تجهیزات ایستگاه‌های سوخت‌رسانی CNG

بطور کلی تجهیزات اصلی مورد استفاده در یک ایستگاه سوخت‌رسانی CNG عبارتند از:

1- کمپرسور

2- مخازن ذخیره

3- دستگاه خشک‌کن

4- توزیع‌کننده

5- تابلوی کنترل

که در این قسمت به بررسی وظایف و نحوه عملکرد هر یک از این اجزا خواهیم پرداخت.


کمپرسور:

 (Compressor)

در ایستگاه‌های CNG، کمپرسورها همانند قلب ایستگاه بوده که با استفاده از کار تولید ‌شده توسط موتورهای الکتریکی یا موتورهای گاز‌سوز، گاز طبیعی موجود در خطوط لوله یا منبع گاز را در یک یا چند مرحله‌ فشرده کرده و جهت سوخت‌گیری در ایستگاه‌های CNG، در مخازن پرفشار ذخیره می‌نمایند و در برخی موارد ( سیستم سوخت رسانی کند) بدون ذخیره‌سازی، مستقیماً عمل سوخت‌دهی را به خودرو انجام می‌دهند.

کمپرسورهای مورد استفاده درایستگاه‌های CNG، معمولاً از نوع رفت ‌و ‌برگشتی بوده و به کمپرسورهای سیلندر- ‌پیستونی معروفند. این کمپرسورها از نظر شکل ظاهری و برخی از اجزاء مکانیکی تا حدودی همانند موتورهای احتراق داخلی می‌باشند، هرچند تفاوت‌های بسیاری بین یک موتور احتراق داخلی و یک کمپرسور رفت‌ وبرگشتی وجود دارد.

 در‌صورتی که فشارهای بالا(psig3600 تا  psig5000) نیاز باشد، معمولاً به‌ دلایل فنی و اقتصادی از کمپرسورهای 2 تا 5 مرحله‌ای به جای کمپرسورهای تک ‌مرحله‌ای استفاده می‌نمایند. این کمپرسورها دارای مزایایی نسبت به  کمپرسورهای تک ‌مرحله‌ای می باشند که به اختصار در زیر به آنها اشاره شده است:

1)    امکان سردکردن گاز در مراحل میانی

2)    به‌ازای یک نسبت فشار معین، کار مورد نیاز در یک کمپرسور چندمرحله‌ای کمتر از یک کمپرسور تک‌ مرحله‌ای است.

3)    کمپرسورهای چند مرحله‌ای از تعادل دینامیکی بهتری برخوردارند.

4)    نشتی کمتر گاز در کمپرسورهای چند مرحله‌ای

5)    به‌علت کاهش دما روغنکاری بهبود یافته و مشکلات ناشی از آن نیز کاهش می‌یابد.

6)    بازده حجمی کمپرسورهای چند مرحله‌ای بیشتر است.

7)    به‌علت فشار کارکرد مختلف در سیلندرها، در مراحل اولیه نیازی به ساخت سیلندرهای پر فشار نخواهد بود.

مهمترین مشکل کمپرسورهای چند‌مرحله‌ای هزینه سرمایه‌گذاری بالا، به‌علت وجود تجهیزات بیشتر همانند کولرهای میانی، می‌باشد.

 

 

«نکات طراحی»

دراین قسمت مهمترین نکات طراحی کمپرسورهای جایگاهای CNG مورد بررسی قرار  می گیرد:


1- فشار ورودی کمپرسور:

فشار ورودی عبارتست از فشار گاز بالا دست کمپرسور، قبل از شیر ورودی مرحله اول که به‌عبارتی دیگر همان فشار تغذیه است. بسته به جایگاه ایستگاه سوخت‌گیری، فشار گاز ورودی ممکن است از  psig50 تا  psig500 متفاوت باشد. فشار مکش بالاتر موجب نرخ بیشتر جریان گاز خواهد شد. از آنجا‌ که فشار خروجی کمپرسورها ثابت است، فشار ورودی بیشتر به معنی نسبت تراکم کلی پایین‌تر بوده و در‌نتیجه کار کمتری نیز برای فشرده‌ سازی گاز مورد نیاز خواهد بود. برای مثال توان مورد نیاز و درنتیجه هزینه مربوطه برای افزایش فشار گاز از psig 40 به  psig5000 به‌ازای مقدار معینی گاز، کمتر از توان مورد نیاز برای افزایش فشار همان میزان گاز از  psig5 به  psig5000 می‌باشد.


