöltő alállomások részletes elemzése{0}}
Most kifejezetten a hagyományos CNG-töltő{0}}alállomásokra fogunk összpontosítani, és alaposan megvizsgáljuk azok működési elveit és főbb jellemzőit.
Hidraulikus CNG-utántöltő alállomások{0}}
A hagyományos CNG üzemanyagtöltő alállomások mögötti technológia elsősorban a hagyományos gázkompresszor{1}}alapú töltőrendszereken alapul. Az ilyen típusú alállomásokat jellemzően olyan helyeken építik, ahol a közvetlen közelében nincs földgázvezeték. Gyakran városi területeken helyezik el, hogy kényelmes üzemanyag-feltöltési szolgáltatásokat nyújtsanak a járművek számára, vagy vidéki ipari övezetekben és más, lefektetett gázvezeték nélküli régiókban, ahol földgáz-energiaellátási forrásként szolgálnak. Az anyaállomáson a földgáz sűrítése és tárolása történik; ezt követően a sűrített földgázt -25 MPa-nyomás alatt speciális szállítójárműveken (csöves pótkocsikon) szállítják az alállomásra. Az alállomás ezután megkezdi az egyes CNG-járművek tankolását. Az ipari övezetekben található alállomások működési folyamata a következő: Az alacsony-nyomású vagy közepes{15}}nyomású földgázt kompresszorok 20–25 MPa nyomástartományra emelik. Ezt követően speciális acélhengerekbe vagy csőkötegekbe tömörítik, amelyeket vonószerkezettel felszerelt, csúszó{19}}alapú pótkocsikra szerelnek fel. Ezek a járművek a földgázt az alállomásra szállítják, ahol egy gáz-ürítő rendszerhez és CNG nyomás{23}}szabályozó berendezéshez csatlakoznak a gázszállítás megkönnyítése érdekében. Miután áthaladt egy nyomáscsökkentő csúszáson, hogy a nagynyomású földgázt a felhasználóhoz -meghatározott 0,2–0,4 MPa tartományba csökkentse, a gáz belép az elosztó vezetékhálózatba, és elérhetővé válik a felhasználói fogyasztás számára.
A hagyományos CNG leányállomás építészeti diagramja az alábbiakban látható:
A hagyományos CNG leányállomás felépítése és folyamata
A hagyományos CNG-leányállomás folyamatfolyamata a következőképpen működik: Amikor egy CNG-utánfutó megérkezik az állomásra, egy nagynyomású{0}}ürítőtömlőn keresztül csatlakozik a gázürítő oszlophoz. Itt két különálló vonalat használnak: az első egy "közvetlen táp" vezeték, amely a pótkocsi hengereiben rejlő nyomást kihasználva közvetlenül tölti fel a járműveket. Ez a vonal az állomás helyszíni, -gáztároló palackjait-használja, amelyek alacsony-, közepes- és nagy-nyomású bankokból- állnak, hogy feltöltsék a jármű üzemanyagtartályát 20 MPa nyomásig. Amikor a nyomás a tárolóhengerben 20 MPa alá csökken, a második -vagy "nyomásnövelő"-sor aktiválódik; a kompresszor működésbe lép, földgázt szív ki a pótkocsi hengereiből, hogy visszaállítsa a nyomást a tárolóbankok 20 MPa-ra.
A hagyományos CNG leányállomás kulcsfontosságú berendezései közé tartozik a csúszós{0}}gázkompresszor egység és annak nyomásfokozó rendszere, a gáztároló hengersorok (8 m³ összkapacitású), a gázadagolók (amelyek „három-soros” tankolási technológiát alkalmaznak), a gázürítő oszlop, valamint a biztonsági és biztonsági elosztó alberendezések (pl. áramelosztó rendszerek).
