تجهیزات جایگاه CNG طبیعتا پیچیدگی های بیشتری نسبت به جایگاه بنزین و گازوئیل دارد. اما سوال اینجاست، این تفاوت در ساختار از کجا نشات میگیرد. در جایگاه بنزین و گازوئیل سیالی که عرضه میشود مایع و تراکم ناپذیر است. اما در جایگاه CNG سیالی که عرضه میشود، گاز است که تراکم پذیر است. بنابراین تمامی تجهیزات این دو نوع جایگاه با یکدیگر متفاوت هستند.
اگر مسیری که سیال در این دو جایگاه طی میکنند را بررسی کنیم، خواهیم دید در جایگاه بنزین یا گازوئیل، سوخت از داخل مخزن مدفون جایگاه که تحت فشار نیست پمپ میشود. در صورتی که در تجهیزات جایگاه CNG، گاز از خط اصلی گرفته شده و به مخزن خودرو ها منتقل میشود.
در جایگاه CNG با توجه به اینکه سیال انتقالی گاز است، باید تمامی آب بندی ها و شیر ها سازگار با گاز انتخاب شوند. نکته دیگر این است که در جایگاه CNG نمیتوان از پمپ استفاده کرد و با توجه به تراکم پذیر بودن گاز باید از کمپرسور استفاده کرد. استفاده از کمپرسور به نسبت پمپ هزینههای بیشتری برای به دنبال خواهد داشت.
از طرف دیگر با توجه به اینکه گاز طبیعی از خط لوله اصلی گرفته میشود، نیاز دارد تا از لحاظ فشار، دما و کیفیت دستخوش تغییر قرار گیرد. این تغییرات با استفاده از تجهیزاتی که در مسیر جریان گاز از خط لوله اصلی تا نازل دیسپنسر بکار گرفته میشوند، انجام می گیرند. طراحی تجهیزات جایگاه CNG ، اعم از انتخاب کمپرسور و مخزن مناسب، از نوع و تعداد خودرو های متقاضی سوخت، تاثیر پذیرند.
جایگاه CNG سرمایه گذاری مطمئن
با توجه به تجهیزاتی که در جهت رساندن گاز به شرایط ایده آل مورد استفاده قرار میگیرند. هزینه احداث جایگاه CNG از هزینه احداث جایگاه بنزین و گازوئیل بیشتر می شود. لذا مقوله سود دهی جایگاه CNG از اهمیت ویژه ای برخوردار می شود.
در مقاله های بعدی با در نظر گرفتن هزینه احداث جایگاه و سود دهی آن، منطقی بودن احداث و بهره برداری جایگاه CNG به صورت خصوصی را بررسی میکنیم. اما موضوعی که واضح این است که با توجه به هزینههای سنگین احداث جایگاه CNG لازم است دولت و ذینفعان (تولید کنندگان کمپرسور و …) شرایط خاصی در جهت تشویق به احداث و بهره برداری جایگاه های CNG در نظر بگیرند.
در این مقاله قدم به قدم از خط اصلی گاز تا دیسپنسر سوخت ، و بطور کلی تجهیزات جایگاه CNG که در مسیر قرار دارند را بررسی میکنیم. همانطور که در مقاله قبلی توضیح داده شد، جایگاه های CNG نوع های مختلفی دارند. که این جایگاه ها در بعضی از تجهیزات با یکدیگر متفاوت هستند.
ساختار کلی یک جایگاه CNG
به طور کلی در تجهیزات جایگاه CNG و ساختار آن، فرآیند از خط لوله اصلی گاز آغاز و تا محلی که مخزن خودروی گازسوز پر میشود ادامه پیدا میکند. در این فرآیند مراحل مختلف کیفیت گاز بهبود داده میشود تا به حالت ایدهآل برسد، سپس اندازهگیری شده و به متقاضی عرضه میشود.
خط لوله اصلی گاز، معمولا فشار مناسب برای استفاده در سیستم جایگاه سوخت CNG را دارند. بسیاری از تجهیزات جایگاه CNG توانایی کار با گاز فشار پایین را دارند. در بعضی از جایگاه های خاص با توجه به نوع خودروهایی که در جایگاه بارگیری میکنند نیاز است تا فشار ورودی بالاتر باشد.