2- فشار خروجی کمپرسور:

پیشنهاد می‌گردد برای سوخت‌گیری خودروها تا فشار  psig 3000، فشار خروجی کمپرسور psig 3600 باشد و به‌همین ترتیب در خودروهایی تا فشار psig 3600، بهتر است فشار خروجی کمپرسور  psig4500 انتخاب گردد. حتی برخی از کارشناسان برای سوخت‌گیری تا فشار psig 3000 نیز فشار  psig4500 را پیشنهاد می‌نمایند تا از سوخت‌گیری کامل اطمینان حاصل گردد. این در حالی است که هزینة سرمایه‌گذاری کمپرسورهای  psig4500 تنها 5 تا 10درصد بیشتر از همان کمپرسورها با فشار psig3600 می‌باشد. افزایش فشارخروجی نیاز به نسبت تراکم بالاتری دارد، که افزایش دمای گاز خروجی سیلندرها و همچنین بار روی میل پیستون را به دنبال دارد.


3- خنک‌کاری:

کل گرمای تولید شده در کمپرسور ، ناشی از گرمای فشرده‌سازی گاز در طول سیکل تراکم (90 تا 95 درصد) و همچنین اصطکاک بین اجزاء کمپرسور (5 تا 10 درصد) می‌باشد.

که برای دفع گرمای تولیدی و خنک کاری کمپرسورها از دو روش استفاده می کنند:

الف) خنک کاری به روش هوا- خنک :

در جاهایی که نسبت تراکم تا اندازه‌ای پایین بوده و هزینه‌های سرمایه‌گذاری و بهره‌برداری پایین مد نظر باشد‌ از این روش برای خنک کاری کمپرسور استفاده می‌گردد.

ساختمان نسبتاً ساده و نبود تنش‌های حرارتی ناشی ازخنک ‌کاری موضعی از مزایای این نوع کمپرسورها به شمار می رود.

ب) خنک کاری به روش آب- خنک :

زمانی که نسبت تراکم و دبی جریان گاز زیاد باشد از این روش برای دفع گرمای کمپرسور استفاده می‌شود.

 طراحی این نوع کمپرسورها نسبت به نوع قبلی پیچیده‌تر بوده و نیاز به لوله‌کشی بیشتر، یک پمپ آب، سیستم‌ مبدل حرارتی و کنترل‌های اضافی دارد که این امر افزایش هزینه های اولیه تولید وساخت و همچنین افزایش هزینه‌های بلندمدت تعمیرات و نگهداری را به دنبال خواهد داشت.

– لازم به ذکر است که دمای خروجی گاز در کمپرسورهای‌ آب- خنک به‌ طور میانگین 5 تا 10 درصد کمتر از همین دما در کمپرسورهای هوا- خنک می‌باشد.


4- روغنکاری کمپرسور:

سیلندر‌های کمپرسوربه‌ صورت سیلندرهایی با روغنکاری یا بدون آن طراحی  می گردند.

– در طراحی سیلندر‌های با روغنکاری، از رینگ و ‌پیستون‌های چدنی یا برنزی استفاده می نمایند و برای روغنکاری اجزای آن دو روش به کار می برند:

 الف)  روغنکاری پاششی:

این روش روغنکاری در کمپرسورهای کوچک‌ به‌کارمی‌رود.

 در کمپرسور‌هایی که از این روش برای روغنکاری استفاده می‌گردد، روغن بایستی به‌ طور مداوم تعویض شده و لزجت آن باید با شرایط  آب ‌و‌هوایی و فصلی مطابقت داشته باشد.

 ب) روغنکاری تحت فشار:

در سیستم‌های روغنکاری تحت فشار از یک پمپ جداگانه برای انتقال روغن به یاتاقان‌های اصلی، یاتاقان‌های ژورنال و انگشتی پیستون‌ها به‌طور مستقیم استفاده می‌شود. بنابراین‌ روغنکاری تحت فشار نسبت به روغنکاری پاششی بهتر بوده و روش استانداردی می‌باشد که در کمپرسور‌های بزرگ به‌کار می‌رود.

 – در طراحی سیلندر‌های بدون نیاز به روغنکاری، از رینگ پیستون‌های تفلونی،‌ رینگ‌های rider ومواد rod-packing استفاده می‌نمایند، که به‌طور ذاتی روان‌کار هستند. در این کمپرسورها به دلیل عدم نیاز به روغنکاری بین رینگ و جداره سیلندر، میزان روغن موجود در CNG به مقدار زیادی کاهش می یابد.