Ezután egy hidraulikus CNG leányállomás műszaki jellemzőit és architektúráját vizsgáljuk meg. A hidraulikus leányállomásokat jellemzően olyan helyeken építik,-gyakran városi területeken-, ahol az üzemanyagtöltő állomás közelében nem áll rendelkezésre meglévő földgázvezeték-infrastruktúra, így lehetővé válik számukra a járművek tankolása. Az ilyen típusú állomások hidraulikus nyomásfokozó rendszert alkalmaznak a hagyományos gázkompresszor{4}}alapú nyomásfokozó rendszer helyett. Magas fokú rendszerintegrációval, robusztus tankolási kapacitással, egyszerű telepítéssel és alacsony üzemeltetési költségekkel rendelkezik. Építészeti diagramja az alábbiakban látható:
A hidraulikus CNG leányállomás felépítése és folyamata
A hidraulikus CNG leányállomás folyamata a következő: Amikor a CNG pótkocsi megérkezik az állomásra, gyors-csatlakozók segítségével csatlakoztatják a nagy-nyomású folyadékellátó tömlőt, a nagy-nyomású folyadék-visszavezető tömlőt, a vezérlőgázköteget és a nagy{3}}nyomású CNG-kimeneti tömlőt a hidraulikus egység hidraulikus egységéhez. Amint a rendszer készen áll, a nagynyomású{5}}hidraulikus szivattyú működésbe lép. A PLC automata vezérlőrendszer kinyitja az első tárolópalack folyadékbemeneti és gázkimeneti szelepét, miközben egyidejűleg elzárja annak folyadékvisszavezető szelepét. Ez nagy-nyomású folyékony közeget-fecskendez be a tárolóhengerbe, hogy a gáznyomást 20 és 22 MPa között tartsa a hengeres teherautó tárolóedényeiben. A CNG a tárolóhenger gázkimenetéből egy nagy{15}}nyomású CNG-tömlőn keresztül a hidraulikus alállomás csúszó{16}}csúszóján található puffertartályba áramlik. Ezután nagynyomású{18}}csövön keresztül a CNG-adagolóhoz továbbítják a CNG{19}}meghajtású járművek tankolásához. Amikor a földgáz körülbelül 95%-a kiürült, az automata vezérlőrendszer parancsot ad az adott tárolópalack folyadékbemeneti és gázkimeneti szelepeinek elzárására, miközben egyidejűleg kinyitja a folyadékvisszavezető szelepét. Ez lehetővé teszi, hogy a hengerben lévő nagynyomású folyékony közeg visszaáramoljon a csúszótalpakon található tárolótartályba, a maradék gáznyomás és a gravitáció együttes erői által hajtva. Ezt követően a második tárolóhenger folyadékbemeneti és gázkimeneti szelepei kinyílnak, és a nagynyomású folyadék elkezdi feltölteni. Ez a folyamat addig folytatódik, amíg a folyékony közeg nagy része az első tárolóhengerből vissza nem tér a tárolótartályba. E művelet során a PLC programvezérlő rendszer biztosítja, hogy a nyolc tárolóhenger szekvenciális forgásban működjön, miközben a pneumatikus működtetők pontosan a PLC vezérlőprogramja szerint nyitják és zárják az egyes hengerek bemeneti és kimeneti szelepeit. Ha egy palackos targonca befejezte a gázkibocsátást, a személyzetnek csak a gyors{29}}csatlakozót kell átkapcsolnia a következő palackos targoncára-az áthelyezési folyamat körülbelül 3-5 percet vesz igénybe-, hogy biztosítsa az üzemanyagtöltő állomás zavartalan működését.
A hidraulikus üzemanyagtöltő alállomás főbb berendezési elemei közé tartozik a hidraulikus al-aljzat csúszórendszere (amely magában foglalja a csúszószerkezetet, nyomásfokozó rendszert stb.), a vezérlőszekrényt, a műszeres levegőellátó berendezést, a CNG-adagolót (egysoros üzemanyag-utántöltési technológiát használva), a biztonsági és védelmi rendszert, valamint az áramátalakító rendszert, mint típusú és elosztó berendezést. A következő részben részletesebben megvizsgáljuk a CNG-töltőállomások felszerelésének kiválasztásának módszerét-.
