Časť 1: Klasifikácia čerpacích staníc CNG-
Čerpacie stanice CNG sa primárne kategorizujú do troch typov: materské stanice, štandardné stanice a podstanice. Materské stanice zvyčajne čerpajú plyn z vysokotlakových-potrubov; tankujú rúrkové návesy na CNG (kamióny s plynovými fľašami), zodpovedajú za prepravu plynu do rozvodní-a priamo tankujú aj jednotlivé vozidlá na CNG. Štandardné stanice čerpajú plyn predovšetkým z mestských stredotlakových-potrubných sietí na priame tankovanie vozidiel na CNG. Na druhej strane čerpacie stanice využívajú ako zdroj plynu rúrkové návesy na CNG a sú určené výlučne na tankovanie vozidiel na CNG. Stojí za zmienku, že keďže štandardné stanice čerpajú plyn priamo zo siete plynovodov-často s vysokým prietokom{10}}môžu značne zaťažovať mestskú plynovodnú sieť. To by mohlo potenciálne narušiť dodávky plynu pre domácich a priemyselných užívateľov; preto si výber miesta pre štandardnú stanicu vyžaduje komplexné a starostlivé zváženie. V súčasnosti je najrozšírenejšou konfiguráciou model „materskej{13}}zmenárne, v rámci ktorého sa rozvodne ďalej delia na dva typy: konvenčné{15} rozvodne a hydraulické rozvodne. V nasledujúcich častiach sa budeme hlbšie zaoberať technickými detailmi a charakteristikami konvenčných čerpacích staníc.
Podrobná analýza konvenčných čerpacích staníc CNG{0}}
Teraz sa zameriame konkrétne na konvenčné čerpacie stanice CNG{0}}, pričom do hĺbky preskúmame ich prevádzkové princípy a kľúčové funkcie.
Hydraulické čerpacie stanice CNG-
Technológia konvenčných čerpacích staníc CNG-sa opiera predovšetkým o tradičné plniace systémy{1}}založené na plynových kompresoroch. Tieto typy trafostaníc sa zvyčajne stavajú na miestach, kde v bezprostrednej blízkosti nie sú žiadne plynovody zemného plynu. Často sa nachádzajú v mestských oblastiach, aby poskytovali pohodlné tankovacie služby pre vozidlá, alebo vo vidieckych priemyselných zónach a iných regiónoch bez uložených plynovodov, kde slúžia ako zdroj dodávok energie zemným plynom. Na materskej stanici sa zemný plyn stláča a skladuje; následne sa stlačený zemný plyn -stlačený na 25 MPa-dopraví do rozvodne- prostredníctvom špecializovaných dopravných prostriedkov (trubkových návesov). Stanica potom pokračuje v tankovaní jednotlivých vozidiel na CNG. V rozvodniach umiestnených v priemyselných zónach je prevádzkový proces nasledovný: Nízko{14}}alebo strednotlakový{15}}plyn je zosilnený kompresormi na tlakový rozsah 20–25 MPa. Potom sa stlačí do špecializovaných oceľových valcov alebo zväzkov rúr, ktoré sa namontujú na klzné-návesy vybavené ťažným mechanizmom. Tieto vozidlá prepravujú zemný plyn do rozvodnej{21}}stanice, kde sa pripájajú k-systému vykládky plynu a zariadeniu na reguláciu tlaku CNG-, aby sa uľahčila preprava plynu. Po prechode cez tlakovú-sklznicu, aby sa znížil-vysokotlakový zemný plyn pre používateľa-v rozsahu 0,2 – 0,4 MPa, vstupuje do distribučnej potrubnej siete a je k dispozícii na spotrebu používateľom.
Schéma architektúry pre konvenčnú dcérsku stanicu CNG je uvedená nižšie:
Architektúra a proces konvenčnej dcérskej stanice CNG
Procesný tok pre konvenčnú dcérsku stanicu CNG funguje nasledovne: Keď do stanice príde príves na CNG, pripojí sa k vykladaciemu stĺpu plynu cez vysokotlakovú{0} hadicu. Používajú sa tu dve odlišné linky: prvá je priama zásobovacia linka, ktorá využíva vlastný tlak vo valcoch prívesu na priame tankovanie vozidiel. Táto linka využíva -zásobníky plynových fliaš na mieste stanice-zahŕňajúce nízke-, stredné- a vysoko{7}}zásobníky-na doplnenie palivovej nádrže vozidla až na tlak 20 MPa. Keď tlak v zásobníkoch valcov klesne pod 20 MPa, aktivuje sa druhé-alebo „tlakové“-riadenie; kompresor sa spustí a nasáva zemný plyn z valcov prívesu, aby sa obnovil tlak v zásobníkoch späť na 20 MPa.