«آلودگی مربوط به روغن روانساز در کمپرسور»

در کمپرسورهای معمولی که به‌منظور روان‌سازی از روغن استفاده می‌شود، ممکن است مقداری از این روغن در جریان فشرده‌سازی با گاز ترکیب شود و موجب انسداد در داخل اجزاء گردد. این آلودگی هنگامی بیشتر خواهد شد که در اثر سایش در اجزای کمپرسور، در حرکات رفت‌و‌برگشتی مقداری روغن در این مکان‌ها باقی بماند. طبق یک تحقیق انجام گرفته توسط گروه تحقیقاتی GRI & AGA میزان روغن در گاز می‌تواند در مواردی به حدی باشد که در سیلندر سوخت ته‌نشین گردد یا درعملکرد رگلاتور، شیرها، انژکتورهای سوخت، سیستم‌های اندازه‌گیری ودیگر تجهیزات ظریف، اخلال ایجاد نماید. در‌ضمن روغن میتواند سهم بسزایی درافزایش میزان آلودگی حاصل از اتومبیل‌های گاز‌سوز داشته باشد.

برای کاهش میزان روغن موجود در CNG تا یک سطح قابل قبول از فیلترهای روغن استفاده می کنند.


لوله‌کشی(Piping):

 

لوله‌کشی کمپرسور معمولاً جزئی از مجموعه کمپرسور یا پایه کمپرسور می‌باشد که در این قسمت به تشریح  بخش‌های مختلف لوله‌کشی کمپرسور و وظایف هر یک خواهیم پرداخت.

  • ·     لوله‌کشی ورودی:

لوله‌کشی ورودی به ‌طورکلی شامل همه لوله‌ها، شیرها، اتصالات و فیلترهایی است که نقطه اتصال گاز (خط لوله تغذیه) را به  ورودی طبقه اول کمپرسور وصل می‌نماید.

  • ·     مخزن بازیافت:

مخزن بازیافت، گاز موجود در کمپرسور را به ‌محض خاموش شدن آن در خود ذخیره می‌کند. همانطور که در شکل صفحه بعد نشان داده شده است، مخزن بازیافت از یک طرف به خروجی هرسیلندر و از طرف دیگر به ورودی کمپرسور لوله‌کشی شده است.

پس از خاموشی کمپرسور، شیرهای تخلیه ناگهانی باز شده و گاز موجود در هر سیلندر به مخزن بازیافت تخلیه می‌شود. پس از راه‌اندازی دوباره کمپرسور، شیرهای تخلیه ناگهانی  در ابتدا باز می‌مانند تا این‌ که کمپرسور به‌ سرعت عادی خود برسد. در این هنگام کمپرسور به سادگی گاز پشت مخزن را بدون فشار اضافه دیگری، فشرده می‌کند. بالاخره، شیرهای تخلیه ناگهانی بسته شده و کمپرسور شروع به تراکم گاز می‌نماید.

 

  • ·     تله‌ها:

تله‌ها برای جمع‌آوری و دفع روغن، آب و قطرات چگالیده در جریان گاز فشرده‌شده، به‌ کار می‌روند. تله‌ها بایستی پس از هر کولر میانی و همچنین در پائین دست کولر نهایی قرار بگیرند. لوله‌کشی‌ها بایستی طوری قرار گرفته باشند تا به‌ طور طبیعی امکان تخلیه و سرازیر شدن مواد به تله‌ها فراهم گردد. هر تله بایستی به‌طور خودکار هر 30 دقیقه یک ‌بار و نیز در هنگام خاموش شدن کمپرسور تخلیه گردد. خروجی تله‌ها بایستی به‌یک تانک مرکزی تخلیه، ریخته شود. جنس این تانک بسته به نوع مواد تخلیه انتخاب می‌گردد تا خطری به ‌وجود نیاید.


  • ·     لوله‌کشی خروجی:

لوله‌کشی خروجی بایستی شامل یک شیر یک‌طرفه در خروجی کمپرسور و یک فیلتر باشد تا روغن و قطرات چگالیده‌ای که به‌وسیله جداکننده پس از مرحله آخر، جدا نشده‌اند، جدا سازد. اندازه این فیلتر براساس دبی بیشینه و فشار کمپرسور تعیین می‌گردد.

محرک کمپرسور:

بیشتر کمپرسورهای CNG توسط موتورهای الکتریکی به‌حرکت در‌آورده می‌شوند. البته در برخی از موارد، از‌جمله در ایستگاه‌های بزرگ، در مکان‌هایی که بهای انرژی الکتریکی بالا باشد یا در‌حالتی‌ که داشتن سرویس‌های الکتریکی مناسب، گران باشد بیشتر از موتورهای گازسوز به‌عنوان محرک کمپرسوراستفاده می‌گردد.

موتورهای الکتریکی در مقایسه باموتورهای گازسوز هزینه اولیه و هزینه تعمیر و نگهداری پایینی دارند و آلودگی‌ نیز به‌ همراه ندارند.


