Bau zuverlässiger Druckgasstationen

Drei Möglichkeiten, wie intelligente Flüssigkeitssysteme zu besseren CNG-Tankstellen führen können

Chuck Hayes, Lead New Product Development Engineer, Swagelok, und Paul LeStrange, Technischer Vertreter, Alternative Fuels, Swagelok San Diego

Schwere Lastwagen, Stadtbusse und andere große Fahrzeuge wurden in der Vergangenheit mit Dieselabgasen und schwarzen Abgasschwaden in Verbindung gebracht.

Aber im Jahr 2021 sind diese Annahmen überholt. Da sich die Emissionsvorschriften weltweit verschärft haben, hat das Rennen um alternative Kraftstofflösungen für eine Vielzahl von Transportanwendungen entsprechend an Tempo gewonnen. Komprimiertes Erdgas (CNG) hat sich zu einem der bekanntesten alternativen Kraftstoffe entwickelt, da es im Vergleich zu fossilen Brennstoffen zuverlässige Leistung, Kosteneffizienz und drastisch reduzierte CO2-Emissionen bietet. Infolgedessen haben sich CNG-Fahrzeuge überall auf Straßen und Autobahnen verbreitet.

Der Popularitätsanstieg von CNG wird sich fortsetzen. Bedenken Sie, dass die US-Regierung kürzlich die Steuergutschrift für die Infrastruktur für alternative Kraftstoffe verlängert hat. Gemäß dieser Verlängerung haben Betankungsanlagen für Erdgas – und eine Reihe anderer Brennstoffe –, die bis zum 31. Dezember 2021 installiert werden, Anspruch auf eine Steuergutschrift in Höhe von 30 % der Baukosten. Ähnliche Anreize gibt es weltweit, und diese haben dazu beigetragen, den Aufbau eines zuverlässigen Tankstellennetzes voranzutreiben, das CNG in großem Maßstab zunehmend rentabel macht.

Um diese Möglichkeiten optimal zu nutzen und eine zuverlässige Tankstelleninfrastruktur für komprimiertes Erdgas sowohl für den öffentlichen als auch für den Flotteneinsatz zu schaffen, müssen Bauherren überlegen, wie sie die Notwendigkeit eines schnellen Hochlaufs des Baus mit der Sicherheit und Integrität von Füllgeräten in Einklang bringen. Berücksichtigen Sie bei der Beschaffung von Fluidsystemkomponenten für CNG-Betankungsanlagen diese drei Dinge:

#1:Maximieren Sie Effizienz und Systemintegrität mit vormontierten Systemen

Eine typische Erdgastankstelle besteht aus einem komplexen Netzwerk aus Schläuchen oder Rohren, Ventilen und anderen Komponenten, die für die Übertragung des unter Druck stehenden Gases von einer Massenquelle zum Fahrzeug verantwortlich sind. Während dieser Reise wird das Gas auf den erforderlichen Druck komprimiert, über Prioritätstafeln und Ventile auf einzelne Pumpen und Schläuche verteilt und dann über ein spezielles Ventil mit einem Fahrzeug verbunden.

Komplette, vorgefertigte Fluidsysteme können professionell montiert werden, bevor sie auf der Baustelle ankommen, wodurch der Bauprozess beschleunigt und sichergestellt wird, dass die Montage korrekt durchgeführt wurde.

Das Entwerfen und Zusammenbauen dieser Systeme erfordert spezifisches Wissen über ein effizientes Layout sowie sichere Installationspraktiken. Beispielsweise kann ein Installateur mit einem langen Rohrstück beginnen, die richtigen Stellen zum Biegen finden und es gemäß etablierter Best Practices ordnungsgemäß in das System integrieren.

Das erforderliche Wissen, um dies effektiv zu tun, ist nicht besonders verbreitet, und es ist nicht immer einfach, zuverlässig Arbeiter mit den Fähigkeiten zu finden, dies in die Praxis umzusetzen. Vormontierte Subsysteme von einem zuverlässigen Lieferanten können Bauherren dabei helfen, diese Herausforderungen zu meistern. Komplette, vorgefertigte Fluidsysteme können professionell montiert werden, bevor sie auf der Baustelle ankommen, was zur Beschleunigung des Bauprozesses beiträgt und sicherstellt, dass die Montage korrekt durchgeführt wurde.

