怎么研究评价液压子站系统加气工艺的优化??   佛山顺德路灯车出租,  佛山路灯车出租,  佛山路灯车公司       ＣＮＧ汽车加气站性能的重要指标参数主要有两个，一是系统的平均能耗，二是系统的平均效率。对于液压子站而言，系统的平均效率主要体现为系统的加气量，单位时间内为ＣＮＧ燃料汽车充装的天然气总体积。液压子站系统的平均能耗主要体现为单位时间内系统电动机的能量消耗与单位时间内系统加气量的比值。本章主要通过对液压子站加气过程的机理研究，分析各主要因素对液压子站性能指标的影响，并提出基于优先顺序的级联切换加气工艺方法。

    １液压子站系统加气工艺过程的机理分析,   通过本文对液压子站系统的仿真研究和实际测试分析可知，液压子站在运行过程中，专用长管拖车储气瓶中ＣＮＧ的压力一旦低于系统许用值，高压油泵就会立即工作，向储气瓶中注入液压油来提高该储气瓶中ＣＮＧ的压力，满足系统的加气条件。在液压子站为小汽车（ＰＣＵ）充装ＣＮＧ燃料的过程中，特别是在加气低谷期，系统的加气速度非常快，每辆车的平均加气时间为５０秒／辆，但系统的电机启停却非常频繁，几乎每次加气过程都伴随着电机的启停。随着同时加气的小汽车数量增多，液压子站系统的加气量逐渐增加，并趋于稳定，但系统的追压能力逐渐不足，加气速度逐渐变慢。由于在该工况下场站所服务的加气车辆数较多，非加气的服务时间较长，液压子站未能充分发挥出系统的最大能力。在纯公交车（ＢＵＳ）加气工况下，每次仅１辆公交车连续进站加气时，即，系统仅１把加气枪参与工作，加气速度相对较快，平均每车的加气时间为３００秒；当每次系统中仅有２把加气枪同时工作时，加气速度明显下降，每把枪的平均加气时间为５００秒／辆；当系统同时加气的加气枪数量为３把时，系统的单位小时加气量达到最大值，但系统的电机和柱塞泵几乎一直处于连续工作状态，负荷较高，但每枪平均的加气时间为７００秒／辆，系统增压速度显著降低；当系统同时为４辆公交车加气时，系统的增压速度己经非常低，在实际测验过程中，出现加气频繁中断的现象，加气速度大幅降低，增加了待加气车辆的等待时间，每把加气枪平均的加气时间达到了９００秒／辆，加气效率较低。而液压子站在实际运营过程中，进站充装ＣＮＧ的车辆既有小汽车又有公交车，既有高峰加气时间又有低谷加气时间。因此其实际运行工况均是上述两种特殊情况的组合。所以在液压子站的工作过程中，驱动高压油泵的电机可能会频繁启停，不但增加了系统的能耗，而且系统中的关键零部件，如高压油泵、液压阀等受液压冲击的影响较大，造成使用寿命和稳定性降低；甚至电机持续运转从而导致系统中的液压介质温度较高，不但降低了系统的运行效率，而且也影响的系统的稳定性和安全性。因此，对液压子站加气过程进行分析是优化加气过程和提高加气效率的重要途径。

        液压子站为ＣＮＧ汽车加气的过程中，ＣＮＧ汽车车载储气瓶内气体状态不断发生改变，是一个复杂的热力学过程。由于高压ＣＮＧ经工艺管道，通过加气枪向低压的车载储气瓶加气，该过程中ＣＮＧ等焓膨胀充入ＣＮＧ汽车的车载储气瓶，使其内部压力不断升高，并产生焦耳一汤姆逊温升效应，使其不断的向外界环境中传递热量产生熵产，不但影响增压泵的做功，而且还影响ＣＮＧ汽车车载储气瓶的充装量。

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       由于液压子站在工作过程中液压油在液压油泵的作用下连续不断的进入长管拖车的储气瓶中，将储气瓶内的ＣＮＧ源源不断推出，并经加气机向ＣＮＧ汽车的车载储气瓶中充装ＣＮＧ，因此长管拖车的储气瓶既是液压子站系统的增压作用容腔，又是储存ＣＮＧ的储气设施。为为便于分析，本文将该加气技术定义为单级缓冲加气技术，整个ＣＮＧ汽车的加气过程简化为简易模型。假设加气枪加气口处的压力，温度为，焓、ＣＮＧ通过ＣＮＧ车辆上的加气管路向车载储气瓶充装ＣＮＧ。根据质量守恒，时间内车载储气瓶内ＣＮＧ的质量增量,  由于在加气过程中，ＣＮＧ流经加气枪出口的过程可近似为等熵膨胀，根据气体动力ｋ学定律，当满足条件时，加气枪加气口处的气体流速为音速加气过程，出口压力为临界压力。此时加气枪出口处的质量流量。该过程的加气时间,  Ｋｒ一ＣＮＧ汽车车载储气瓶的体积； ＣＮＧ汽车车载储气瓶内气体的初始压力。可见，在该过程中流经加气机加气口处的气体质量流量仅与加气枪前的气体状态有关，而加气时间不仅与加气枪前的气体状态，而且还取决于ＣＮＧ汽车车载储气瓶的容积和其内气体的初始压力。在该过程中，流经加气机加气口处的气体质量流量和加气时间不仅与加气枪前的气体状态有关，而且还与车载储气瓶内的气体状态有关。 

       假设初始时刻系统的熵，在微元时间段内加气枪向ＣＮＧ汽车车载储气瓶内输入的气体质量为且其内部ＣＮＧ与外界环境之间的热交换量为。由于ＣＮＧ车载储气瓶不向外输出气体且不对外做功。经出时间后，ＣＮＧ汽车车载储气瓶内气体的熵变。上式等号两边分别对时间ｒ求导.   由于加气过程中气流速度快，该过程可看作等熵膨胀的过程，且ＣＮＧ汽车车载储气瓶与外界环境之间的热传递为不可逆过程。 如果ＣＮＧ汽车的加气过程看作是绝热过程，储气瓶内的气体与储气瓶及外界环境无热量传递，熵产值大小反映了液压子站系统增压泵做功的耗散程度。熵产值越小，表明系统的节能性能越好。３．运动方程分析根据质量守恒，从长管拖车储气钢瓶流出的高压天然气质量和为ＣＮＧ燃料汽车储气瓶充装的天然气质量近似相等。为方便计算，本文取加气枪加气口截面处的ＣＮＧ流量作为系统的表征流量。根据天然气的绝热稳态方程式、实际气体的状态方程式和连续性方程式，可得加气过程的运动方程。

      长管拖车储气瓶内ＣＮＧ的压力、长管拖车储气瓶的容积、ＣＮＧ汽车车载储气瓶内ＣＮＧ的压力、ＣＮＧ汽车车载储气瓶的容积、液压子站系统工艺管道的结构参数以及管道水力摩阻系数和环境温度均对系统的加气效率和系统能耗有影响。

       为进一步分析上述因素对液压子站加气效率和系统能耗的影响，本文利用第二章中建立的仿真模型对其进行了相关仿真分析。可见，液压子站专用长管拖车储气钢瓶中的ＣＮＧ初始压力越高，该系统的加气速度越快，系统消耗的能量越少，但对充装进ＣＮＧ车载储气瓶中的加气量影响不大，长管拖车储气钢瓶中ＣＮＧ的初始压力分别为２００ｂａｒ、１９０ｂａｒ、１８０ｂａｒ、１７０ｂａｒ工况下，液压子站系统的加气时间与系统能耗的关系曲线。

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