توان تولیدی مورد نیاز توسط محرک:

توان مورد نیاز برای کمپرسورها به‌طور کلی تابعی از طراحی کمپرسور، نسبت فشار و وجود هر نوع بار اضافی (همانند پمپ‌ها و فن‌های کولر) می ‌باشد که به‌طور مستقیم به محرک کمپرسور اعمال می‌شود. چنانچه نسبت فشار کمپرسور افزایش یابد، توان مورد نیاز برای کمپرسور نیز بیشتر خواهد شد.


محفظه‌ها:

برای محافظت از اجزای کمپرسور در برابر اثرات باران، برف و نور خورشید و همچنین کاهش میزان سر و صدای تولیدی و بهبود شکل ظاهری مجموعه تجهیزات کمپرسور که در قسمتهای قبل به آنها اشاره شد توسط سازندگان در درون محفظه ای قرار داده می شود. محفظه‌ها می‌توانند از مواد غیراکوستیک یا  تمام اکوستیک ساخته شوند.


مخازن:                         

 

(Strage)

به‌منظور کاهش زمان سوخت‌گیری درایستگاههای سوخت گیری تند، ازمخازن فشار بالا استفاده می کنند. این مخازن در ابتدا توسط کمپرسور پر شده و به فشاری  بالاتر از فشار مخزن خودرو می رسند، سپس به علت وجود این اختلاف فشار، سوخت با سرعت به مخزن خودرو منتقل می گردد.( هرچه اختلاف فشار دو مخزن بیشتر باشد سوخت با سرعت بیشتری منتقل خواهد گردید)

استفاده از مخازن فشار بالا در ایستگاهها مزایای زیر را به دنبال دارد:

1) مدت زمان سوخت‌گیری به‌ طرز چشم‌گیری کاهش می یابد و به حدود 3 تا 10 دقیقه خواهد رساند.

2) میزان روشن ‌و خاموش شدن کمپرسور کاهش می یابد، که این امرمنجر به افزایش طول عمر کمپرسور وکاهش هزینه‌های کلان تعمیر ونگهداری می شود.


انواع مخازن:


به‌طور کلی در ایستگاههای سوخت‌دهی سریع برای ذخیره سازی گاز طبیعی فشرده از دو روش  استفاده می‌کنند که در اینجا به بررسی هریک از این روشها خواهیم پرداخت:

1) مخازن ترتیبی (آبشاری)

در سیستم ترتیبی، مخازن به سه قسمت فشار بالا، متوسط و فشار پایین دسته‌بندی می شوند، که هر قسمت ممکن است از یک یا چندین مخزن هم فشار تشکیل شده ‌باشد. در ابتدای سوخت‌گیری، مخزن فشار پایین مورد استفاده قرار می‌گیرد و تا وقتی‌ که اختلاف فشار مخزن خودرو و مخزن ایستگاه در حد معقولی باشد، سوخت‌گیری از طریق مخزن فشار پایین انجام خواهد گرفت. در حین سوخت‌گیری فشار مخزن ایستگاه افت می‌کند و در عین حال فشار مخزن خودرو زیاد می‌شود. بنابراین اختلاف فشار دو مخزن بتدریج کم شده تا این ‌که از حد مجاز کمتر خواهد شد. در این حالت، سوخت‌گیری از مخزن با فشار متوسط انجام خواهد شد. به این ترتیب اختلاف فشار لازم را برآورده خواهیم ‌ساخت و در‌نهایت بعد از مدتی، سوخت‌گیری از طریق مخازن فشار بالا انجام خواهد گرفت.

استفاده از این روش باعث می شود که سه عامل کنترل دمای گاز مخزن خودرو، زمان کوتاه سوخت‌رسانی و بهره‌برداری بهتر از حجم مخزن ایستگاه در یک حالت تعادل با یکدیگر نگه‌ داشته شوند.

چنانچه به جای سیستم مذکور از یک مخزن در ایستگاه استفاده کنیم، مجبور خواهیم‌ بود که فشار تک ‌مخزن ایستگاه را تا حد مجاز آن بالا ببریم، دراین ‌صورت در ابتدای سوخت‌گیری، اختلاف فشار به اندازه‌ای زیاد است که سرعت بالای گاز ورودی به مخزن خودرو موجب افزایش شدید دمای گاز موجود در مخزن خودرو خواهد شد، در‌نتیجه در فشار بیشینه جرم کمتری از گاز، فضای مخزن خودرو را اشغال خواهد نمود، به‌ طوری ‌که بعد از چند ساعت تبادل حرارتی با محیط اطراف و رسیدن به دمای محیط، فشار مخزن افت می‌کند و این نقصان ممکن است در سیستم سوخت‌رسانی خودرو اشکال ایجاد کند .