#2:Mehr Sicherheit mit leckdichten Verbindungen bei hohen Drücken

Nach dem Bau der Station hat die Betriebssicherheit höchste Priorität. CNG-Tanksäulen müssen von den Fahrern bei jedem Tankvorgang sicher und einfach zu bedienen sein. Das bedeutet, potenzielle Lecks in der gesamten Station zu beseitigen sowie den Druck von der Quelle zur Pumpe ordnungsgemäß aufrechtzuerhalten und umzuwandeln.

Während Erdgas ein gängiges Versorgungsunternehmen ist und die Menschen daran gewöhnt sind, es zu verwenden, schafft der Druck, der CNG innewohnt, mehrere unterschiedliche und wichtige Herausforderungen. Beispiel:CNG wird vor Ort an Tankstellen mit deutlich höheren Drücken gelagert als an der Stelle, an der es in den Lagertank eines Fahrzeugs eintritt. Wenn sich der Druck während des Tankens ändert, führt der Joule-Thomson-Effekt dazu, dass die Gastemperatur erheblich abfällt.

Bei herkömmlichen Gewindeverbindungen ist es auf lange Sicht schwierig, eine leckagefreie Leistung bei den erforderlichen Drücken von CNG und bei erheblichen thermischen Veränderungen aufrechtzuerhalten. Schraubverbindungen zwischen Komponenten können beeinträchtigt werden, und minderwertige Baumaterialien können sich aufgrund von Temperaturschwankungen ausdehnen und zusammenziehen. All dies kann ein erhebliches Sicherheitsrisiko darstellen. Daher ist die Spezifikation hochwertiger Komponenten – wie z. B. Armaturen, die dafür ausgelegt sind, die Systemintegrität in anspruchsvollen Umgebungen zu halten und aufrechtzuerhalten – eine Notwendigkeit.

Nr. 3:Verbessern Sie die Zuverlässigkeit mit höherwertigen Materialien

Wie bei herkömmlichen Schraubverbindungen sind herkömmliche Materialien möglicherweise nicht immer für CNG-Infrastrukturanwendungen geeignet, bei denen langfristige Zuverlässigkeit und Integrität ein Muss sind.

Rohre und Schläuche aus Kohlenstoffstahl bieten beispielsweise eine gute Leistung in einer Vielzahl allgemeiner Anwendungen. In Anwendungen mit höherem Einsatz und höherem Druck, wie z. B. CNG-Betankung, kann Kohlenstoffstahl jedoch aufgrund seiner erhöhten Anfälligkeit für Korrosion und Rost möglicherweise nicht die erforderliche Leistung erbringen. Erdgas hat einen inhärenten Feuchtigkeitsgehalt, der zu höheren Korrosionsniveaus bei Materialien wie Kohlenstoffstahl beitragen kann. CNG-Stationen, die sich im Freien befinden, müssen auch mit den Elementen kämpfen – Regen und Schnee können eine weitere Korrosionsgefahr darstellen.

Korrosion kann dazu führen, dass sich kleine Hohlräume oder Vertiefungen auf der Oberfläche eines Materials bilden, und selbst die kleinste Vertiefung führt schließlich zu Problemen, wenn sie mit den für die CNG-Handhabung erforderlichen Drücken betrieben werden. Dies macht die Materialauswahl bei der Skalierung der Infrastruktur wichtig. Die Verwendung von Edelstahl 316/316L für Tanksysteme ist eine gute Wahl, und die Auswahl von Edelstählen mit erhöhtem Nickel- und Chromgehalt kann einen noch besseren Schutz vor Korrosion bieten. Dies kann positiv zur langfristigen Leistung beitragen, ohne dass eine kontinuierliche Wartung oder ein Austausch erforderlich ist.

Eine zuverlässige Infrastruktur ist von entscheidender Bedeutung, da CNG-Fahrzeuge weltweit immer häufiger eingesetzt werden. Effiziente Konstruktion, Betriebssicherheit und langfristige Zuverlässigkeit können erreicht werden, indem mit den richtigen Lieferanten zusammengearbeitet wird, um hochwertige Baugruppen und Komponenten zu beschaffen, die unter den Bedingungen von CNG-Betankungssystemen funktionieren.

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