cng加气站及自动化控制系统.ppt

CNG加气站及天然气压缩机自动控制系统 主要内容目录 一、概述及加气站工艺框图 （一）概述 在国内CNG加气站有两种运营模式：母子站运营模式和标准站运营模式。从管道输送来的原料天然气进站后，先经过滤、计量(供气单位安装)，然后进入低压脱水装置，脱去其中的水分，使其露点达到或低于国家汽车用标准(即标准状态下-55℃)，然后经缓冲器进入天然气压缩机。进入活塞式压缩机系统的干燥气体，经过多级增压后，压力达到25Mpa，气体通过风冷却器和油水分离器后进入下一级。压缩机系统的PLC(可编程序控制器)对整个系统进行信号采集、故障诊断、故障显示、优先顺序控制、顺序启动/停机等全过程管理，可实现无人值守全自动方式工作。压缩后的高压气体经过压缩机撬过滤后，通过优先顺序控制盘通向储气井、加气机和加气柱。通过加气机实现对天然气汽车的加气，通过加气柱实现对天然气拖车的加气。储气井分高、中、低三组实现顺序供气来提高气体的利用率，同时配置一台双枪加气机。加气机可自动顺序加气，自动到压关闭，计量显示，并配有应急关闭阀门。 （二）加气站工艺框图 加气母站工艺框图 加气子站工艺框图 二、CNG天然气压缩机PLC控制系统构成 （一）加气站工艺特点?　　(1) 进站安全切断系统：进站天然气管道上设置紧急切断阀，在切断阀后设有高效过滤器。?　　(2) 脱水再生系统：根据原料气净化处理情况，原料天然气在开采生产过程中只进行了简单的油气水常温分离，因此，原料气在工况下的饱和含水是存在的，所以原料气必须经过脱水，脱出饱和水，进一步降低天然气露点，使之小于-55℃(标态下露点)，达到CNG充气气质要求，也为子站运行提供了保证。加气站内的脱水工艺采用分子筛吸附剂。天然气脱水装置设置在压缩机前面，天然气进入脱水装置，脱出游离的水分和油分。干燥器填料饱和后需用天然气再生。　　 (3) 天然气含水分析系统：在脱水装置后设在线微量水分析仪，实时监测成品气中的水含量，二次仪表设在控制室内，如发现露点高于-55℃，则必须切换脱水装置。?　　(4) 调压系统：考虑到输气站来气的气压随用气量的不同会产生波动，为保证压缩机进气压力平稳，使压缩机能尽可能在其最佳设计点工作，站内设置一套调压系统。?　　(5) 全站安全监控系统：除由PLC自动控制的系统气压、油压、温度、振动及过载等涉及安全的保护外，系统布置了多点可靠的超压天然气卸放装置；同时站内布置了由PLC控制的可燃气体报警器及切断装置，该装置与供电、供气系统形成了闭锁关系，可自动停止压缩机和切断供气。根据用户需要还可以将上述监控点与计算机联机构成计算机远程集中监控系统。 ? (6) 自动化控制系统：CNG加气站设备处在易燃、易爆、高压和重载的工作环境中运行，装置的自动化水平高低直接决定了系统的经济运行指标和安全运行的可靠性。因此压缩机系统实行高度自动化的控制管理，以可编程控制器PLC为核心，采用了电机软启动；系统油压、电流、温度、气压自动监控；自动排污系统；计算机控制的经济运行控制系统；PLC自动顺序供气控制系统等等。?　　(7) 高压管道及设备的安全泄放：压缩机系统各级安全泄压天然气在压缩机房外集中泄放；贮气罐排污泄放天然气在污水罐处集中泄放。?　　(8) 废气回收系统：压缩机系统各级排污泄放天然气进入废气回收罐，在废气回收罐内设置有高效过滤分离装置，将排污气中所含油水分离出去，油水沉积在罐的底部，天然气从上部进入压缩机前级进气管道，从而达到保护环境及减少浪费的效果。?　　(9) 在加气站装置配置中，还可以根据用户要求提供计算机经营管理系统，以适应用户多种模式的营销管理要求。?　　 （二）控制系统结构 压缩机PLC控制系统，按照系统功能及其布线，大致可以分为三个级。分别是本地PLC柜控制级、现场操作箱控制级、中控室上位显示级。 本地PLC柜控制级主要以连接在工艺设备上压缩机运行各级运行参数的二次仪表，包含温度、压力传感器、现场启动、停止、急停等主令按钮，以及执行各类阀门的电磁阀等电动执行机构。本地PLC柜控制级是控制系统的基础，为压缩机提供最直接的原始判断依据，二次仪表作为其核心部件，随着科学技术的进步，由隔爆型仪表逐步向本安型仪表过渡。常采用本安型仪表。执行阀门的开启、关闭是由电磁阀完成的。电磁阀由机械和电气控制部分构成。本地PLC柜控制级的核心控制器件使用较为普遍的西门子PLC可编程控制器，该控制器有自带的输入、输出、通信、电源等模块。对现场各种压力、温度信号采集和外部控制信号的快速、准确的响应，在PLC内部进行处理，运算和逻辑控制，使系统稳定地工作。 现场操作箱控制级设有启动、停止、急停按钮，用于自动时的起/停以及紧急情况时的急停，与本地