建设可靠 CNG 加气站：高性能加氢的三大策略

三种明智流体系统选择打造更好 CNG 加气站

Chuck Hayes，首席新产品开发工程师，Swagelok；Paul LeStrange，替代燃料技术代表，Swagelok San Diego

重卡、市政公交等大型车辆历史上与柴油烟雾、黑色尾气羽流联系在一起。

但 2021 年，这些已成过时假设。随着全球排放法规收紧，各类交通应用替代燃料解决方案竞赛相应加速。压缩天然气（CNG）凭借可靠马力、成本效益、比化石燃料大幅减碳，成为最突出替代燃料之一。结果，CNG 车辆在各地道路普及。

CNG 流行趋势将持续。考虑美国政府最近延长替代燃料基础设施税收抵免。按此延长，至 2021 年 12 月 31 日安装的天然气——及一系列其他燃料——加氢设备可获建设成本 30% 税收抵免。全球类似激励措施到位，帮助刺激建设可靠加气站网络，使 CNG 大规模日益可行。

为最好抓住这些机遇、为公共和车队用途创建可靠压缩天然气加气站基础设施，建设者必须考虑如何平衡快速推进建设与加氢设备安全完整性。采购 CNG 加气设备流体系统组件时，考虑这三点：

#1：用预组装系统最大化效率与系统完整性

典型压缩天然气站由复杂管路/管道、阀门和其他组件网络组成，负责将加压气体从大宗源头传输至车辆。此过程中，气体被压缩至必要压力，经优先面板和阀门分配至各泵和软管，再经专用阀门连接车辆。

完整预制流体系统可在到达现场前专业组装，帮助加快建设进程并确保组装正确执行。

设计组装这些系统需要关于高效布局和安全安装实践的特定知识。例如，安装人员可能从长管材开始，找出正确弯管位置，遵循既定最佳实践正确融入系统。

有效做到这一点所需知识不算普遍，也不总能可靠找到具备技能的工人付诸实践。可靠供应商的预组装子系统可帮助建设者克服这些挑战。完整预制流体系统可在到达现场前专业组装，帮助加快建设进程并确保组装正确执行。

#2：用高压无泄漏连接增强安全

站建成后，运营安全是首要任务。CNG 加气泵必须每次加氢都能由司机安全轻松操作。意味着消除全站任何潜在泄漏，并妥善维护、转换从源头到泵的压力。

虽天然气是常见公用设施，人们习惯使用，但 CNG 固有压力创造几个不同重要挑战。例如：CNG 在加气站现场储存压力显著高于进入车辆储罐点压力。加氢压力变化时，焦耳-汤姆逊效应导致气温显著下降。

对传统螺纹连接，在 CNG 必要压力和显著热变化下长期保持无泄漏性能困难。组件间螺纹连接可能妥协，劣质建造材料因温度波动膨胀收缩。所有这些可能构成重大安全风险。因此指定高质量组件——如设计用于苛刻环境保持系统完整性的接头——是必要的。

#3：用更高质量材料提高可靠性

如传统螺纹连接，传统材料不总适合 CNG 基础设施应用，那里长期可靠性和完整性是必须的。

碳钢管材例如在多种通用应用提供良好性能。然而在 CNG 加氢等高风险高压应用中，碳钢因更易腐蚀生锈可能不提供所需性能。天然气固有湿度含量加剧碳钢等材料腐蚀水平。CNG 站在室外，还须应对风雨——雨雪代表另一腐蚀威胁。

腐蚀可在材料表面形成小孔或凹坑，即使最小凹坑在 CNG 处理所需压力下运行最终也会产生问题。这使材料选择在扩展基础设施时重要。对加氢系统使用 316/316L 不锈钢是好选择，选择镍铬含量更高的不锈钢可提供更强腐蚀防护。这样做可在无需持续维护或更换前提下积极贡献长期性能。

可靠基础设施至关重要，随着 CNG 车辆全球普及。高效建设、运营安全、长期可靠性可通过与正确供应商合作采购高质量组件和组件实现，它们能在 CNG 加氢系统固有条件下表现。

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