На рис. 1 изображена принципиальная схема однолинейной заправочной станции быстрой заправки. Станции быстрой заправки в первую очередь используют сжатый природный газ из ресиверов блока аккумуляторов газа (БАГ), предварительно заполненных природным газом высокого давления (250 бар) от источника газа высокого давления. На классических АГНКС в качестве источника газа используется газовый компрессор, который подключается к газовой магистрали (для «материнской» станции) или к ПАГЗу (для «дочерней» станции). Для криогенных СКПГ станций в качестве источника газа выступают криогенная емкость, криогенная насосная установка, атмосферный испаритель и электрический подогреватель газа.

Криогенная насосная установка высокого давления производства «Мониторинг Вентиль и Фитинг» представлена на рис. 3.

На рис.4 представлены атмосферный испаритель сжиженного природного газа, электрический подогреватель и панель приоритетов на СКПГ станции в Окуловке Новгородской области, на трассе М11

Скорость наполнения баллонов автомобиля на такой станции сравнима по скорости заправки с обычными станциями жидкого моторного топлива (бензин или дизель). Станции быстрой заправки применяются для коммерческой заправки автотранспорта, где требуется высокая скорость заправки и коммерческий учет заправленного газа. Заправочная станция с однолинейной схемой заправки является самой простой, но далеко не самой эффективной.

Блок аккумуляторов газа присоединяется к компрессору АГНКС или испарителю криогенной КСПГ станции и является единым аккумулятором компримированного природного газа для всей системы. Источник газа поддерживает в таком хранилище газа постоянное давление 250 бар. Газ из блока аккумуляторов поступает в заправляемый автомобиль через заправочную колонку, которая контролирует давление газа в баллоне автомобиля

В однолинейной системе заправки транспорта доступно только до 20% накопленного в блоке аккумуляторов газа. Такая система не удобна там, где периодически возникают высокие пиковые нагрузки на станции, так как это вынуждает либо сильно наращивать емкость блока аккумуляторов, либо сильно увеличивать мощность компрессора или насоса.

Для повышения скорости заправки автомобилей прибольших пиковых нагрузках, повышения эффективности использования блока аккумуляторов газа и увеличения ресурса работы насосного или компрессорного оборудования применяются многолинейные системы.

Принцип многолинейной системы заключается в том, что хранение компримированного природного газа осуществляется в нескольких группах ресиверов (секциях блока аккумуляторов), которые могут заполняться по заданному алгоритму независимо друг от друга. Например, трехлинейная система, представленная на рисунке 6, содержит три раздельных каскада, которые условно можно обозначить тремя уровнями: высокий, средний и низкий. С такой системой до 50% газа, запасенного в ресиверах блока аккумуляторов, доступно в небольшом интервале времени для заправки автомобилей. В теории эта система заправки позволяет уменьшить пиковую мощность компрессора или криогенного насоса, а также при определенных условиях снизить общую емкость ресиверов блока аккумуляторов. Но для заполнения секций ресиверов в соответствующей последовательности между источником газа, БАГом и колонками необходимо установить панель приоритетов.

Панели приоритетов предназначены для распределения газа по секциям блоков аккумуляторов газа. Распределение газа по секциям блоков аккумуляторов давления – назначение секции «высокого», секции «среднего» и «низкого» давления – позволяет облегчить условия работы внешнего источника давления – компрессора (для газовых) станций или криогенного насоса (для СПГ станций): уменьшить число включений, увеличить ресурс работы оборудования. Панели приоритетов распределяют газ от внешнего источника в одну, две или три секции блоков аккумуляторов газа по заданному алгоритму.

Они могут быть изготовлены как на базе классических электромагнитных или пневматических клапанов, так и на базе механических регуляторов. Первоначально газ высокого давления поступает в ресиверы секции «высокого» давления, регулятор настроен на 210 бар, и по достижении этого давления открывается, и газ начинает поступать в ресиверы секции «среднего» давления. При достижении в ресиверах «среднего давления» значения 210 бар, открывается следующий механический регулятор и газ поступает в ресиверы секции «низкого» давления. При достижении давления газа в ресиверах секции «низкого» давления блока аккумуляторов газа уровня 210 бар, газ начинает поступать во все три секции одновременно до достижения значения 250 бар. Это является сигналом на остановку компрессора или криогенного насоса. Если во время заправки секций блока аккумуляторов происходит падение давления в секции «высокого» или «среднего» давления, то регуляторы срабатывают в порядке приоритета.

Таким образом, панель приоритетов обеспечивает следующий приоритет в заполнении секций блока аккумуляторов газом от внешнего источника:

• Секция «высокого» давления;
• Секция «среднего» давления;
• Секция «низкого» давления.

Применение специальных механических регуляторов позволяет существенно упростить конструкцию панели приоритетов, облегчить монтаж, так как не требуется подводить никаких дополнительных кабельных и пневматических Уменьшение количества лементов повышает надежность конструкции,упрощает настройку всей технологической линии. Панель приоритетов MV&F решает еще одну важную функцию – позволяет упростить процесс подключения газозаправочных колонок к секциям блок аккумуляторов газа, уменьшает общее количество арматуры, используемой на станции.

