CNG加气站根据所处站址及功用的不同，基本分为常规站、CNG母站、CNG子站3种类型(其选用的设备，特别是压缩机的类型有很大的不同)。
常规站：加气站从管网取气，直接给车辆加气。站内通常有地面高压储气瓶组(200～250kg)、压缩机撬块，控制系统及加气机，通常一个站设2～4台双枪加气机。
CNG母站：除具有常规站的功能外，还通过设在站内的加气柱向子站拖车加气，子站拖车可以将CNG运到子站，向子站供气。
CNG子站：在城市中心管网无法达到的地方建立，由子站拖车向其供气，然后通过压缩机、地面储气系统、地面储气瓶组、加气机向车辆加气。
CNG加气站的主要设备包括：气体干燥器、压缩机组、储气装置、充气优先级控制盘、加气柱、售气机等。
CNG加气站的关键技术可分为天然气预处理系统、压缩系统、储存系统和售气系统、控制系统等多个系统，如图7-1所示。下面对这5大系统的工艺流程及设备装置进行介绍。
1. 天然气预处理系统(含净化和调压控制)
进入加气站的天然气在压缩前或压缩后必须经过净化和干燥处理，即要经过脱硫、脱烃和脱水过程。脱硫是指脱除天然气中的硫化氢等酸性气体，以防止设备管线腐蚀和钢质气瓶发生“氢脆现象”。脱烃是指脱除天然气中的轻烃，使乙烷和重烷含量小于3%，以防止发动机点火燃烧不正常。脱水是指脱除天然气中的水分，以防止CNG在减压膨胀降温过程中供气系统出现冰堵。
天然气晚水是预处理过程中最关键的一环，CNG加气站通常选用双塔式干燥器脱水，按脱水装置在站中的位置可分为低压、中压和高压脱水3种方式。高压脱水法若能在配件、阀件质量方面解决好相关技术工艺问题，因其结构紧凑、脱水效果好，是比较好的脱水方案。
天然气经过净化干燥处理后必须达到车用天然气标准方可充入加气站的储气瓶、直接售气或给CNG汽车气瓶加气。我国已经制定了“车用压缩天然气’’国家标准(GB 18047—2000)。该标准对车用CNG的含硫量和含水量做出了非常严格的限制规定，要求硫化氢含量小于15mg/m3，水露点低于最高操作压力下最低环境温度5℃。
2. 天然气压缩系统
天然气压缩系统主要由进气缓冲罐、压缩机主机、润滑系统、冷却系统等部分组成。压缩机主机最为重要，它是加气站的心脏，其性能好坏直接影响加气站运行的可靠性和经济性。CNG加气站一般采用排气压力高、排量小的往复式压缩机。从润滑方式分，主要有油润滑和无油润滑两种，对于有油润滑，在其最终排气口后应安装脱油装置。
加气站用压缩机的排气压力一般为25MPa，有的稍高一些，达到28MPa，也有少数厂家的压缩机达到32MPa，但分析表明，以排气压力25MPa时最为经济、可靠和安全。进气压力范围为0.035～9MPa，压缩机排气量可根据不同规模进行选择，范围可为16～2000m3/h，常用排气量为200～300m3/h。
3. 天然气储存系统和售气系统
为避免压缩机频繁启动及在不需要进行充气时提供气源，CNG加气站需设有储气装置。典型的设计是储气系统和售气系统通过优先顺序控制盘的顺序来实现高效充气和快速加气。通常加气站采用分级储存方式，将储气瓶组分为高压、中压和低压瓶组，由优先顺序控制盘对其充气和取气过程进行自动控制。充气时，先向高压组充气，当高压组的压力上升到一定值时，中压组开始充气，等到中压组压力上升到一定值时，低压组开始充气，随后三组气瓶一起充气，上升到最大储气压力后停止充气。取气时，先从低压组取气，当低压组的压力下降到一定值时，开始从中压组取气，等到中压组压力下降到一定值时，开始从高压组取气，随后从三组气瓶一起取气，直到三组储气瓶中的压力下降到与车载气瓶的最高储气压力相等时，停止取气。如果仍有汽车需要加气，则直接从压缩机排气管路中取气，等到汽车加气完成后，压缩机再按照充气顺序完成三组储气瓶组的充气，然后停机。这种工作方式的优点可以保证储气瓶组充气最多，提高其利用率，也可使汽车加气的速度最快。
4. 控制系统
控制系统的功能是控制加气站设备的正常运转和对有关设备的运行参数进行监控并在设备发生故障时自动报警或停机。目前，国外加气设备的控制系统多采用PLC(可编程逻辑控制器)，这种方式可靠性高，能实现设备的全自动化操作，也可远传到值班室实现无人看守，减轻操作工的劳动强度。
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