天然气压缩机发展及国内外研究现状
中国天然气重卡发展现状、应用设备及加气站发展趋势分析
中国天然气重卡发展现状、应用设备及加气站发展趋势分析一、现状重卡可以分成柴油重卡和天然气重卡。
使用燃料的不同使得天然气重卡和柴油重卡在整体结构设计上存在诸多的区别。
以发动机为例，天然气重卡在燃料供给系统上增加了蒸发调压器、减压器等零部件，同时取消油泵，以点火传动装置替代，在控制系统上采用电控，并增加相应的传感器等。
除此之外，在排气系统、冷却水路及燃烧产物等方面也有着明显的区别。
2019年重卡销量达到历史高点，天然气重卡自然水涨船高。
2019年重卡销量117.4万辆，同比增长2.3%，达历史高点。
重卡销量的波动主要受下游基础建设投资和房地产投资的影响，2004年-2017年，重卡销量呈现较大的波动，同比增长率在-40%至80%之间波动，主要由于和基础建设投资及房地产开发投资同比的关系较明显，2004年、2010年等基建及房地产投资大年的重卡销量都迎来了40%以上的增长。
2018年-2019年波动放缓，保持2.5%左右低速增长，和基建房地产投资相关性减弱，主要由于存量更新需求，即2010年前后高销量背景下的重卡更新换代需求。
天然气重卡自然也水涨船高，天然气重卡自然也水涨船高，2019年销量增速大幅提升年销量增速大幅提升：一方面由于随重卡销量稳定增长而增长，另一方面自身渗透率也在稳步提升。
根据国家相关法规要求，重卡从2019年7月1日起将率先执行国六a阶段排放标准，在政策推动下，2019年1-6月，国内天然气重卡整体销量一路高歌，总体销量达到8.5万辆，远超2018年全年。
高峰期6月天然气重卡单月销量近3.9万辆。
随着各省市打赢蓝天保卫战三年行动计划方案陆续出台与实施，各地国三标准货车的淘汰更新政策正在加速实施，同时叠加国六a阶段排放标准的实施，卡车用户在19年二季度尤其是二季度后期(5、6月)大量提前购买国五排放的天然气重卡，大幅带动需求增长。
进入2019年，气价持续回落，柴油价格上升，使得油气差价不断拉大年，气价持续回落，柴油价格上升，使得油气差价不断拉大（气价基本在4.2——4.5元/公斤左右，柴油价格约7.5元/公斤），虽然燃气车售价比柴油车贵几万元，但其使用成本低，如果能维持当前的油气价差，又能保证货源充足的话，运行一到两年就能补齐购车成本的差价。
压缩机气流脉动分析方法及应用研究现状
压缩机气流脉动分析方法及应用研究现状［摘要］近年来，在整个国民经济不断进步的大背景下，能源化工行业作为国民经济的基础和支柱型产业，也得到了迅猛发展。
压缩机作为能源化工行业中常用的动设备装置，人们对其性能和可靠性的要求也越来越高。
其中容积式压缩机的气流脉动问题是影响压缩机性能、噪声和安全性的主要因素。
有关气流脉动分析方法和理论模型的研究一直以来被广大的研究人员所重视。
本文调研了压缩机气流脉动分析方法及研究现状，并指出了今后重点需关注的研究内容。
［关键词］压缩机；气流脉动；频域分析；数值模拟doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.08.052 ［中图分类号］F273；U463 ［文献标识码］A ［文章编号］1673-0194 （2016）08-00-01概述气流脉动的分析模型主要包括频域和时域两大类，不同的分析模型具有不同的分析对象和局限性。
频域分析法由于其具有相对较高的计算效率，得到了更广泛的应用。
但频域分析方法中的模态展开法在声源计算模型方面的研究还存在一定问题，现有的声源模型存在发散性、压力不均匀性和计算效率低等缺点，导致压缩机气流脉动频域分析的计算结果可靠性不高，因此，有必要研究新的声源模型提高压缩机气流脉动的分析精度。
另一方面，气流脉动引发的噪声问题也是容积式压缩机的主要噪声源。
目前，噪声污染已经与水污染、大气污染、固体废弃物污染共同被看成是世界范围内4 个主要环境问题。
