正在加气的CNG公交车-成都主推清洁能源公交缓解供气难题LNG车成...

祖力皮卡尔.艾力

中图分类号：TM561 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）17-0043-01

公交车辆是CNG汽车加气站的主要车源，公交车加气的规律和一般车辆，尤其是出租车不同，突出的特点就是在每天的早晨和傍晚，都有一段时间的加气高峰。因此建设CNG加气站就必须考虑公交车的这一加气特点，解决好高峰期加气的矛盾，不致影响公交车的顺利运行，又能增加经济效益。

1 CNG加气站的运行模式

1.1 直接加气方式

所谓直接加气的方式，就是将进站管道输来的天然气，经压缩机压缩到25MPa后直接给汽车加气。加气时一般也没有售气机，往往只是通过压力表计算的方法进行天然气的计量。这种直接加气的加气站，由于设备少投资低，在一些小型加气站使用较多。

1.2 带缓冲储气瓶组的加气方式

这种方式是在压缩机和售气机之间的管路中，增加一个缓冲储气罐或储气瓶组。在给汽车加气的同时或者无车加气时，将缓冲储气罐充满。一方面可以抵消压缩机运行时所产生的脉动形成的冲击，保持加气时压力的平稳性；另一方面当罐充满时，有车加气时可先由储气罐供气，无车加气时又可先将储气罐充满，这样就可减少压缩机的启动次数，延长使用寿命。只有储气罐足够大时效果才比较显著。缺点是加气速度相对比较慢，由于靠压力差来加气，难以将汽车的气瓶加满（即压力达不到20MPa）。如果储气罐容量较小时这一缺点就更为明显，往往需要起动压缩机补气。

1.3 分级式三线加气方式

这是目前常用的一种，属于快加气方式。是将上述的储气瓶组换成高中低压三组，三组按容积成一定比例搭配，每一组有一根高压输气管通到售气机里，三组气瓶就有三根管，所以也称三线加气。配合三线加气还在控制系统设置了一个优先顺序控制，以保证给车加气时能按照低、中、高压气瓶的顺序进行。这样，既可以减少压缩机的启动次数，又可以提高加气速度。

1.4 慢加气方式

这种方式在国外也很普遍，但目前在国内还没有看到。这是指十多辆甚至几十辆汽车同时加气的一种方式。由于压缩机的气体排量一定，当同时加气的车辆很多时，平均分配到每个车的气量就很少，所以加气速度很慢，一般都得几个小时，多则可能近十个小时。最适合车队晚上加气。

1.5 快慢组合式加气方式

顾名思义，可将上面的分级式三线加气方式和慢加气方式结合起来，以满足不同的车辆加气的需要。

2 公交车的加气特点

2.1 加气高峰比较固定

和其它车辆的加气情况不同，公交车的加气时间有高峰期，而且比较固定，一般有两次，一次是早晨在五点到七点左右出车时，各路公交车都要在较短的时间内陆续开出。另一次是晚上收车时，大约在七点到九点左右，大多数车辆将陆续返回车场。

2.2 加气站保证连续供气

为了保证公交车的按时运营，公交车队的加气站必须要保证连续供气不得中断，尤其对于单一燃料的CNG汽车更为重要（两用燃料汽车如果断气还可加注汽油）。

2.3 加气量较大

和一般汽车相比，公交车辆的储气瓶组多，储气量要大得多，目的是加一次气能够跑更多的里程。比如，少则一次加气50m3以上，多则象北京公交车一次加气多达162m3。

2.4 中途不加气

大多数的公交车的运营线路都不可能经过车场的加气加气站，在一天的运营过程中不便于绕道再回到加气站加气，所以一般情况下一天只能加一次气，或者在早晨出车前，或者在晚上收车后加满气。这也是公交车每次加气量大的一个重要原因。

2.5 加气车辆多

和一般车队相比，公交公司的车辆数量较多，一个车场少的有数十量，多的达三四百辆。要满足这些车辆加气的需要，加气站的规模就要相应大一些。

3 保证公交车顺利加气的途径

为了保证公交车的政党运营，公交加气站的设计和建设，都必须考虑到公交车辆的加气特点和它的特殊要求。

3.1 增加压缩机的容量或台数，扩大供气量

由于公交车的数量和每辆车的加气量都比较大，所以加气站的规模和供气量必须满足加气的需要。比如，某车场有CNG汽车200台，每台车的加气量平均为70m3，那么加气站的日供气量应为14000m3左右。一天按工作16小时计算，压缩机的排气量应为850m3/h。如果有条件，最好选择双机组，如两台排量为650m3/h就比较合适。在加气高峰时，两个机组同时运行，其余时间只起动一台机组即可。这样，既可以满足不问时段加气要求，又能降低运行成本比较经济。（选两台时每台的排气量应选为单台的80%较好）。