Разработанные и изготавливаемые блоки аккумуляторов газа созданы на базе баллонов первого или третьего типа, что определяется предъявляемыми к ним техническими требованиями. Это в первую очередь вес блока аккумуляторов газа, необходимость его транспортирования, температурные условия эксплуатации. Количество секций блока аккумуляторов газа, общий объем – определяется конкретными условиями его эксплуатации. Наша компания может помочь Заказчику подобрать оптимальную конфигурацию и объем блока аккумуляторов газа для конкретных условий.

Разработка и выпуск колонок для заправки автомобилей сжатым (компримированным) и сжиженным природным газом явилось логическим продолжением работ по расширению производимого ассортимента продукции для наших многочисленных Заказчиков.

Колонка для заправки автомобилей компримированным природным газом представлена на рисунке 8.

При подключении заправочного устройства (УЗ1) к заправочному штуцеру автомобиля в заправочном устройстве открывается обратный клапан и колонка готова к подаче газа в баллон автомобиля. По команде оператора открывается лектропневмоклапан ЭПК3 и газ поступает из ресиверов секции «низкого» давления. При падении расхода газа в линии заправки ниже установленного уровня, что фиксируется расходомером, открывается электропневмоклапан (ЭПК2) в линии секции «среднего» давления. При падении расхода газа в этой линии и недостаточном количестве заправленного газа, заданного оператором, закрывается ЭПК2 и открывается ЭПК1.

Таким образом, три линии колонки подключаются к входным магистралям в следующей последовательности:

• Секция «низкого» давления;
• Секция «среднего» давления;
• Секция «высокого» давления.

Установленные на входных линиях обратные клапаны (ОК1, ОК2, ОК3) препятствуют обратным перетокам газа между секциями блока аккумуляторов газа. В качестве средства измерения применен массовый расходомер. Только он позволяет получить высокую надежность и требуемую точность во всем диапазоне температур окружающего воздуха. В колонке может использоваться большая номенклатура массомеров как импортных, так и отечественного производства.

Применение электромагнитных клапанов позволяет упростить конструкцию колонки,повысить ее быстродействие. Высокое быстродействие дает возможность реализовать такую важную и удобную для потребителей опцию, как «заправка заданной дозы или на заданную сумму». В колонках КПГ применяются клапаны самых надежных поставщиков. Они имеют большой ресурс и удобны в обслуживании. Общемировая тенденция – легкосъемная катушка. Это позволяет легко обслужить или даже осуществить текущий ремонт клапана в любых погодных условиях. Важное отличие наших колонок – их компактность, удобный подвод газопроводов в нижней части корпуса

В соответствии с последними тенденциями колонка имеет гибкую архитектуру и имеет несколько исполнений: однопостовая и двухпостовая, от одной до трех линий. Использование многолинейной схемы колонки позволяет оптимизировать процесс заправки, ускорить заправку, повысить эффективность использования газа из блока аккумуляторов газа.

Сброс газа с заправочного рукава существенно повышает его ресурс. Наша компания производит широкий ассортимент заправочных рукавов на различные давления и длины. Это дает возможность оптимальным образом изготовить заправочный рукав, который по современным требованиям безопасности обязательно комплектуется разрывной муфтой.

Применяемая отечественная электроника упрощает адаптацию колонки на любых станциях, облегчает освоение в работе.

Дальнейшим развитием темы экологии и газовой заправочной инфраструктуры для нашей компании стала водородная энергетика. Данное направление по основным технологическим модулям повторяет компоненты заправочной станции компримированного природного газа. На входе используется внешний источник давления, затем панель приоритетов, многосекционный блок аккумуляторов газа и заправочная колонка.

Большой опыт работы с газами, высоким давлением позволили разработать и создать данные компоненты для заправки автомобилей сжатым (компримированным) водородом 350 и 700 бар.

Панель приоритетов в целях унификации применяемого оборудования изготовлена с использованием электромагнитных клапанов. Она распределяет газ от внешнего источника в одну, две или три секции аккумуляторов газа.

Аккумулятор газа имеет необходимое количество секций и объем, что определяется условиями применения у конкретного Заказчика. Тип применяемых баллонов – первый или третий – так же исходит из этого. Водородная заправочная колонка представлена на рисунке 11.

Данная колонка рассчитана на более высокое давление, а главное – более опасная среда – заставили серьезное внимание уделять приборам, арматуре, то есть в целом безопасности колонки. В качестве средства измерения использован массовый расходомер. Исполнительные устройства – электромагнитные клапаны.

Заправочные устройства используются соответствующего назначения, на заправочном рукаве обязательна разрывная муфта. В колонке устанавливается датчик загазованности. Все колонки имеют установленную нормативными документами точность 1% в диапазоне температур от -40 до +40 градусов Цельсия.

Если у Вас возникают вопросы по созданию автозаправочной инфраструктуры для компримированного природного газа и водорода, Вы всегда можете обратиться за помощью и консультацией к специалистам компании OOO «Мониторинг Вентиль и Фитинг».

АВТОР СТАТЬИ:
Антифьев Владимир Анатольевич, начальник сектора газомоторного топлива OOO «Мониторинг Вентиль и Фитинг»