在这种背景下，有效控制容积式压缩机的噪声问题，不仅是满足国家法律法规的基本要求，而且是企业提升产品品质、增强企业自身竞争力的有力手段。
研究压缩机工作过程气流脉动规律需要将压缩机气流脉动理论模型与实际压缩机工作过程的数学模型进行耦合。
近年来，随着计算机技术的不断进步，数值分析的范围得到进一步拓展，各种气流脉动分析方法都得到了一定程度的发展。
从总体上看，根据压缩机气流脉动基本处理方法的不同，主要可从分析域的角度分为频域模型和时域模型两大类。
国产压缩机与进口压缩机的差距所在
国产压缩机与进口压缩机的差距所在前几天一位朋友向我咨询一种活塞工艺压缩机，刚开始说用户需要原装进口，可是一问价格，吓了一大跳。
一家国外公司给他们的报价是150万美金，而国产机的报价是不到一百万人民币。
那个朋友问我为什么价格差距这么大，由此又引出了另外一个问题，就是国产压缩机与进口压缩机相比较，差距到底在哪里？这不得不让我们深思。
目前压缩机领域的高端产品，基本上还是由国外品牌垄断，包括石化系统的关键部分以及螺杆压缩机主机等等。
经常在压缩机杂志上看到，某厂研制成功了某种压缩机，填补了国内空白，可以替代进口产品。
可是，仅仅是可以替代，什么时候能完全替代呢？在西气东输工程中，天然气长距离输送必须铺设输送管道并建立天然气增压站，通过天然气压缩机的多级增压实现天然气的长距离输送。
而目前我国仅有几家企业能够涉足长输管线增压站用压缩机的制造，其技术水平和产品质量与世界先进水平存在较大差距。
结果，国产天然气压缩机在西气东输这样的重要工程中几乎没有业绩可谈。
记得隋永斌说过这样一段话，原话我记不清了，大体意思是这样的：在西气东输中的压缩机招标时，用户说国产机没有业绩，你们都不用我们的机器，哪来的业绩。
对此，我不敢苟同。
就目前我国压缩机的水平，在这样重要的项目中，用户敢用吗？并不是我们的用户不支持国货，要知道，这样的项目中，很多压缩机都是没有备机的，这样对压缩机本身的可靠性要求极高，一旦压缩机出现问题，可想而知，会给用户造成多大损失。
所以用户宁肯多花几倍、十几倍的价格，也不愿冒险。
我国的压缩机与进口产品相比，差距是多方面的，就我个人观点而言，最大的差距就是可靠性。
众所周知，可靠性对于工艺压缩机的重要性，特别是石化行业的易燃易爆气体和腐蚀性气体。
不同的行业，对压缩机的可靠性要求是不一样的。
就象是汽车，有几万元的国产车，也有上百万元的进口车，不同的车有不同的用户群。
压缩机也一样，不同的可靠性有不同的用户群。
近几年来，随着竞争的加剧，国内压缩机行业的价格竞争愈演愈烈，而利润的降低导致生产厂家想尽一切办法来降低成本，从材料、零部件采购、阀门、仪表等各个方面，其中就有以降低机组可靠性为代价的。
天然气压缩机结构与工作原理
03
天然气压缩机工作原理
工作流程
吸气过程 压缩过程 冷却过程 排气过程
气体通过吸气管道进入压缩机，在吸气过滤器的作用下，将气 体中的杂质和颗粒物去除，然后进入吸气腔。
气体在压缩腔内通过一系列的压缩级，压力逐渐升高，同时温 度也会相应升高。
气体经过中间冷却器进行冷却，以降低气体温度并提高压缩效 率。
排气压力
指压缩机出口的气体压力，是衡量压缩机性能的重要参数。
排气量
指单位时间内压缩机能够压缩的气体体积，是衡量压缩机效率的关键 指标。
功率
指压缩机正常工作时所消耗的功率，是评价压缩机能耗的重要参数。
效率
指压缩机在正常工作时，实际压缩气体所消耗的功率与理论功率的比 值，是衡量压缩机性能的重要指标。
优化方法
效率低下
可能是由于冷却系统故障、润滑油质 量差等原因引起的。解决方案是检查 并修复冷却系统故障、更换优质润滑 油等措施来提高效率。
05
天然气压缩机发展趋势与展 望
技术发展趋势
高效能
环保化
随着技术的不断进步，天然气压缩机 的效率越来越高，能够更有效地压缩 天然气，降低能耗。