تضمین کیفیت سوخت (گاز) ورودی یکی از اصلی ترین نکات در جایگاه سوخت است. کیفیت گاز ورودی بسیار تاثیر پذیر از میزان رطوبت یا سایز و مقدار دیگر ناخالصیهای موجود در آن است. رطوبت موجود در گاز با واحد میلیون قسمت در فوت مکعب نشان داده میشود.
اگر رطوبت موجود در گاز بیشتر از حد استاندارد باشد لازم است تا گاز خشک و آماده طی کردن دیگر مراحل در جایگاه شود. گاهی اوقات به علت وجود ذرات ناخالصی در گاز، نیاز است تا از فیلتر مناسب نیز استفاده کنیم. در بعضی از کمپرسور های استاندارد، فیلتر نیز قرار داده شده است.
حال گاز خشک و تصفیه شده برای فشرده شدن توسط کمپرسور آماده شده است. گاز پس از عبور از درایر و فیلتر وارد کمپرسور شده و تا فشار مناسب متراکم میشود. سپس با تاوجه به نوع جایگاه (زماندار یا سریع) مستقیما به دیسپنسر یا به مخزن ذخیره سازی منتقل میشود. گاز تحت فشار حاصله، آماده عرضه به متقاضی سوخت است.
انتقال CNG از کمپرسور به مخزن در حالت سوخت گیری سریع یا زماندار به مخزن خودرو متقاضی سوخت، نیازمند بهره گیری از یک سیستم کنترلی است که با توجه به نوع جایگاه (زماندار یا سریع) تعیین میشود.
تجهیزات جایگاه CNG
تجهیزات جایگاه CNG را میتوان به سه دسته سیستم فرآیند فشار بالا، سیستم ذخیره سازی فشار بالا و سیستم توزیع فشار بالا تقسیم کرد. هرکدام از این سیستمها شامل تجهیزات مختلفی هستند و انواع مختلفی دارند.
سیستم فرآوری فشار بالا
سیستم فرآیند فشار بالا از تجهیزات جایگاه CNG ، قلب یک جایگاه CNG است. این سیستم وظیفه ی بهبود کیفیت گاز طبیعی و فشرده سازی آن را دارد. به نحوی که برای سوختگیری مناسب باشد. معمولا این بخش میتواند از سه نوع تک برجی، چند برجی و چند برجی با فشار بالا تشکیل شود.
نوع تجهیزاتی که در این سیستم بکارگرفته می شوند از نوع جایگاه (زماندار یا سریع)، تعداد خودرو هایی که در پیک کاری در جایگاه سوخت میکنند و نوع خودروهای متقاضی سوخت تاثیر پذیر هستند. لذا ابتدا باید تمامی این عوامل در نظرگرفته شود.
سپس نوع تجهیزات انتخاب شود. این سیستم گازی که از خط لوله گرفته میشود را توسط درایر خشک و توسط فیلتر تمیز میکند. سپس توسط کمپرسور فشرده میکنیم.
سیستم ذخیره سازی فشار بالا
سیستم بعدی در تجهیزات جایگاه CNG، سیستم ذخیره سازی گاز فشرده شده خروجی از کمپرسور است. نوع تجهیزات بکارگرفته شده در این مرحله نیز به عوامل که در مرحله قبل ذکر شد بستگی دارد. اما تمامی مخازن رو زمینی هستند.
همانطور که در بالا ذکر شد در جایگاه های سوخت گیری زماندار نیاز به مخزن ذخیره سازی نیست و تنها استفاده از مخزن بافر کافی است. به طور کلی با توجه به نوع تجهیزات جایگاه CNG ، سه نوع مخزن DOT، BUFFER و CASCADE میتوان استفاده کرد.
سیستم توزیع سوخت فشار بالا
سیستم توزیع سوخت نیز مانند سیستمهای دیگر با توجه به نوع جایگاه تعیین میشوند. به طور کلی چهار نوع سیستم توزیع داریم که دو نوع آن معمول است. در جایگاه های سوخت گیری سریع که امکان سوخت گیری برای هر نوع خودرویی میسر است از دیسپنسر استفاده میشود. دیسپنسر مقدار سوخت تحویلی و قیمت آن را نمایش میدهد.
