Betrouwbare CNG-stations bouwen: bewezen strategieën voor hoogpresterende tanken

Drie manieren waarop slimme fluïdensysteemkeuzes leiden tot betere CNG-tankstations

Chuck Hayes, Lead New Product Development Engineer, Swagelok, en Paul LeStrange, Technical Representative, Alternative Fuels, Swagelok San Diego

Zware vrachtwagens, gemeentelijke bussen, en andere grote voertuigen zijn historisch geassocieerd met dieselrook en pluimen van zwarte uitlaat.

Maar in 2021 zijn dit verouderde aannames. Naarmate emissiereguleringen wereldwijd strenger zijn geworden, heeft de race voor alternatieve brandstofoplossingen voor diverse transporttoepassingen de snelheid opgepakt. Gecomprimeerd aardgas (CNG) is een van de meest prominente alternatieve brandstoffen geworden door betrouwbare kracht, kosteneffectiviteit, en dramatisch gereduceerde koolstofemissies vergeleken met fossiele brandstoffen te leveren. Als resultaat hebben CNG-voertuigen zich overal op wegen en snelwegen gevestigd.

CNG's opkomst in populariteit is ingesteld om door te gaan. Overweeg dat de VS-overheid recent de Alternative Fuel Infrastructure Tax Credit verlengde. Per deze verlenging is tankapparatuur voor aardgas – en een scala aan andere brandstoffen – geïnstalleerd tot 31 dec. 2021 in aanmerking voor een belastingkorting van 30% van de bouwkosten. Vergelijkbare prikkels zijn wereldwijd op hun plaats, en deze hebben geholpen de bouw van een betrouwbaar tankstationnetwerk te stimuleren dat CNG op grote schaal steeds meer haalbaar maakt.

Om deze kansen het beste te benutten en een betrouwbare gecomprimeerd aardgas tankstationinfrastructuur te creëren voor zowel publiek als vlootgebruik, moeten bouwers overwegen hoe ze de behoefte om snel de bouw op te schalen balanceren met de veiligheid en integriteit van vulapparatuur. Bij het inkopen van fluïdensysteemcomponenten voor CNG-tankapparatuur, overweeg deze drie dingen:

#1: Efficiëntie en systeemintegriteit maximaliseren met voorgeassembleerde systemen

Een typisch gecomprimeerd aardgasstation bestaat uit een complex netwerk van buizen of pijpen, kleppen, en andere componenten verantwoordelijk voor het overbrengen van het geperste gas van een bulkbron naar het voertuig. Doorheen deze reis wordt het gas gecomprimeerd tot de benodigde druk, verdeeld via prioriteitspanelen en kleppen naar individuele pompen en slangen, dan verbonden met een voertuig via een gespecialiseerde klep.

Complete, voorgebouwde fluïdensystemen kunnen professioneel geassembleerd worden voordat ze on-site arriveren, wat het bouwproces versnelt en garandeert dat de montage correct is uitgevoerd.

Het ontwerpen en assembleren van deze systemen vereist specifieke kennis over efficiënte layout samen met veilige installatiepraktijken. Bijvoorbeeld, een monteur kan beginnen met een lang stuk buis, de juiste plekken om te buigen bepalen, en het correct in het systeem incorporeren volgens gevestigde best practices.

De kennis die vereist is om dit effectief te doen, is niet bijzonder gemeen, noch is het altijd gemakkelijk om betrouwbaar arbeiders met de vaardigheden te vinden om het in praktijk te brengen. Voorgeassembleerde subsystemen van een betrouwbare leverancier kunnen bouwers helpen deze uitdagingen te overwinnen. Complete, voorgebouwde fluïdensystemen kunnen professioneel geassembleerd worden voordat ze on-site arriveren, wat het bouwproces versnelt en garandeert dat de montage correct is uitgevoerd.

#2: Veiligheid verbeteren met lekvrije verbindingen bij hoge drukken

Eenmaal het station gebouwd, is operationele veiligheid een toprioriteit. CNG-tankpompen moeten veilig en gemakkelijk bedienbaar zijn door chauffeurs elke keer dat getankt wordt. Dat betekent elke potentiële lekkage doorheen het station elimineren, alsook correct onderhouden en converteren van drukken van de bron naar de pomp.

Hoewel aardgas een gemeenschappelijke utiliteit is, en mensen gewend zijn het te gebruiken, creëren de drukken inherent aan CNG verschillende verschillende en belangrijke uitdagingen. Bijvoorbeeld: CNG wordt on-site op tankstations opgeslagen bij drukken significant hoger dan het punt waarop het een voertuigopslagtank binnenkomt. Terwijl de druk verandert tijdens tanken, zorgt het Joule-Thomson-effect ervoor dat de gastemperatuur significant daalt.

Voor traditionele gedraaide verbindingen is het moeilijk om lekvrije prestaties te handhaven bij CNG's benodigde drukken en over significante thermische veranderingen op de lange termijn. Gedraaide verbindingen tussen componenten kunnen gecompromitteerd raken, en mindere bouwmaterialen kunnen uitzetten en inkrimpen door temperatuurschommelingen. Al dit kan een significant veiligheidsrisico vormen. Als zodanig is het specificeren van hoogwaardige componenten – zoals koppelingen ontworpen om systeemintegriteit in eisende omstandigheden te handhaven en te behouden – een noodzaak.

#3: Betrouwbaarheid verbeteren met hogere kwaliteit materialen

Net als bij traditionele gedraaide verbindingen, zijn traditionele materialen niet altijd geschikt voor CNG-infrastructuuretoepassingen, waar langdurige betrouwbaarheid en integriteit een must zijn.

Koolstofstaal pijpen en buizen, bijvoorbeeeld, leveren goede prestaties in diverse algemene toepassingen. Echter, in hogere ins en hogere druk toepassingen zoals CNG-tanken, kan koolstofstaal niet de benodigde prestaties leveren door zijn verhoogde gevoeligheid voor corrosie en roest. Aardgas heeft een inherente vochtinhoud die kan bijdragen aan hogere corrosieniveaus bij materialen zoals koolstofstaal. CNG-stations, buitenshuis, moeten ook de elementen tegenspreken – regen en sneeuw kunnen een ander corrosierisico vertegenwoordigen.

Corrosie kan kleine kaviteiten, of putjes, op het oppervlak van een materiaal vormen, en zelfs de kleinste put zal uiteindelijk issues creëren bij opereren bij de drukken vereist voor CNG-afhandeling. Dit maakt materiaalkeuze belangrijk bij het opschalen van infrastructuur. Het gebruik van 316/316L roestvrij staal voor tanksystemen is een goede keuze, en het selecteren van roestvrij stalen met verhoogde nikkel- en chroominhoud kan nog grotere bescherming tegen corrosie bieden. Dit kan positief bijdragen aan langdurige prestaties zonder de noodzaak voor continu onderhoud of vervanging.

Betrouwbare infrastructuur is cruciaal naarmate CNG-voertuigen wereldwijd gemeengoed worden. Efficiënte bouw, operationele veiligheid, en langdurige betrouwbaarheid kunnen bereikt worden door te werken met de juiste leveranciers om hoogwaardige assemblages en componenten te inkopen die kunnen presteren onder de omstandigheden inherent aan CNG-tanksystemen.

Geïnteresseerd in meer te leren? We hebben geholpen hoogpresterende CNG-tankinfrastructuur bouwen in locaties over de hele wereld, en onze velddingeneuriers en specialisten helpen u graag succes te behalen met uw volgende project.