随着环保意识的提高，天然气压缩机 的环保性能越来越受到关注，低排放、 低噪音等环保技术不断得到应用。
料或原料使用。
天然气压缩机的分类
按工作原理
可分为往复式、离心式、轴流式等类型。
按用途
可分为工业用和民用两类。
按排气压力
可分为高压、中压和低压三种类型。
按驱动方式
可分为电动、内燃机和燃气驱动等类型。
02
天然气压缩机结构
主机结构
01 主机是天然气压缩机的核心部分，主要包 括缸体、活塞、曲轴、连杆等部件。
往复式压缩机气量调节方式研究现状
往复式压缩机气量调节方式研究现状摘要：往复式压缩机是一种常见的压缩设备，通过活塞的往复运动来完成气体的压缩和输送。
它具有结构简单、运行可靠、维护方便等优点，在多个行业有广泛的应用。
然而，压缩机的高耗能问题目前已成为急需解决的重大问题。
随着数字化技术的发展，往复式压缩机实现了智能化控制，包括远程监控和故障诊断等功能。
通过数字化技术，运行状态可以随时进行监测和调整，从而提高了设备的运行效率和稳定性。
关键词：往复式压缩机；气量调节；方式通过对往复式压缩机的气量调节来降低其功耗，不但能够满足工程需要，还能达到经济性目的，是十分有效的一类方式。
气量调节的方式包括排气旁路调节、进气节流调节、驱动机转速调节、余隙容积调节和顶开吸气阀调节等多种调节方式，但能够实现对大型往复式压缩机经济、精确、连续、快速调节的方式并不多，目前工业上使用最多的是余隙容积调节和顶开吸气阀调节两种调节方式。
1常用气量调节方式1.1排气旁路调节排气旁路调节是一种在往复式压缩机上实现气体流量无级调节的常用方法。
它的原理是在往复式压缩机上添加一条旁通管路，并通过控制阀门来调节压缩机的排气量。
根据不同的形式，排气旁路调节主要分为三种类型。
第一种是将排气直接排放到大气中，这种方法可以实现流量的连续调节，并且能够快速卸荷。
第二种是将压缩机的入口和出口连通形成旁路，这种方法被广泛应用。
最后一种是多级返回旁路，适用于体积较大的往复式压缩机，它能够有效地分配各级压力比例。
排气旁路调节具有以下优点：首先，它是一种较早且较容易实现的气体流量调节方法。
其次，它可以实现无级调节，可以根据实际需要灵活地调整气体流量。
再次，排气旁路调节可以帮助稳定压缩机的运行，并且有效地减少能耗。
排气旁路调节也存在一些局限性。
首先，由于旁路的存在，会增加一定的压缩功耗。
其次，在实际操作中需要根据具体情况合理选择和调整旁路的参数。
最后，排气旁路调节在实现流量调节的同时，可能会带来一定的噪音和振动。
液化天然气(LNG)
一、液化天然气（LNG）液化天然气(Liquified Natural Gas，简称LNG)，主要成分是甲烷,被公认是地球上最干净的能源。
无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/600，液化天然气的重量仅为同体积水的45%左右。
其制造过程是先将气田生产的天然气净化处理，经一连串超低温液化后，利用液化天然气船运送。
燃烧后对空气污染非常小，而且放出热量大，所以液化天然气好。
它是天然气经压缩、冷却，在-160度下液化而成。
其主要成分为甲烷，用专用船或油罐车运输，使用时重新气化。
20世纪70年代以来，世界液化天然气产量和贸易量迅速增加，2005年LNG国际贸易量达1888.1亿立方米，最大出口国是印度尼西亚，出口314.6亿立方米；最大进口国是日本763.2亿立方米。
二、国内外概况及发展趋势1941 年在美国克利夫兰建成了世界第一套工业规模的LNG 装置，液化能力为8500 m3 /d 。
从60 年代开始，LNG 工业得到了迅猛发展，规模越来越大，基本负荷型液化能力在 2. 5 ×104 m3 /d 。
据资料[3]介绍，目前各国投产的LNG 装置已达160 多套，LNG 出口总量已超过46.1 8 ×106 t/a 。