3.2 增加售气机台数，以增加单位时间的加气车辆数

加油相比加气时间较长，比如加气70m3大约需要10分钟左右，加气前后的辅助时间假定为两分钟，辆车加一次气约需12分钟，所以一个加气枪一小时只能加5辆车，一个售气机两个加气枪一小时仪能加10辆车。显然难于满足高峰期的加气要求。因此最好设置两台售气机。

3.3 增加储气瓶组的容量和储气量，保证高峰期的供气量

从上述可知两个售气机一小时可以加气20辆车，需要的气量为1400标方。但压缩机的供气量仅有850m3，显然不够。所缺的气量必须由储气瓶组补充。根据经验，储气瓶组的储气量至少为3000m3。假若储气瓶组的气体利刚率为30%以上，实际可以供给汽车加气的气量达1000多m3以上。加上压缩机的气量，两小时的供气量近2800m3，基本可以满足高峰期40辆车的加气量。

3.4 改变瓶组配比，提高储气瓶组的气体利用率

现在，CNG加气站的储气瓶组一般都按高、中、低压三组设置。三组气瓶的数量或者储气量是不同的，其配比设计的是否合理，直接影响着气体的利用率。设置好的可高达58%，而设置差的可能仅有百分之十几。许多用户的经验认为1∶2∶3比较介适。实际上由于气体利用率还与车辆每次加气量以及总的储气量等因素有关。因此若有条件，可以经过实际测量后于以调整，以便进一步提高气体利用率，降低运行成本。当然，如果该加气站每组储气瓶采用的是单一的大气瓶，就无法调整配比（只能是1∶1∶1）。

3.5 增大汽车储气瓶的受气管的通径，缩短加气时间

由于受国产汽一受气嘴通径的制约，目前国内CNG汽车受气嘴后的不锈钢竹的外径为Φ6，通径为Φ4。而售气机（主要是进口售气机）的通径一般为Φ7。所以这个通径Φ4的钢管就成了影响加气速度的瓶颈。经测定这时的平均加气速度为8.1m3/min，若把该钢管换成Φ10×1.5则通径为Φ7，和售气机加气枪的通径一致。那么，平均加气速度就可提高到18m3/min。这样，原来加70m3气需要10分钟，现在只需不到5分钟。由于加气时间几乎缩短了一半，在其它设施不变的情况下，单位时间可加气的车辆则会大大增加、必然缓解了公交车高峰加气的矛盾。

当然也可直接选用通径更大（比如1/2″）的大流量售气机，并配以相应通径的汽车受气嘴，使加气速度进一步增大，加气时间更短。

3.6 调整售气机的顺序控制参数，提高加气速度

售气机工作时，是依靠压差使气体流动而加气的。当售气机输出的气体压力和车载气瓶内的压力平衡时，加气过程停止。实际上，具有顺序控制功能的三线进气式售气机，并不是通过测量压力差，而是通过测量气体流量进行顺序控制的。因为售气机中的主要测量器件是质量流量计，测量气体流量很方便。理论上，应当是当低压管流量为零（压力平衡压力差为零）时，再切换到中压管，中压管流量为零时切换到高压管。实际上，为了提高加气速度，一般是当流量降低到较小时，比如50g/s，就可切换。如果某—级的加气速度过低时，即可将该级的流量控制参数调高一些。当然，如果调得过高时，加气速度虽然提高了，但气瓶组的气体利用率则要降低。所以要综合考虑可而止。

3.7 设置慢加气方式，使加气站运行更为合理

国外的经验指出，解决公交车辆中气高峰最好的方式是，设置加气系统。尤其是快慢结全的方式更为合理。尽管以上方法也可以缓解公交车加气高峰的矛盾，但都有其不足之处。对于车辆比较多的车场，采用慢加气方式，使部分车辆在收车后，利用晚上的时间慢加气，不受时间的限制，又能减轻第二早晨高峰加气的压力，解决了设备能力的不足。白天仍可以快加气方式照常为其余的车辆加气。

3.8 晚班设专人加气，弥补设备的不足

由于快慢结合的加气方式投资相对较大，国内目前还没有采用。但为了解决加气高峰的矛盾，许多公交公司采用快加气方式，充分利用晚上时间，设专人负责给每辆车加气（司机可回家休息）。这样也可以使第二天早晨高峰加气的车辆大大减少，确保各路公交车按时出车。