اما در جایگاه های سوخت گیری زماندار به اصطلاح از Post fill استفاده میشود. این نوع از جایگاه ها با توجه به اینکه در جهت سوخت گیری خودروهای خاصی (ناوگان) مانند خودروهای جمع آوری زباله احداث میگردند. نیازی به اندازه گیری و نمایش مقدار سوخت تحویلی ندارند. بنابراین از Post fill استفاده میکنند که میتوان گفت صرفا یک درگاه بارگیری CNG است.
سیستم کنترلی توزیع سوخت
در جایگاه سوخت گیری سریع که هر نوع خودرویی امکان سوخت گیری دارد، سیستم کنترلی به اصطلاح میتواند الویت بندی مناسب را انجام دهد. به این صورت که با در نظر گرفتن فشار مخزن خودرو تعیین میکند که عملیات سوخت گیری از کدام مخزن، کم فشار یا فشار متوسط یا فشار بالا انجام پذیرد.
در نتیجه مخزن خودرو حتما کاملا پر خواهد شد. در یک نوع برنامه دیگر ترتیب بندی مناسب انجام میشود و جریان CNG از کمپرسور مستقیما به خودرو یا دیسپنسر منتقل میشود.
جایگاه های CNG از نوع سوخت سریع به گاز متراکم شده نیاز دارند که در مخزن فشار بالا ذخیره شوند. در این صورت تعداد خودروهای بیشتری سوخت گیری سریع انجام میدهند. گاز فشرده شده بعد از کمپرسور از طریق 3 انشعاب، در سه سطح مخزن فشار بالا، فشار متوسط و فشار پایین ذخیره میشود.
با استفاده از این سه مخزن عملیات سوختگیری سریعتر انجام میشود. همچنین مخزن خودروها کاملا پر میشود. طبق قانون مخازن ذخیرهسازی CNG در جایگاه ها از نوع روزمینی میباشند.
دیسپنسر CNG
دیسپنسرهای CNG در سایز ها وشکل های مختلف موجود است و به طور کلی گوناگونی زیادی دارد. با این حال این نوع جایگاه (زماندار یا سریع) است که تعیین کننده اندازه و شکل دیسپنسر خواهد بود. همچنین دیسپنسر در تجهیزات جایگاه CNG با شیلنگ ها و دبی های گوناگون در دسترس است.
علاوه بر این روش های مختلفی برای اندازه گیری مقدار سوخت تحویلی وجود دارد. که باعث میشود تجهیزات درون دیسپنسرها متفاوت باشد.
دیسپنسر های سیستم سوختگیری زماندار سوخت را با عبور از یک تنظیم کننده (رگالاتور) فشار عرضه می کنند. زمانی که دبی جریان گاز به حداقل میرسد، دیسپنسر جریان سوخت را قطع می کند. تجهیزات دیسپنسر های سیستم سوختگیری سریع، فشار موجود در مخزن را اندازه گیری می کنند.
سپس مقادیر کوچک سوخت که به صورت دقیق اندازه گیری شده اند به مخزن وارد می شوند. در این حالت افزایش فشار مخزن نیز محاسبه می شود. با این رویه مخزن به سرعت و ایمن سوختگیری می شود. زمانی که مخزن پر می شود، دیسپنسر جریان را قطع می کند.
بسیاری از دیسپنسر ها در تجهیزات جایگاه سوخت CNG از یک جبران کننده دما بهره می گیرند. که دمای گاز تحویلی را تنظیم می کند. این امر باعث می شود در روز هایی که دمای هوا پایین است، عملیات سوخت گیری به درستی انجام پذیرد و مخزن خودرو به صورت کامل پر شود.
دیسپنسر CNG سه ورودی از سه مخزن کم فشار، فشار متوسط و فشار بالا دارد. استراتژی کاری دیسپنسر به صورتی است که در بالا ذکر شد. در آغاز فرآیند سوخت گیری ابتدا فشار مخزن خودرو تشخیص داده می شود و با توجه به آن تعیین می شود از که سوخت گیری از کدام مخزن صورت پذیرد.
تجهیزات دیسپنسر CNG
دیسپنسر سوخت CNG از تجهیزات متفاوتی تشکیل شده است که در ادامه به توضیح مختصر هرکدام میپردازیم:
- صفحه نمایشگر که مقدار سوخت تحویلی و قیمت را نمایش میدهد.