2) استفاده از مخازن بافر:

مهمترین و اساسی‌ترین فرض ایستگاه‌هایی که از این مخازن استفاده می‌کنند، این است که سرعت ورود وسائط نقلیه به ایستگاه به اندازه‌ای است که کمپرسور به‌ طور پیوسته کار می‌کند و عمل سوخت‌دهی به ‌طور مستقیم توسط کمپرسور انجام می‌گیرد. مخازن ذخیره بافر فقط در فاصله زمانی دو سوخت‌گیری، توسط کمپرسور پر می‌شوند. طراحی کمپرسور در این حالت به‌ گونه‌ای است که بتواند نرخ سوخت‌دهی را در زمان دلخواه با کمترین مشارکت مخازن بافر، تأمین نماید.

هنگامی ‌که در ایستگاه وسیله‌ای برای سوخت‌گیری وجود ندارد، مخزن به‌ سرعت توسط کمپرسور پر شده و بعد از آن کمپرسور خاموش خواهد شد. به‌منظور عدم روشن ‌و‌ خاموش شدن زیاد کمپرسور معمولاً یک سیکل فرعی از خروجی مخزن بافر به ورودی کمپرسور، تعبیه می‌شود به‌ طوری ‌که کمپرسورهمواره درحال کار‌کردن می‌باشد ولی درحالتی که عمل سوخت‌دهی انجام نمی‌گیرد باری روی کمپرسور نخواهد بود و گازی فشرده نخواهد شد.

در‌نهایت باید گفت که این نوع مخازن بیشتر در ایستگاه‌های سوخت‌دهی اتوبوس‌ها و خودروهای سنگین مورد استفاده قرار می‌گیرد و به ‌طور ‌قطع به ‌دلیل نوع مخازن به‌کار رفته، کمپرسورهایی با ظرفیت بالا نیاز خواهد بود.

در شکل به‌کارگیری مخازن بافر و ترتیبی در ایستگاه سوخت‌رسانی نشان داده شده است. مشاهده می‌شود که در سیستم ترتیبی، توزیع‌کننده به ‌طور مستقیم از مخازن تغذیه می‌گردد، در حالی ‌که در سیستم بافر، توزیع‌کننده توسط کمپرسور تغذیه می‌گردد.


خشک کن:                 

           

(Dryer)

انجماد بخار آب موجود در گاز طبیعی به علت کاهش دمای هوا در زمستان و یا کاهش فشار در اثر تغییر ناگهانی  قطر لوله موجب انسداد مجاری انتقال گاز در ایستگاهها و یا خودرو می شود. علاوه بر این قطرات آب تشکیل شده در گاز می‌تواند با CO2وH2S  موجود، ترکیب‌شده و اسیدهای گوگرد و کربنیک را تشکیل دهند، که وجود این اسیدهای خورنده در گاز، باعث افزایش خوردگی در تجهیزات ایستگاه و قطعات خودرو می گردد. به همین علت، در ایستگاه سوخت رسانی به منظور کاهش میزان بخار آب موجود در گاز و رساندن آن به سطح قابل ‌قبول از خشک کن استفاده می کنند.

 

محل نصب خشک کن:

دستگاه‌های خشک‌ کن می‌توانند درقسمت کم‌ فشار(ورودی) یا پرفشار(خروجی)کمپرسورنصب گردند. ولی بنا به دلایل زیر به شدت توصیه می شود که خشک کن در قسمت کم‌فشار (ورودی) کمپرسور نصب گردد.

1)    چون در قسمت ورودی فشار کم است، درایر دیگر نیاز به تجهیزات و شیر آلات فشار بالا نداشته، هزینه آن کاهش می یابد

2)    گاز ورودی به کمپرسور تمیز و خشک می باشد و مشکل احتمالی خوردگی و یخ زدگی برای کمپرسور به وجود نمی آید.

3)    نصب دستگاه خشک‌کن در قسمت پرفشار (خروجی) کمپرسورباعث می شود ماده خشک‌کننده در معرض فشار بسیار عظیم و همچنین نوسانات دبی جریان قرار بگیرد، که این عامل موجب تخریب غربال مولکولی می گردد.


دمای نقطه شبنم:

دمای نقطه شبنم یک گاز دمایی است که در آن دما بخار موجود در یک حجم معین و فشار معلوم شروع به تقطیر می‌کند. اگر دمای گاز بالاتر از دمای نقطه شبنم باشد، گاز حالت ما فوق ‌گرم داشته و میزان بخار آن از حالت نقطه شبنم کمتر می‌باشد. در نقطه شبنم، گاز بیشترین مقدار بخار آب را در خود دارد و پایین‌تر از نقطه شبنم بخار موجود شروع به تقطیر می‌کند. دمای نقطه شبنم با افزایش فشار زیاد می‌شود. یعنی در مکان‌های پرفشار بعد از کمپرسور و در تجهیزات خودرو براحتی ممکن است به دمای نقطه شبنم برسیم و شاهد تشکیل قطرات آب باشیم. می‌توان روند افزایش دمای نقطه شبنم با فشار را در جدول زیر مشاهده کرد.