A CNG járműtöltő állomások jelenleg elsősorban önkormányzati buszokat és taxikat szolgálnak ki. Ebből következően mind piaci kilátásaikat, mind gázellátási kapacitásukat a városrendezési előírások korlátozzák, ami bizonyos eredendő korlátokat eredményez. Bár a hagyományos leányállomások és hidraulikus leányállomások végső soron ugyanazt a terméket-azonos bevételt-hozzák, a technológiai berendezéseik közötti különbségek a kezdeti tervezési költségek és az üzemeltetési költségek eltéréseit eredményezik.
Berendezés kiválasztása CNG leányállomásokhoz
Ez kritikus szakasz a műszakilag megalapozott és gazdaságilag életképes megoldás meghatározásában. Ez nemcsak a projektköltség-ellenőrzést befolyásolja, hanem létfontosságú a működési költségek minimalizálásához is. A projekt teljes életciklusa során a teljes költség a kezdeti tervezési költségből és a szolgáltatási időszak alatt felmerülő üzemeltetési költségekből tevődik össze. Ezért az alternatív mérnöki tervek értékelésekor és összehasonlításakor nem szabad kizárólag az építési szakaszban felmerülő tervezési költségekre összpontosítani, hanem teljes mértékben figyelembe kell venni a hosszú távú üzemeltetési költségeket is a szolgáltatási szakaszban.
Átfogó elemzés szolgál a berendezések kiválasztásának alapjául; célja az erőforrások és a tőke hatékony allokációja és felhasználása a befektetés megtérülésének maximalizálása érdekében. A kiválasztási folyamat során különféle módszerek alkalmazhatók a hasznok és a költségek összehasonlítására, az átfogó összehasonlítástól a részleges összehasonlításokig. Az alkalmazott konkrét módszertől függetlenül a számítási paraméterek összhangjának elvét feltétlenül be kell tartani mind a haszon, mind a költségek tekintetében, ezáltal biztosítva a különböző javasolt megoldások összehasonlíthatóságát.
Az összehasonlító kiválasztás általánosan használt módszerei közé tartozik a haszon-összehasonlítási módszer, a költség-összehasonlítás módszere és a minimális ár-módszer. Ezek közül a *növekményes befektetés belső megtérülési rátája*-egy speciális technika a haszon-összehasonlítási módszeren belül-különösen áttekinthető. Az alternatív megoldások közötti növekményes befektetés pénzügyi belső megtérülési rátájának (IRR) kiszámításával és egy előre meghatározott benchmark kamattal történő összehasonlításával ez a módszer egyértelműen és intuitív módon tükrözi a különböző lehetőségek közötti gazdasági teljesítménybeli különbségeket. Piacgazdasági környezetben, ahol a profitmaximalizálás a tőke velejárója, ez a módszer kiemelt fontosságúnak bizonyul a projektjavaslatok összehasonlító értékelése során.
A hagyományos leányállomások alapvető berendezéseinek áttekintése
A CNG leányállomások építésében a hagyományos leányállomások nélkülözhetetlen szerepet töltenek be, amelyet nagyrészt a kulcsfontosságú berendezéseik specifikus skálája határoz meg. Ezek az alapvető összetevők nem csak a projektköltségek ellenőrzéséhez elengedhetetlenek, hanem közvetlenül befolyásolják a működési költségek optimalizálását is. Következésképpen az alternatív tervjavaslatok értékelése és összehasonlítása során a berendezés átfogó értékelése kulcsfontosságú lépéssé válik a műszakilag megalapozott és gazdaságilag racionális megoldás meghatározásában.
A hidraulikus leányállomások alapvető berendezéseinek áttekintése
A CNG leányállomások építésében a hidraulikus leányállomások kulcsszerepet játszanak, melyeket egyedi speciális berendezéseik különböztetnek meg. Ezek az alapvető összetevők nemcsak a projekt beruházási költségeinek ellenőrzéséhez nélkülözhetetlenek, hanem közvetlen hatással vannak a működési hatékonyság növelésére is. Az alternatív ajánlatok értékelésének és összehasonlításának folyamata során a berendezés mélyreható elemzése kritikus lépést jelent az optimális műszaki és gazdasági megoldás meghatározásában.