天然气的主要成分是甲烷，甲烷的常压沸点是-16 1 ℃，临界温度为-84 ℃，临界压力为 4.1MPa 。
LNG是液化天然气的简称，它是天然气经过净化（脱水、脱烃、脱酸性气体）后[4]，采用节流、膨胀和外加冷源制冷的工艺使甲烷变成液体而形成的[5]。
2.1 国外研究现状国外的液化装置规模大、工艺复杂、设备多、投资高，基本都采用阶式制冷和混合冷剂制冷工艺，目前两种类型的装置都在运行，新投产设计的主要是混合冷剂制冷工艺，研究的主要目的在于降低液化能耗。
制冷工艺从阶式制冷改进到混合冷剂制冷循环，目前有报道又有 C Ⅱ-2 新工艺[6]，该工艺既具有纯组分循环的优点，如简单、无相分离和易于控制，又有混合冷剂制冷循环的优点，如天然气和制冷剂制冷温位配合较好、功效高、设备少等优点。
天然气压缩机管路系统气流脉动及管道振动研究
天然气压缩机管路系统气流脉动及管道振动研究天然气压缩机管路系统气流脉动及管道振动具有重要的研究意义。
在天然气输送和压缩过程中，气流的不稳定性和管道的振动会影响系统的正常工作，并可能导致系统的故障和安全事故。
因此，对于天然气压缩机管路系统气流脉动及管道振动的研究具有重要的实际应用价值。
首先，天然气压缩机管路系统气流脉动的研究旨在分析气流的流动特性和不稳定性。
气流脉动是指在管道中传输的气体由于流动的不稳定性而引起的气体压力和速度的波动现象。
气流脉动在管道系统中的传播会导致系统的压力波动，甚至引起压力脉冲，进而影响系统的正常工作。
因此，研究气流脉动的产生机制和传播规律，对于提高天然气压缩机管路系统的安全性和稳定性具有重要的意义。
其次，对于天然气压缩机管路系统管道振动的研究则主要关注管道的振动特性及其对系统的影响。
管道振动是指在天然气压缩机管路系统中，由于气体流动、压缩机运转和管道的外界扰动等因素引起的管道的振动现象。
管道振动会导致管道结构的疲劳和损伤，进而影响系统的性能和安全。
因此，通过研究管道的振动特性和分析振动源的产生机制，可以为天然气压缩机管路系统的设计和维护提供重要的参考依据。
为了研究天然气压缩机管路系统气流脉动及管道振动，可以采用实验和数值模拟等方法。
实验可以通过建立实际的天然气压缩机管路系统模型，在实际工况下进行观测和测量，以获得系统的实际运行情况。
同时，可以采用传感器等设备对管道振动进行监测和测试，以获取振动的频率、振幅和相位等参数。
基于实验结果，可以进一步分析气流脉动和管道振动的机理和特性，并提出相应的控制和改进措施。
另外，还可以使用数值模拟方法对天然气压缩机管路系统进行数值建模和仿真。
数值模拟可以基于流体力学和结构力学等理论，建立系统的数值模型，并通过数值计算方法求解系统的运动方程和边界条件，从而得到系统的气流脉动和管道振动的数值解。
通过数值模拟可以模拟不同工况下系统的运行情况，预测系统的气流脉动和管道振动的趋势和规律，并优化系统的结构和控制参数。
天然气压差发电前沿技术应用
天然气压差发电前沿技术应用摘要：为解决天然气调压站传统调压方式压力能浪费等问题，介绍了一种天然气管网压差发电技术。
该技术利用“两级膨胀发电+热泵分级补热+冷能利用”的工艺路线，对天然气管网压力能进行综合利用。
通过工程实践，成功验证了该工艺路线的可行性，为天然气管网压差发电技术的应用推广提供了安全运行保障和性能保证。
关键字：螺杆膨胀发电；压力能回收1、技术背景及意义2019年我国天然气消费量达到3064亿m3，天然气在一次能源消费中的比重达到8.1%[1]。
可以预见，我国天然气的消费量将越来越大。
天然气输送到用户时必须降压后才能使用，我国城市管网燃气管道设计压力从0.01～4.0MPa可分为7级[2]。
因此，调压站成为天然气管网中必不可少的设施。
根据天然气组分和初始状态不同,由节流膨胀导致的天然气温降约为4.5-6℃/MPa,传统的调压方式不但没能回收管网天然气中的压力能，而且还需要消耗一定的能源对天然气进行预热[3-5]。
2、国内外研究现状采用膨胀机械对管网天然气进行绝热膨胀（即等熵膨胀）减压，既可达到天然气调压的目的，同时由膨胀机带动发电机发电或其他机械回收膨胀功。
利用管网压差进行膨胀发电国内外相关的研究较多。
郑斌[6]等采用透平膨胀机为压差回收装置对天然气压差回收综合利用的理论及应用研究；Farzaneh-Gord[7]等在天然气压差发电技术的应用研究中使用了涡轮膨胀机；王硕[8]等在其天然气管网压差发电技术研究中采用流体马达作为膨胀机。
近几年由于螺杆膨胀机转速较低，具有轴封效果好，寿命长和体积小的特点，且可不通过减速装置直接驱动发电机发电，因而越来越多地被应用于天然气压差发电项目[9,10]。
3、应用情况3.1项目概况浙江省内某典型城市天然气调压门站接收上游省级管网来气并向下游管网供气。
该调压站原设计调压撬调压方式，存在较大的节流损失，造成了天然气管网压差的浪费。
为回收天然气管网节流调压方式损失的压力能，项目综合两级膨胀发电技术、热泵技术和冷能利用技术，采用了“两级膨胀发电+热泵分级补热+冷能利用”的工艺路线[11]，对现有的天然气管网调压方式进行改造，建设了一套天然气压力能发电系统，包括一套螺杆膨胀发电机组、一套热泵制冰系统，及相应的辅机设备和连接管道。
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天然气压缩机发展及国内外研究现状
天然气压缩机是将天然气从低压状态压缩为高压状态的设备。
它在能源行业中起着重要的作用，广泛应用于天然气输送、天然气发电、工业生产等领域。
随着天然气的重要性日益突出，天然气压缩机的发展也受到了广泛关注。
天然气压缩机的发展可以追溯到19世纪末。
当时，人们开始使用气体压缩机将天然气转化为液化天然气（LNG），以便更方便地储存和运输。
20世纪初，随着工业技术的发展，天然气压缩机逐渐应用于天然气输送和工业生产过程中。
国内外对天然气压缩机的研究主要集中在以下几个方面：
1. 压缩机性能优化：研究人员通过改进压缩机的结构和工艺参数，提高压缩机的效率和性能。
例如，采用新型材料和润滑技术，减少能量损失和摩擦，提高压缩机的效率和可靠性。
2. 节能减排技术：天然气作为清洁能源的重要代表，对环境保护有着重要意义。
研究人员致力于开发节能减排的技术，降低天然气压缩机的能耗和排放。
例如，采用高效能的压缩机和控制系统，提高能源利用率和环境友好性。
3. 天然气压缩机的安全性和可靠性研究：天然气压缩机在高压下工作，安全性和可靠性是其设计和运行的重要考虑因素。
研究人员通
过模拟实验和理论分析，研究压缩机的结构强度、气密性和运行稳定性，以确保其长期可靠运行。
4. 自动化控制技术：随着信息技术的快速发展，自动化控制技术在天然气压缩机中得到广泛应用。
研究人员通过开发智能控制系统和远程监测技术，提高压缩机的自动化程度和运行效率，减少人工干预和运维成本。
在国内，天然气压缩机的研究和应用也取得了一些进展。
中国石油和天然气集团公司等企业通过自主创新和技术引进，不断提高天然气压缩机的性能和质量。
同时，天然气管网的建设和天然气消费的增长，也为天然气压缩机的发展提供了良好的市场机遇。
然而，与国外相比，我国在天然气压缩机领域的研究还有较大的差距。
目前，我国的天然气压缩机主要依赖进口，国内企业在技术创新和产品质量上还存在一定的不足。
因此，我国需要加大对天然气压缩机研发的投入，提高自主创新能力，缩小与国外的技术差距。
天然气压缩机作为天然气行业的重要设备，其发展和研究对于推动能源转型和保障能源供应具有重要意义。
国内外在天然气压缩机的性能优化、节能减排、安全可靠性和自动化控制等方面都取得了一定的进展。
然而，我国在这一领域还有待加强研究和技术创新，提高产品质量和市场竞争力。
只有不断加强科技创新，才能推动天然气压缩机行业的发展，实现能源的可持续利用。