فشار

(psig)

دمای نقطۀ شبنم

(F)

10

37-

100

10-

1200

35

3600

52

به‌عنوان مثال اگر یک گازCNG  با میزان بخار آب 7 پوند در میلیون متر مکعب گاز را درنظر بگیریم، در فشار  psi3600، دمای نقطه شبنم F52 خواهد بود. به این معنی که  اگر گازدر این فشار به دمای F52برسد، بخارهای آب در مخازن خودرو، ایستگاه و لوله‌ کشی ها تشکیل می‌شود.

برای حذف پتانسیل تراکم و مشکلات یخ زدن، گاز باید تا نقطه شبنم خشک شود و طبق استانداردها، میزان بخار آب در CNG باید به ‌اندازه‌ای باشد که نقطه شبنم آن حداقل F10 پایین تر از کمترین دمای خشک ماهانه ایستگاه باشد.

انواع خشک کن ها:

 

بطور کلی از دو نوع خشک کن در ایستگاههای CNG استفاده می کنند:

خشک کن  PSA: که بر اساس تغییرات فشار کار می کند.  

خشک کن TSA: که بر اساس تغییرت دما کار می کند.

در هر دو نوع، از یک ماده جاذب مانند غربال مولکولی جهت جذب بخار آب از جریان گاز استفاده می‌شود. مهمترین تفاوت بین دو روش در نحوه دوباره فعال‌سازی یا خشک‌کردن، ماده جاذب می باشد.

در خشک کن های TSA از یک گرم‌کن برقی برای بازیافت مواد جاذب رطوبت استفاده می‌شود. این سیستم معمولاً دارای دو نوع تک ‌برجکی (گرم‌کن خارجی) و دوبرجکی می‌باشد. دو برجکی در بالای کمپرسور، و یک برجکی هم بر روی کمپرسور و هم در زیر کمپرسور نصب می شود.

خشک کن تک برجکی:

(Single Tower Dryer)

این خشک کن دارای گرمکن برقی خارج از خشک کن هستند و هر یک تا شش ماه یک بار نیاز به بازیابی دارد. سیستم تک‌ برجکی دارای امتیازاتی نظیر قیمت پایین، قابلیت اطمینان بالا، هزینه تعمیراتی کم (جدا از هزینه بازیابی) است و به علاوه تمام امتیارات سیستم دو برجکی را  نیز دارا می‌باشد.

این سیستم دارای معایبی نظیر هزینه بالای بازیابی  و کمبود نیروی متخصص بازیاب  در منطقه مشخص، می‌باشد. همچنین مسائل جوی و شرایط آب‌وهوایی نیز باید مساعد بازیابی باشند.

خشک کن دو برجکی:

(Twin Tower Dryer)

سیستم‌های خشک‌کن TSA دوبرجکی دارای چندین نوع طراحی می‌باشند. گرمایش داخلی با پاک‌ کننده داخلی یا خارجی و سیستم بازیابی حلقه بسته. در طراحی مناسب و درست سیستم خشک‌ کن TSA دو ‌‌برجکی، می‌توان بدون آن‌ که به سیکل بازیابی نیاز داشته باشیم ماد‌ه جاذب و خشک کن را در حدود 2 تا 3 سال به ‌طور ممتد به‌ کار گرفت. چرخه کاری بلند مدت این سیستم می تواند هزینه‌های تعمیراتی را به شدت کاهش دهد. همچنین در این سیستم ماده خشک ‌کن بازدهی بیشتری خواهد داشت و برای مدت طولانی‌ تری می‌تواند به‌کار گرفته‌ شود.

 

فیلترها(Filter):

 

فیلترهای گاز در جایگاهای CNG به دو منظور با عناوین پیش فیلتر و پس فیلتر به کار می روند. پیش فیلترها در جایگاههای  سوخت گیری CNG به منظور جلوگیری از ورود ذرات ناخالصی و هر گونه ماده زائد به همراه گاز طبیعی به داخل کمپرسوراز خط لوله، قبل از ورودی کمپرسور نصب می شوند. پس فیلترها پس از کمپرسور و به منظور جلوگیری از ورود ذرات روغن و ناخالصی ها به مخازن تحت فشار به کار گرفته می شوند و تنها تفاوت این دو نوع فیلتر فشار کاری آنها است. بدین معنی که پیش فیلترها در  در فشاری در حدود فشار جو و یا مقداری بالاتر به کار گرفته می شوند، در حالی که پس فیلترها در فشار 250 تا 300 بار کار می کنند.