- اتصالات سازگار با فشار بالا برای جلوگیری از بوجود آمدن هرگونه نشتی.
- رگولاتور مخصوص فشار بالا برای تنظیم فشار عملکردی
- شیر های توپی و منیفولد برای هدایت و کنترل گاز با فشار بالا
- فیلترهای سازگار با فشار 345 بار برای جداسازی ذرات جامد و مایع در سوخت گاز تحویلی. فیلتر در پشت شیر قطع کن قرار میگیرد.
- شیرهای سوزنی و یکطرفه برای عملکرد ایمن. شیر یکطرفه در محلهای مختلف جریان قرار میگیرد و از برگشت جریان گاز از تجهیزات جایگاه CNG به قسمت های کم فشار جلوگیری می کند. شیر های سوزنی نیز در دیسپنسرهایی قرار دارند که نیاز به تخلیه جریان برای تعمیرات باشد.
- شیرهای توپی مدل B و HB ، این شیر ها به صورت دستی، الکترونیکی، پنوماتیکی و الکتریکی عمل می کند. این شیر ها در جهت کنترل جریان گاز طبیعی مورد استفاده قرار میگیرد.
- شیلنگ گاز متناسب با فشار 354 بار برای سوخت گیری و ونت. با قطر داخلی حدودا 10 میلیمتر و قطر خارجی 7/12 میلیمتر. شیلنگ ونت نیز برای تخلیه کردن گاز باقی مانده در زانویی نازل مورد استفاده قرار میگیرد. هر دو شیلنگ معمولا به طول 3 متر هستند. از یک طرف به نازل و از طرف دیگر به کوپلینگ قطع کن اضطراری متصل هستند.
- شیر قطع کن اضطراری برای قطع کردن جریان سوخت در مواقع اضطراری (حرکت خودرو زمانی که نازل به آن متصل است و از جا کنده شدن شیلنگ). این شیر برای فشار 248 بار برای سوخت گیری و ونت در نظر گرفته میشود.
- نازل و نگهدارنده نازل، با استاندارد NGVI/ANSI، نازل CNG با نیروی اپراتور به ورودی مخزن خودرو متصل نمیشود. بلکه به نحوی طراحی شده است که برای سوختگیری به ورودی مخزن خودرو قفل میشود. شیر سه طرفه ای نیز در آن تعبیه شده است که جریان گاز را باز و بسته میکند و همچنین گاز اضافی (در هنگام پر شدن مخزن) را از خود عبور داده و ونت میکند.
میتر دیسپنسر های CNG
میتر دیسپنسر های CNG از دیگر تجهیزات جایگاه CNG بر اساس قانون نیروی کوریلیوس کار میکند. به این صورت که درون میتر قسمتی از شیلنگ به صورت خمیده قرار دارد. با عبور جریان از داخل شیلنگ، به علت نیروی کوریلیوس شیلنگ به حرکت در میآید و حرکت نوسانی میکند.
سنسورهایی نیز تعبیه شدهاند تا این حرکت نوسانی شیلنگ را به سیگنال الکترونیکی تبدیل کنند. با استفاده از کالیبراسیون مناسب پردازشگر از سیگنالها استفاده کرده و مقدار سوخت تحویلی را نمایش میدهد.
روند کلی سوختگیری مخزن خودرو گاز سوز به این صورت است که بعد از اتصال نازل به درگاه خودرو روند سوخت گیری آغاز میشود. با استفاده از سنسور هایی که در نظر گرفته شده فشار داخل مخزن خودرو تشخیص داده شده و با توجه به آن، پردازشگر تصمیم میگیرد از یکی از درگاه های مخزن کم فشار، فشار متوسط و پرفشار سوختگیری را آغاز کند.
با استفاده از میتر کوریلیوس و نمایشگر مقدار سوخت تحویلی به متقاضی نشان داده میشود. روند سوخت گیری تا جایی ادامه پیدا میکند که مخزن خودرو پر شده و فشار بیش از حد میشود. در این لحظه شیر سه طرفه نازل عمل کرده و جریان را قطع میکند. سپس اپراتور قفل نازل را باز کرده و نازل را در جای خود قرار میدهد.
کمپرسور در تجهیزات جایگاه CNG
کمپرسور CNG به عنوان بخشی از تجهیزات جایگاه CNG، معمولا از نوع سیلندر پیستونی است و با توجه به اندازه جایگاه میتواند 3 یا 4 مرحله یا حتی بیشتر باشد. کمپرسور در تجهیزات جایگاه CNG از قسمتهای زیر تشکیل شده است:
- گاز تمیز و فیلتر شده برای عملکرد بهتر کمپرسور ضروری است. بسته به کیفیت گاز یک یا چند فیلتر مناسب بر روی ورودی کمپرسور متصل میشود.
- شیر های بکار رفته در کمپرسور جریان و کارایی آن را تعیین میکنند. باید به نحوی باشند که تعمیر و نگهداری آنها به راحتی و با کمترین هزینه انجام گیرد.
- جدا کنندهها: وظیفه جدا کردن روغن و آب را از گاز فشرده شده دارند. جدا کننده ها باید از مواد مقاوم در برابر خوردگی ساخته شوند تا کارایی طولانی تری داشته باشند.
- محفظه میل لنگ: در این قسمت میل لنگ و پیستونها قرار گرفته شدهاند. پیستونها به صورت کامل آب بندی میشوند تا از ترکیب شدن گاز و روغن جلوگیری شود. همچنین محفظه میل لنگ نیز برای داشتن عمری طولانیتر از فلز ضد خوردگی مناسب ساخته میشود.
- روغن کاری: تمامی کمپرسور ها برای خنک کاری و بالا رفتن کارایی نیاز به روانکاری دارند. بنابراین کمپرسور سیستم روغن کاری دارد
- شیر ایمنی: بعد از هر مرحله فشرده سازی برای اطمینان از عملکرد ایمن و محافظت در برابر فشار بیش از حد شیر ایمنی نصب میشود.
- چگالنده: این تجهیز روغن و آب را از جدا کننده یا دیگر قسمتها به صورت drain میگیرد و با چگالش آنها، کمپرسور را برای شرایط کاری سخت آماده میکند.
کمپرسور هایی که برای تجهیزات جایگاه CNG استفاده می شوند معمولا از نوع هوا خنک هستند، تمام سیلندر ها و سرسیلندر ها دارای سطوح بزرگی هستند که حداکثر سطح تماس برای انتقال حرارت را داشته باشند. کاهش دمای کمپرسور CNG کارایی آن و حتی جدا کننده ها را نیز بالا میبرد. سیستم خنک کاری به علت کار مداوم، باید طول عمر بالایی داشته باشد و سرویس آن به راحتی انجام پذیرد.
انتخاب کمپرسور در تجهیزات جایگاه CNG
انتخاب کمپرسور مناسب برای یک جایگاه، از مهم ترین اجزای تجهیزات جایگاه CNG و همچنین از مهم ترین نکات احداث و بهره برداری جایگاه CNG است. با در نظر گرفتن عوامل و شرایط گوناگون، حداقل ظرفیت کمپرسور مورد نیاز برای جایگاه سوخت بدست میآید.
سپس با در نظر گرفتن ضریب اطمینان و حداقل ظرفیت، کمپرسور مناسب انتخاب میشود. در ادامه به بررسی عوامل تاثیر گذار در ظرفیت مخزن میپردازیم.
- نوع خودرو هایی که میخواهند در جایگاه سوخت گیری کنند چیست؟ برای مثال جایگاهی که برای سوختگیری ناوگان خاصی احداث میشود با جایگاهی که برای سوخت گیری عامه مردم است، قطعا متفاوت خواهد بود.
- در روز چه تعداد وسیله نقلیه در جایگاه سوخت گیری می کنند؟ یکی از اطلاعات حیاتی در جهت انتخاب کمپرسور، تعداد خودرو هایی است که در یک روز در جایگاه سوختگیری میکنند. این موضوع تععین کننده مقدار سوختی است که باید در مخزن جایگاه ذخیره شده باشد.
- حساب کردن حدودی مقدار سوختی که به هر وسیله نقلیه عرضه میشود. در این صورت با توجه به تعداد خودروها، مقدار سوخت عرضه شده از جایگاه در طول روز بدست میآید. برای این امر میتوان مقدار گازوئیل یا بنزینی که اتومبیل مصرف میکند را با ضریب تبدیل مناسب به مقدار گازی که مصرف میکند، تبدیل کرد.
- پیک کاری جایگاه چگونه است؟ برای انتخاب کمپرسور و یا حتی مخزن، باید بررسی شود در چه تعداد خودرو به طور همزمان میتوانند در جایگاه سوختگیری کنند. زمان سوخت گیری هر خودرو چه مقدار طول میشد. در زمان پیک کاری چه تعداد خودرو در جایگاه سوخت گیری میکنند.
- تعیین کنید جایگاه از نوع سوختگیری زماندار است یا سریع. برای مثال اتومبیل ناوگان ها به صورت زماندار و خودرو های معمولی به صورت سریع سوختگیری میشوند. سیستم ذخیره سازی و توزیع این دو نوع جایگاه متفاوت است که باعث میشود نوع کمپرسور آنها نیز تفاوت داشته باشد.
- بررسی شود که مقدار سوخت تحویلی به هر خودرو به صورت جداگانه اندازه گیری و یا مقدار سوخت تحویلی به صورت کلی تعیین شود.
- پتانسیل کاری جایگاه چگونه است؟ باید بررسی شود جایگاه در آینده تا چه مقدار جای پیشرفت خواهد داشت. به بیان دیگر تعداد خودرو هایی که در پیک کاری جایگاه سوختگیری ( Filling Station ) می کنند تا چه تعداد زیاد می شود.
- فاصله جایگاه از خط اصلی گاز چقدر است؟ باید بررسی شود فشار و کیفیت گازی که از خط لوله اصلی جایگاه را تغذیه میکند چقدر است.
- فشار عملکردی خودرو هایی خودرو هایی که در جایگاه سوخت گیری CNG میکنند چقدر است؟ اکثر خودرو ها psi 3600 است. اما خودرو های دیگری نیز هستند که فشار عملکردی متفاوتی دارند.
با در نظر گرفتن همه این عوامل ظرفیت مناسب مخزن را بدست آورده و از برندهای تامین کننده این تجهیزات ، کمپرسور مورد نظر را خریداری میکنیم.
سلام وقت بخیر.خواستم بدون درجایگاه گاز هر اپراتور چند نازل باید تحویل بگیره؟
با سلام
ساشا عزیز برای هر اپراتور حداقل یک عدد نازل لازم است.
سلام رضا سعادتمند هستم ببخش شماره تماس برگزار کننده دوره ی آموزش جایگاه سوخت از صفر تاصد ممنون
سلام دوست عزیز
شما اگر با مقالات اینرژی همراه باشید مطمینا می توانید از اموزشهای رایگان بهره مند شوید. ما در زمینه اموزش تنها در وبلاگ اینرژی فعالیت داریم.
سلام من در جایگاه کار میکنم چطور می توان اموزش کامل تعمیر برد یاد کرفت لطفا راهنمای کنی
سلام دوست عزیز
در موسسات اموزشی که برگزار کننده دوره ای این مهارت هستن میتونید شرکت کنید. موفق باشید
سلام وقت بخیر.خواستم بدون درجایگاه گاز هر اپراتور چند نازل باید تحویل بگیره؟
با سلام
همراه عزیز برای هر دیسپنسر حداقل یک عدد نازل لازم است.
سلام وقت بخیر.انتقال CNG از کمپرسور به مخزن در حالت سوخت گیری سریع یا زماندار به مخزن خودرو متقاضی سوخت نیازمند بهره گیری از چه عواملی است؟با تشکر از سایت
سلام وقت بخیر من توی جایگاه cng کار میکنم و هرروز طبق حساب کتاب ها از مقدار گازی که فروختم پول کمتری به نسبت گیرم میاد و مطمعنم مشکل از دیسپنسر هست راهنمایی برای حل این مشکل دارید؟
با سلام و احترام
از همراهی و حسن توجه شما سپاسگزاریم.
لطفا اطلاعات جایگاه و برند دیسپنسر و همه این موارد رو برای واتس اپ ما با شماره 09912055724 ارسال کنید.
سلام وقت بخیر.خواستم بدون درجایگاه گاز هر اپراتور چند نازل باید تحویل بگیره؟
با سلام
دوست عزیز برای هر دیسپنسر حداقل یک عدد نازل لازم است.