CNG加气站能耗分析与节能途径研究

【摘要】：“节能降耗”是工业用能持续发展的基础,也是当今各行各业关注的热点问题。压缩天然气(Compressed Natrual Gas,简称CNG)作为绿色环保能源,具有良好的经济效益和社会效益。虽然我国的车用CNG技术已经发展近三十年,但是现有CNG加气站仍然存在运行能耗高、效率低等问题,制约了CNG行业的发展。本文对CNG加气站全生产过程进行能耗分析评价,确定有效节能环节,提出切实可行的节能途径。 论文针对当前CNG加气站能耗所面临的主要问题,分析加气站工艺和设备方面主要的能耗表现形式和环节,分析了不同种类能源消耗量的计算方法,提出单位销量综合能耗分析方法。针对CNG生产工艺过程和特点,建立可用于CNG加气站生产过程能耗评价的理论体系；辨识了CNG生产过程中能量的消耗及其主要影响因素,确定主要能耗环节；建立CNG生产过程能耗的评价模型,分析评价CNG生产过程中主要工艺的能源消耗状况。其次,结合所调研的数座CNG常规加气站,采用理论分析与实际工程相结合的方法,对影响CNG加气站压缩系统、脱水装置、储气装置及加气装置能耗的主要因素进行分析,并得到对设备能耗的影响因素和规律结果,为加气站的节能运行提供指导。 基于以上分析,针对CNG加气站最大节能点,即压缩系统电耗,以本文选择四川省的数座CNG常规加气站为实例,结合加气站实际情况和实施节能途径的可能性,分析其能耗过高的原因,并从工艺技术、设备水平、运营的节能管理等方面,通过合理调节工艺参数、优化压缩机结构、优化工艺流程、优化储气规模及节能管理,提出节能途·径。节能效果的分析结果表明：(1)针对进气压力低的现状,优化工艺流程后,生产能力提高达37%,生产效率大大提高,压缩机启停频率降低,耗电量下降；(2)优化压缩机结构,降低各级进排气温度,单耗降低,节能率达4.13%,每年可节省电费25988元；(3)优化加气站储气规模,减少了4h的电力高峰用电,实现了调峰和减少高峰用电的目的,每年将节省电费23万元,具有较好的节能效益,实现了压缩系统的节能降耗。对CNG加气站进行能耗分析及节能途径研究,可以有效的预测工艺过程和不同参数组合后的能耗变化,为工艺优化、设备匹配及能耗的控制等决策行为提供依据,对CNG行业的节能降耗工作具有一定的指导意义,为企业节约能源、降低成本指明了方向。 【关键词】：CNG加气站 能耗分析 节能途径 压缩系统 影响因素
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE89
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 绪论9-20
• 1.1 研究背景及意义9
• 1.2 CNG加气站的节能研究现状9-13
• 1.2.1 国外对CNG加气站的节能研究10-11
• 1.2.2 国内研究现状11-13
• 1.2.3 当前研究存在的问题13
• 1.3 现有CNG加气站生产过程能耗面临的问题13-14
• 1.3.1 压缩系统14
• 1.3.2 脱水系统14
• 1.3.3 充装工艺系统14
• 1.4 CNG加气站能耗计算方法14-16
• 1.4.1 各种能源消耗量的计算方法15-16
• 1.4.2 CNG加气站销售量与单位销量综合能耗16
• 1.5 研究目标及内容16-20
• 1.5.1 研究目标16-17
• 1.5.2 研究内容17-18
• 1.5.3 研究技术路线18-20
• 第2章 CNG加气站生产过程能耗分析与评价20-39
• 2.1 CNG加气站工艺流程与能耗分布20-23
• 2.1.1 CNG加气母站20-21
• 2.1.2 CNG常规加气站21-22
• 2.1.3 CNG加气子站22-23
• 2.2 CNG生产过程能耗分析的理论框架体系23-26
• 2.2.1 CNG生产工艺过程能耗评价范围确定23-24
• 2.2.2 CNG生产工艺过程能耗清单分析24
• 2.2.3 CNG生产工艺过程能耗影响分析24-25
• 2.2.4 CNG加气站生产工艺单元能耗影响的理论框架25-26
• 2.3 CNG站生产过程能耗实例分析26-32
• 2.3.1 CNG加气站概况26
• 2.3.2 CNG站工艺系统的能耗计算分析26-30
• 2.3.3 CNG站能耗数据特征化、潜值计算与标准化30-32
• 2.4 基于投入产出方法的CNG加气站能耗评价32-36
• 2.4.1 投入产出法32
• 2.4.2 评价模型的建立32-36
• 2.5 CNG加气站投入产出能耗评价36-37
• 2.6 本章小结37-39
• 第3章 CNG加气站脱水与充装系统节能分析研究39-58
• 3.1 CNG加气站用气规律分析39-40
• 3.2 脱水装置工艺及节能分析40-46
• 3.2.1 高、低压脱水工艺41-44
• 3.2.2 脱水方式对比44
• 3.2.3 分子筛脱水装置操作参数对其节能降耗的影响44-46
• 3.3 储气井工作过程及节能分析46-51
• 3.3.1 储气井工作过程分析47
• 3.3.2 储气井组给汽车加气过程数学模型及节能分析47-51
• 3.4 加气时间数学模型及节能分析51-57
• 3.4.1 加气时间理论分析51-56
• 3.4.2 阀门前后参数对加气时间的影响56-57
• 3.5 本章小结57-58
• 第4章 CNG加气站压缩系统节能途径研究58-88
• 4.1 CNG常规加气站基本情况58-59
• 4.2 CNG加气站能耗现状59-60
• 4.2.1 加气站能耗现状59-60
• 4.2.2 压缩机能耗过高情况分析60
• 4.3 CNG加气站压缩系统节能分析60-68
• 4.3.1 压缩系统组成61-62
• 4.3.2 影响压缩机节能的因素62-66
• 4.3.3 变工况下压缩机能耗分析66-68
• 4.4 设备相关节能途径及效益分析68-74
• 4.4.1 部件的整改68-69
• 4.4.2 压缩机的节能设计与驱动方式建议69-70
• 4.4.3 设备选型的节能建议70
• 4.4.4 优化压缩机结构70-74
• 4.5 工艺相关节能途径及效益分析74-85
• 4.5.1 合理调节工艺参数74-79
• 4.5.2 优化工艺流程79-81
• 4.5.3 优化储气规模81-85
• 4.6 管理相关节能途径分析85-86
• 4.6.1 充装车辆调度与调峰的节能管理85
• 4.6.2 完善加气站节能降耗制度85-86
• 4.6.3 加强降耗的管理工作86
• 4.7 本章小结86-88
• 第5章 结论与建议88-90
• 5.1 结论88-89
• 5.2 建议89-90
• 致谢90-91
• 参考文献91-97
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果97

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