از نکات قابل توجه در بررسی فیلترها قابلیت صاف کردن از نظر ماکزیمم سایز عبوری یک ذره، افت فشار کم و نیز قابلیت دسترسی آسان به منظور تعمیرات و تعویض های اجزا آنهاست. معمولا جنس فیلترها از مواد رزینی، پلیستر و سایر مواد مشابه است که در درون یک پوشش فلزی قرار دارد.


ساختمان فیلتر:

هر فیلتر شامل دو قسمت ورودی و خروجی  گاز است و قسمت اصلی در داخل به منظور انجام عملیات فیلتراسیون نصب گردیده است.

گاز ورودی از طریق مسیر مربوطه وارد پوسته فیلتر شده و به داخل پوششی که معمولا از جنس رزین، پلیستر و یا سایر مواد است نفوذ می کند. این پوشش اجازه عبور ذرات با سایز بزرگتر از یک حد معلوم را نمی دهد و لذا گاز فیلتر شده از یک مسیر دیگر و از مرکز فیلتر خارج خواهد  شد.یک عبور استاندارد 5/99 درصد ذرات با سایز بزرگتر از ده میکرون را مانع خواهد شد.

 

توزیع‌کننده:

 

(Dispenser)

توزیع‌کننده، وسیله انتقال سوخت از ایستگاه به خودرو می‌باشد. توزیع‌کننده‌ها دارای سیستم کنترلی می‌باشند و با استفاده از آنها می‌توان میزان سوخت تزریقی را اندازه‌گیری نمود. همچنین دارای امکاناتی می‌باشند که در هنگام پر‌شدن مخزن خودرو و رسیدن به فشار مورد نظر، تزریق سوخت قطع خواهدشد و از سرریز سوخت جلوگیری می‌کنند. تجهیزات و تکنیک به‌کار‌ رفته در توزیع‌کننده بسته به نوع سوخت‌گیری کُند یا تند، با یکدیگر متفاوت است. یک ایستگاه ممکن است از چندین نوع توزیع‌کننده با توجه به نوع خودروهای سوخت‌گیری کننده، تشکیل شده باشد. شکل زیر نمایی ساده از عملکرد یک توزیع‌کننده را نشان می‌دهد.


اجزای توزیع‌کننده:

 

 1) جریان‌سنج :

جریان‌سنج، مقدار گاز وارد‌شده به مخزن خودرو را مشخص می‌نماید. معمول‌ترین نوع جریان‌سنجی که در ایستگاه‌های سوخت‌رسانی ایالات‌متحده به‌کار می‌رود، جریان‌سنجی است که با شتاب کوریولیس کار می‌کند. اخیراً نیز جریان‌سنج‌هایی به‌وجود آمده‌اند که با استفاده از سرعت صوتی گاز در یک گلوگاه ونتوری، میزان جرم گاز را مشخص می‌نمایند.

در نصب جریان‌سنج به‌یک توزیع‌کننده، باید دقت نمود که محل نصب تا حد امکان به خودرو نزدیک باشد. زیرا هر‌چه جریان‌سنج نسبت به نازل سوخت رسانی به خودرو دورتر، نصب گردد، در پایان زمان سوخت‌گیری، در ‌هنگامی‌که شلنگ تزریق از اتصال به خودرو برداشته شود،‌ مقدار گاز باقی‌مانده در قسمت بین جریان‌سنج و نازل شلنگ بیشتر خواهدبود که این مقدار گاز باقیمانده باعث خطا در اندازه‌گیری سوخت تزریقی به خودرو خواهد شد.

در نتیجه برای کاهش این مقدار خطا، باید جریان‌سنج را هر‌چه نزدیک‌تر به قسمت انتهایی شلنگ نصب نمود یا این‌ که اندازه‌ لوله‌های انتهایی را، کمترین مقدار ممکن انتخاب نمود.

2) حسگرهای فشار:

حسگرهای فشار روی لوله‌های توزیع‌کننده نصب می‌گردند و میزان فشار درون مخزن خودرو را  کنترل می کنند. حسگرهای فشار نیز باید تا حد امکان در نزدیکترین نقطه به خودرو نصب شوند. معمولاً به‌علت سرعت بالای گاز در داخل لوله‌های توزیع‌کننده و دیگر محدودیت‌ها، حسگرها  نمی‌توانند فشار دقیق مخزن خودرو را ثبت نمایند.

 

4) صفحه نمایش:

این صفحه میزان گاز انتقال یافته به مخزن خودرو را به اپراتور نشان می‌دهد. همچنین ممکن است قیمت کل و قیمت هر واحد سوخت را نیز نمایش دهد. میزان گاز منتقل‌شده می‌تواند بر‌اساس جرم (پوند یا کیلوگرم)، حجم (scf)، ظرفیت گرمایی و یا میزان گالن گازوئیل یا بنزین معادل، اندازه‌گیری شود.


