一个压缩机组还需要许多配套设备。在机械方面,压缩机需要配置一个润滑油供给系统来润滑汽缸、活塞和运动件;另外,需要采取措施将带入气体中的润滑油分离出来,通常用设置一个过滤器和分离器系统的方法。
过滤器通常位于压缩机的进口和出口处,内嵌式分离器安装在压缩机各级之间。气体在分离器中作圆周运动,通过离心力将液体从气流中凝结出来。由于凝结液不断积累,必须定期将其排出分离器容器。
压缩机在工作过程中会产生热量,因此必须进行冷却。采用空冷压缩机,即利用空气进行强制冷却,而不是类似汽车发动机采用的水冷方式。一些压缩机采用自冷式,即由主驱动轴带动一个风扇,强制空气冷却压缩机和压缩机气体管线;其它压缩机需要设置独立的换热器,用一个单独的风扇对每一级的气体进行冷却。
另外一个重要的系统是卸压回收系统,包括一个回收罐和各种自动阀门。该系统在机器启动或停机时回收压缩系统中的气体,并通过储存和循环这些气体形成一个回路。该系统可以使压缩机实现“卸载”启动和停机,即在启动时通过循环压缩机中的气体使得压缩机不压缩气体。这些气体的大部分都储存在回收罐中。
大多数撬体都具有很高的自动化程度,因此压缩机设备需要大量的电控装置,这些电子部件必须具有足够的“智能”以便正确地开启和关闭,并且安全运行,同时监控系统可能发生的故障。这些功能通常由每个撬体上的电控系统完成。
电控系统使用了一个PLC(可编程逻辑控制器),PLC很象一个专用计算机,可以控制撬体的每个操作。该装置使用各种传感器、变送器、电磁阀来控制和检测设备的运转情况。PLC中的软件由伯肯的软件技术人员编写。
压缩机系统的操作完全由PLC系统控制。PLC系统控制了系统的启动、停机、卸载、卸压和各种正常操作,以及在运行不正常或出现故障时的安全关闭和故障报警。运行状态和报警实时显示在控制柜门上的触摸屏中。
1.3.3 储存和加气方案
一旦气体被压缩到高压,就可以给汽车加气。在一些加气站中(如整夜加气的慢充系统),气体通过一个售气机或加气柱被直接加入汽车储气瓶中。
但是,大多数加气站为实现与汽油加气站相当的加气速度,对加气能力(流量)的需求要大于压缩机的供气能力,因此,一般将压缩气体暂时储存在容器中。
液态燃料(汽油或柴油)是通过一个液相泵向汽车油箱里面加注。天然气与液体燃料不同,是通过压力差将天然气加入到汽车气瓶中。因此,为使气体流动,压缩机出口压力或加气站容器的储气压力必须高于最高的加气压力(汽车气瓶加满时的压力)。
同其它国家一样,我国的天然气加气站通常将天然气压缩并储存于3600psig (24.8MPa)的压力下。加气压力经过温度补偿后相当于70ºF、3000 psig(21ºC、20.7 MPa),如果只利用压力差来加气,当加气站的储气压力与汽车储气瓶中的压力相等时,就无法再给汽车加气,因此,为给汽车储气瓶加满到3000 psig(20.7MPa)的压力,加气站的储气压力不得低于3000 psig。
这意味着气流停止时,可用的3600psig (24.8MPa)压力只有600 psig(4.1MPa)的压力加入到汽车储气瓶中。因为没有泵或其它抽取气体的设备,剩余的3000 psig(20.7 MPa)压力都无法加给汽车。这时的可用储气容积与总容积比值(600/3600)大约是15%,该值就是储气设施的利用率。上述系统一般被称为缓冲加气系统或单级加气系统。这种系统的效率相对较低,因为它只能使用大约15%的总储气容积给汽车加气,剩余的85%都得不到利用,浪费了投资。这种缓冲系统一般使用小容量的储气装置,在给汽车的加气过程中主要是由压缩机完成工作,储气装置只是在开始加气的时候实现爆发性的高速快充。
这种充气方案采用了简单的压缩机优先级控制策略。充气优先级控制盘按照需求分配气流量。当给汽车加气时,充气优先级控制盘让压缩机直接给汽车加气,而不是给储气装置加气。这样,储气装置可以给汽车加气,压缩机也可以给汽车加气,这时压缩机不给储气装置加气。当给汽车加满气后,顺序控制系统再让压缩机给储气装置补充从储气装置加到汽车中的气体。在这种方案中,对