Kľúčové vybavenie na konvenčnej dcérskej stanici CNG zahŕňa šmykovú-jednotku plynového kompresora a jej posilňovací systém, zásobníky plynových fliaš (s celkovou kapacitou 8 m³), výdajné stojany (využívajúce „troj{2}}riadkovú“ tankovaciu technológiu), stĺp na vyprázdňovanie plynu, ako aj bezpečnostné a zabezpečovacie systémy a zariadenia na distribúciu energie (napríklad kompaktné pomocné transformátory).
Ďalej preskúmame technické charakteristiky a architektúru hydraulickej dcérskej stanice CNG. Hydraulické dcérske stanice sa zvyčajne stavajú na miestach-často v mestských oblastiach-, kde v blízkosti čerpacej stanice nie je k dispozícii žiadna existujúca infraštruktúra plynovodov, čo im umožňuje poskytovať služby dopĺňania paliva do vozidiel. Tento typ stanice využíva hydraulický posilňovací systém, ktorý nahrádza tradičný posilňovací systém-založený na plynovom kompresore. Vyznačuje sa vysokým stupňom systémovej integrácie, robustnou kapacitou tankovania, jednoduchou inštaláciou a nízkymi prevádzkovými nákladmi. Jeho architektonický diagram je uvedený nižšie:
Architektúra a proces dcérskej stanice hydraulickej CNG
Priebeh procesu pre hydraulickú dcérsku stanicu CNG je nasledujúci: Po príchode prívesu na CNG na stanicu sa rýchlo{0}}spojky použijú na pripojenie vysokotlakovej{1}}hadice prívodu kvapaliny, vysokotlakovej{2}}hadice vratnej kvapaliny, zväzku riadiaceho plynu a vysokotlakovej{3}}hadice výstupu CNG k šmykovej jednotke hydraulickej dcérskej stanice. Keď je systém pripravený, spustí sa vysokotlakové-hydraulické čerpadlo. Automatický riadiaci systém PLC otvára vstupný ventil kvapaliny a výstupný ventil plynu prvej skladovacej fľaše a súčasne zatvára spätný ventil kvapaliny. Tým sa do zásobníka vstrekuje vysokotlakové-kvapalné médium-konkrétne,-hydraulický olej s nízkou prchavosťou{11}}, aby sa tlak plynu v skladovacích nádobách nákladného vozidla udržal medzi 20 a 22 MPa. CNG prúdi z výstupu plynu zo zásobníka cez vysokotlakovú hadicu na CNG a do vyrovnávacej nádrže umiestnenej na lyži- hydraulickej stanice. Potom sa privádza vysokotlakovým{18}potrubím do výdajného stojana CNG, kde sa tankuje palivo-vozidlá poháňané CNG. Keď sa vypustí približne 95 % zemného plynu, automatický riadiaci systém vydá príkaz na zatvorenie ventilu prívodu a výstupu plynu danej konkrétnej zásobníkovej fľaše, pričom súčasne otvorí spätný ventil kvapaliny. To umožňuje, aby vysokotlakové kvapalné médium vo valci prúdilo späť do zásobnej nádrže umiestnenej na sklze, poháňané kombinovanými silami tlaku zvyškového plynu a gravitácie. Následne sa otvoria vstupné a výstupné ventily kvapaliny na druhom skladovacom valci a vysokotlaková kvapalina ho začne plniť. Tento proces pokračuje, kým sa väčšina kvapalného média z prvého zásobníka nevráti do zásobníka. Počas tejto operácie riadiaci systém programu PLC zaisťuje, že osem zásobníkových valcov pracuje v sekvenčnej rotácii, zatiaľ čo pneumatické pohony otvárajú a zatvárajú vstupné a výstupné ventily každého valca presne tak, ako to vyžaduje riadiaci program PLC. Keď nákladné vozidlo s tlakovou fľašou dokončí vypúšťanie plynu, personál musí iba prepnúť rýchlo{29}}spojku na ďalšie nákladné vozidlo s tlakovou fľašou-. Proces presunu trvá približne 3 až 5 minút-, aby sa zabezpečila neprerušovaná prevádzka čerpacej stanice.
Medzi kľúčové komponenty vybavenia hydraulickej čerpacej stanice- patrí zostava lyžiny hydraulickej-stanice (zahŕňajúca konštrukciu lyžiny, posilňovač atď.), riadiacu skriňu, zariadenie na prívod vzduchu pre prístroje, dávkovač CNG (využívajúci jednoriadkovú technológiu tankovania), bezpečnostný a zabezpečovací systém a zariadenia na transformáciu a rozvod energie (napríklad transformátory typu{4}). V nasledujúcej časti sa budeme hlbšie zaoberať metodikou výberu zariadení pre čerpacie stanice CNG.
V súčasnosti slúžia čerpacie stanice vozidiel na CNG predovšetkým mestským autobusom a taxíkom. V dôsledku toho sú ich trhové vyhliadky a kapacita dodávok plynu obmedzené nariadeniami územného plánovania, čo vedie k určitým inherentným obmedzeniam. Hoci konvenčné dcérske stanice a hydraulické dcérske stanice v konečnom dôsledku dodávajú rovnaký produkt, -prinášajú rovnaké príjmy-, rozdiely v ich procesnom vybavení vedú k zmenám v počiatočných nákladoch na inžinierstvo a prevádzkových nákladoch.
Výber zariadenia pre dcérske stanice CNG
Toto predstavuje kritickú fázu identifikácie technicky správneho a ekonomicky životaschopného riešenia. Ovplyvňuje nielen kontrolu nákladov projektu, ale je tiež životne dôležitá pre minimalizáciu prevádzkových nákladov. Počas celého životného cyklu projektu sú celkové náklady zložené z počiatočných technických nákladov a prevádzkových nákladov vynaložených počas obdobia služby. Preto sa pri hodnotení a porovnávaní alternatívnych konštrukčných návrhov nesmieme zameriavať len na technické náklady vynaložené počas fázy výstavby, ale plne zohľadňovať aj dlhodobé-prevádzkové náklady počas fázy služby.
Komplexná analýza slúži ako základ pre výber zariadenia; jej cieľom je efektívne alokovať a využívať zdroje a kapitál na maximalizáciu návratnosti investícií. Počas výberového procesu je možné použiť rôzne metodológie na porovnanie prínosov s nákladmi, od komplexných porovnaní až po čiastočné porovnania. Bez ohľadu na konkrétnu použitú metódu je nevyhnutné dodržať zásadu konzistentnosti parametrov výpočtu pre prínosy aj náklady, čím sa zabezpečí porovnateľnosť rôznych navrhovaných riešení.
Bežne používané metódy porovnávacieho výberu zahŕňajú metódu porovnávania prínosov, metódu porovnávania nákladov a metódu minimálnej ceny. Spomedzi nich je obzvlášť užitočná *vnútorná miera návratnosti prírastkových investícií*-špecifická technika v rámci metódy porovnávania prínosov-. Výpočtom finančnej vnútornej miery návratnosti (IRR) na prírastkových investíciách medzi alternatívnymi riešeniami a ich porovnaním s vopred stanovenou referenčnou mierou poskytuje táto metóda jasný a intuitívny odraz rozdielov v ekonomickej výkonnosti medzi rôznymi možnosťami. V prostredí trhovej ekonomiky, kde je maximalizácia zisku prirodzenou povahou kapitálu, sa táto metóda ukazuje ako mimoriadne dôležitá pri porovnávacom hodnotení návrhov projektov.
Prehľad základných zariadení pre konvenčné dcérske stanice
Pri výstavbe dcérskych staníc CNG zohrávajú konvenčné dcérske stanice nezastupiteľnú úlohu, ktorá je do značnej miery definovaná ich špecifickým súborom kľúčových zariadení. Tieto kľúčové komponenty nie sú dôležité len pre kontrolu projektových nákladov, ale tiež priamo ovplyvňujú optimalizáciu prevádzkových nákladov. V dôsledku toho sa pri hodnotení a porovnávaní alternatívnych návrhov dizajnu stáva komplexné posúdenie tohto zariadenia kľúčovým krokom pri identifikácii technicky správneho a ekonomicky racionálneho riešenia.
Prehľad základných zariadení pre hydraulické dcérske stanice
Pri výstavbe dcérskych staníc CNG zohrávajú kľúčovú úlohu hydraulické dcérske stanice, ktoré sa vyznačujú jedinečným súborom špecializovaných zariadení. Tieto základné komponenty sú nielen nevyhnutné na kontrolu investičných nákladov projektu, ale majú aj priamy vplyv na zvýšenie prevádzkovej efektívnosti. Počas procesu hodnotenia a porovnávania alternatívnych návrhov predstavuje hĺbková analýza tohto zariadenia kritický krok pri identifikácii optimálneho technického a ekonomického riešenia.