اتصالات قطع‌کننده:

براساس استاندارد 52- NFPA باید پمپ به طریقی عمل کند که، اگر خودرو پس از دریافت گاز حرکت کرد، جریان گاز در شیلنگ پمپ گاز قطع گردد. وسیله ای که این کار را انجام میدهد، “اتصالات قطع‌کننده” نام دارد. این وسیله شامل یک سه پایه، یک بست قفل کننده و یک وسیله قطع ارتباط است. از آنجا که به شیلنگ نیرو وارد می شود، این نیروی وارده به وسیله قطع کننده ها به عقب کشیده می شود و قسمتهای نری و مادگی از یکدگر جدا می شوند. وقتی این عمل اتفاق می افتد، سوپاپها بسته شده، جریان گاز قطع می شود.


شلنگ:

شلنگ پمپ های گاز در ایستگاه‌های CNG انعطاف‌پذیرند و معمولاً از فولاد ضد‌زنگ و از مواد بافتنی مصنوعی به‌انضمام پلاستیک فلوئوری ساخته می‌شود. معمولاً شلنگ تزریق به‌عنوان یک وسیله از پیش‌ساخته‌شده تهیه می‌گردد.

جنس شلنگ را معمولاً طوری انتخاب می‌نمایند که هادی الکتریسیته ساکن باشد تا از تجمع الکتریسیته ساکن و احتمال جرقه‌زدن آن جلوگیری گردد. شلنگ را باید در حد ایمنی تجهیزات مربوط به کمپرسور و سیلندرها و حتی بالا‌تر از آنها طراحی نمود. معمولاً آنها را به‌طور هیدرواستاتیکی تا 5/1 برابر فشار پیشنهادی توسط سازنده، تست می‌کنند.


نازل سوخت‌رسانی:

نازل سوخت‌رسانی، یک اتصال ایمن را بین مخازن ایستگاه و مخزن خودروی در‌حال سوخت‌گیری، فراهم می‌کند. نازل‌ها معمولاً از مواد مقاوم در مقابل خوردگی ساخته می‌شوند و به‌وسیله برنج و آهن ضد‌زنگ، سخت‌کاری می‌شوند. نازل‌ها معمولاً بر‌طبق استاندارد NSI و NGV1  طراحی می‌شوند. این استاندارد شامل طراحی نازل مربوط به انواع ایستگاه‌های سریع و کند، با مخازنی به ظرفیت psig 3600، 3000 و 2400 می‌باشد. معمولاً به‌‌منظور جلوگیری از ورود ذرات خارجی به مخزن خودرو، از یک فیلتر در نازل‌ها استفاده می‌شود.


شیر و تنظیم‌کننده‌ها:

علاوه بر تجهیزات ذکر‌شده، تجهیزات دیگری مانند انواع شیر و تنظیم‌ کننده وجود دارد که طراحی و انتخاب این وسایل به نوع توزیع‌کننده و نوع ایستگاه بستگی خواهد داشت.


سیستم کنترل ایستگاه:

سیستم کنترل ایستگاه می تواند سیستم ساده ای باشد مانند مواردی که در ایستگاههای سوخت رسانی در طی زمان، سریع، ترانزیت و یا با همدیگر به کار برده شده است. قسمت کنترل کننده های جداگانه و داخلی ایستگاه مثل کنترل کمپرسور یا خشک کن معمولاً از قبل بر روی آنها نصب شده است و نهایتاً قابل اتصال به شبکه کنترل کل ایستگاه هستند. در گذشته سیستم کنترل ایستگاهها با استفاده از رله بود، ولی امروزه اکثراً از میکرو پروسسور یا تابلو کنترل PLC استفاده می کنند. این سیستم برای کمپرسورها و پمپ های گاز کارآیی لازم را دارد و هزینه آنها هم معمولاً پایین است. و در مقابل، کارآیی و قابلیت انعطاف زیادی نیز دارند. سیستم کنترل PLC ایستگاه برای تمامی تجهیزات کارآیی لازم را دارد و باعث کارکرد بهتر تجهیزات و بالا رفتن درجه ایمنی آنها می شود. این سیستم کنترل قابل اتصال به سیستم کامپیوتری است تا از این طریق بتوان کنترلهای لازم را انجام داد. با این سیستم می توان در حالت اضطراری ایستگاه را متوقف کرد و یا از طریق صفحات کامپیوتر، عملکرد ایستگاه را کنترل، و در مواقع لزوم اعلام خطر کرد و برنامه عملکرد ایستگاه را با این دستگاه تنظیم و اجراء نمود.

منبع: www.minomechanic.persianblog.ir

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *