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液压活塞式压缩机与液压平推系统的比较

当前国内天然气子站建设中系统核心设备压缩机主要分为三种类型：传统机械式压缩机、液压平推式子站设备系统、液压活塞式压缩机。这三种设备在加气子站中均能起到增压作用，但是由于其工作原理及结构形式的差异，它们在加气站中工艺流程有较大的不同，给加气站经营方带来的使用性、经济性有较大差异。

一、液压平推子站设备系统
由液压平推设备系统组成的CNG加气子站，由专用槽车、液压工作橇、售气机等组成。其工作原理是：液压工作橇提供高压油，通过一系列控制阀逐次注入专用槽车的每只长管钢瓶内，将长管钢瓶内的天然气以20MPA的恒定压力推出来，从而通过售气机给汽车加气。如下图：左边是专用槽车，右边是液压工作撬。

优点：
（1）占地面积小
液压平推式天然气加气子站系统为撬装式，结构紧凑，占地面积小，可以省去天然气增压机和站内地面储气瓶组，大大降低建站成本。在建设管网成本较高的地段以及油气合建站项目，其优势较为明显。
（2）安装速度快
设备安装方便，建设周期短（在配套设施满足要求的前提下，72小时即可完成整个工艺设备的安装并调试完毕），设备安装成本大大降低，为企业增加了效益。
（3）环保优势显著
液压平推式天然气子站系统设备震动小，噪音低于75分贝，即使在离居民区较近的地方也可正常工作不会扰民，较之传统机械式压缩机噪声污染严重的情况，其环保优势非常显著。
缺点：
液压子站在东北市场已经应用多年了，从长春到松原，很多建站企业都在使用液压子站设备。哈尔滨现有加气站中，有两家是标准站，其余都是液压平推子站。但是经过多年的实际应用，几乎所有用过液压子站设备的建站业主都不愿再使用液压平推式子站设备。主要原因有以下几点：
（1）液压平推子站使用液压油做推动工具，液压油与天然气直接接触，天然气的质量决定液压油的使用寿命。由于没有冷却系统，其排出的气体温度相对要高一些。

（2）液压平推子站在卸气过程中油气损耗量都超出预期标准。每个钢瓶回油后，都会有部分天然气跟随尾油排空。同时，高压气体又带走部分液压油。撬体放散管排出的液压油还导致设备很难清理。
（3）液压油在寒冷冬季容易出现回油不完全现象，每车16个气动阀门经常因为冰堵无法打开。每车共计32个球阀64个填料，正常使用寿命1.5年，维护成本较高。维修期间需要排空，造成大量天然气的损失。
（4）液压油中含有专用添加剂，挥发量较大,购买成本较高。排出的天然气含油量会很大，液压油会跟随天然气进入加气机，甚至进入出租车或公交车燃气系统，影响车辆运行。
（5）液压子站必须使用专用槽车，与普通槽车不能通用。槽车必须顶升成一定角度，顶升装置也容易出现故障，如顶升管路集油箱，钢瓶与底盘连接的顶升轴。顶升期间对槽车支腿损害较大，严重影响支腿的使用寿命。
（6）液压子站的卸气率远低于厂家宣传的95%，通常情况下在85%~90%左右，液压油的量决定卸气率。如果液压油过多，就容易出现回油不完全，或液压油进入缓冲罐等现象。
（7）液压站没有储气装置，如果车辆不能及时到位，只能停运。
（8）液压站采用单线加气，排气量恒定，适应性较差。其排气量由液压油泵的排量决定，进多少油才能排多少气，油泵的排量是恒定的，所以排出的气体量也是恒定的。加气车辆在同一个压力下充装，每批加气车辆同时完成重装，如果在加气过程中，新到一台车加气，其他车辆只能等待，等到该车辆达到已充压力才能继续充装。
（9）液压平推设备投资成本最高。

二、立式液压活塞式压缩机
结构原理：
工字形活塞杆将上面气缸分隔为 A、B 两个腔，将下面气缸分隔为 C、D 两个腔，如下图：

工艺流程：
①液压站输出的高压油进入 C 腔， B 腔的油回油箱（近似认为回油箱的油压力为0），活塞杆向下运动，槽车内气体进入 A 腔，（一级进气），而 D 腔的气体则经压缩后流出（一级压缩），进入冷却器，完成一级压缩过程；当活塞运行到极点时，液压站换向阀将会换向，输出的高压油进入 B 腔， C 腔的油回油箱，活塞杆向上运动，槽车内气体进入 D 腔，（一级进气），而 A 腔的气体则经压缩后流出（一级压缩），进入冷却器，完成一级压缩过程
②当两个这样的气缸串联时，就构成了两级压缩。

优点：
（1） 节能效果好。一般选用22+22Kw或30+45Kw双电机，进气高时为单电机工作，低于13MPa时为双电机工作。下图是槽车压力各压力点的排量与功率曲线：

（2） 结构简单。气缸和油缸双缸一体结构，液压油每运行一个行程，都会将气缸壁冷却一次，因此气体和气缸壁的温度较低，不需水套缸冷却；一组气缸只有一级压缩，要想两级压缩需用两组气缸；各支承环和液压活塞环不存在偏磨现象；
（3） 油泵工作压力较低。额定压力为31Mpa的油泵工作范围始终在16Mpa以下。
（4） 噪声低。实测噪声不高于70分贝。
（5） 几乎无泄露量。设计上回避了填料等结构设计，系统几乎没有泄露点。
（6） 耗油量极小。油附着在缸壁上形成极薄油膜，使输出气体内含极少量油
（7） 易损件少。只有活塞环、O形圈等少量易损件。
缺点
（1）进气压力低于5MPa时，排气量略显不足，加气速度明显降低，需要逐步关闭售气枪。
综上所述，液压活塞式压缩机结构简单，流程适应性强，节能性最好，泄露量小，运行维护成本较液压平推子站设备系统低。其具体比较见表1。

表1：液压活塞压缩机（立式气缸）与液压平推系统性能比较表：

序号
对比项点
液压平推系统
液压活塞压缩机
1
气与油是否直接接触
是
否
2
排气速率
恒定
递减
3
适应性（可利用槽车剩余压力调节加气高峰）
差
强
4
槽车品种
专用
常用
5
油品
专用油
常用
6
建站投资
大
小
7
取气率
高
低

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