セクション 1: CNG 給油変電所の分類-
CNG 給油ステーションは主に、マザー ステーション、標準ステーション、サブ ステーションの 3 つのタイプに分類されます。-マザー ステーションは通常、高圧パイプラインからガスを引き出します。-彼らは CNG チューブ トレーラー (ガスボンベ トラック) に燃料を補給し、変電所にガスを輸送する責任を負い、また個々の CNG 車両に直接燃料を補給します。-標準ステーションは主に都市の中圧パイプライン ネットワークからガスを引き込み、CNG 車に直接燃料を補給します。{5}}一方、変電所はガス源として CNG チューブ トレーラーを利用しており、CNG 車両への給油専用となっています。標準的なステーションは天然ガス パイプライン ネットワークから直接ガスを供給するため、{9}}多くの場合、高流量を伴う-ため、都市ガス グリッドに重大な負荷を与える可能性があることに注意してください。これにより、住宅および産業ユーザーへのガス供給が中断される可能性があります。したがって、標準駅の用地の選択には総合的かつ慎重な検討が必要です。現在、「母変電所」モデルが最も普及している構成であり、変電所はさらに従来型変電所と水力変電所の 2 種類に分類されます。-次のセクションでは、従来の給油変電所の技術的詳細と特性を詳しく掘り下げていきます。-}
従来の CNG 給油変電所の詳細な分析-
ここでは特に従来の CNG 給油変電所に焦点を当て、その動作原理と主な機能を詳しく調べていきます。{0}
油圧式 CNG 給油サブステーション-
従来の CNG 給油変電所の背後にある技術は、主に従来のガス コンプレッサー ベースの昇圧システムに依存しています。{0}この種の変電所は通常、すぐ近くに既存の天然ガス パイプラインがない場所に建設されます。-これらは、車両への便利な給油サービスを提供するために都市部に設置されたり、ガスパイプラインが敷設されていない田舎の工業地帯やその他の地域に設置されたりして、天然ガスエネルギーの供給源として機能することがよくあります。親ステーションでは、天然ガスが圧縮されて保管されます。その後、25 MPa に加圧された圧縮天然ガス--が、専用の輸送車両（チューブ トレーラー）によって変電所に輸送されます-。その後、変電所は個々の CNG 車両に燃料を補給し始めます。-工業地帯にある変電所の運用プロセスは次のとおりです。低圧-または中圧-の天然ガスは、コンプレッサーによって 20～25 MPa の圧力範囲に昇圧されます。次に、特殊な鋼製シリンダーまたはチューブ束に圧縮され、牽引機構を備えたスキッドベースのトレーラー ユニットに取り付けられます。{19}}これらの車両は天然ガスを変電所に輸送し、そこでガス-荷降ろしシステムと CNG 圧力調整装置に接続してガスの輸送を促進します-。減圧スキッドを通過して高圧天然ガスをユーザー指定の 0.2～0.4 MPa の範囲まで下げた後、-ガスは配水パイプライン ネットワークに入り、ユーザーが消費できるようになります。
従来の CNG ドーター ステーションのアーキテクチャ図を以下に示します。
従来の CNG ドーター ステーションのアーキテクチャとプロセス
従来の CNG ドーター ステーションのプロセス フローは次のように動作します。CNG トレーラーがステーションに到着すると、高圧アンロード ホースを介してガス アンロード カラムに接続されます。-ここでは 2 つの異なるラインが利用されています。1 つ目は「直接供給」ラインで、トレーラーのシリンダー内の固有圧力を利用して車両に直接燃料を補給します。このラインは、ステーションの-サイトのガス貯蔵シリンダー バンク-を利用しており、低圧-、中圧-、高圧-の各バンク-で構成され、車両の燃料タンクに最大 20 MPa の圧力まで補充します。貯蔵シリンダーバンク内の圧力が 20 MPa を下回ると、2 番目の-または「加圧」- ラインが作動します。コンプレッサーが作動を開始し、トレーラーのシリンダーから天然ガスを吸引して、貯蔵バンク内の圧力を 20 MPa に戻します。
従来の CNG ドーター ステーションの主要な機器には、スキッド マウント型ガス コンプレッサー ユニットとその昇圧システム、ガス貯蔵シリンダー バンク (総容量 8 m3)、ガス ディスペンサー (「スリー ライン」給油技術を利用)、ガス アンロード コラム、さらに安全およびセキュリティ システムおよび配電機器 (小型変電所変圧器など) が含まれます。
次に、油圧 CNG ドーター ステーションの技術的特徴とアーキテクチャを検討します。油圧ドーター ステーションは通常、給油ステーションの近くに既存の天然ガス パイプライン インフラストラクチャが利用できない場所、-多くの場合都市部内-）に建設され、車両に給油サービスを提供できるようになります。このタイプのステーションでは、従来のガス コンプレッサー ベースのブースト システムに代わって油圧ブースト システムが採用されています。-高度なシステム統合、堅牢な給油能力、設置の容易さ、低い運用コストが特徴です。そのアーキテクチャ図を以下に示します。
油圧 CNG ドーター ステーションのアーキテクチャとプロセス
油圧 CNG ドーター ステーションのプロセス フローは次のとおりです。CNG トレーラーがステーションに到着すると、クイックコネクト カップリングを使用して、高圧流体供給ホース、高圧流体戻りホース、制御ガス バンドル、高圧 CNG 出口ホースを油圧ドーター ステーションのスキッド ユニットに接続します。{{1}{1}{2}{2}}システムの準備が完了すると、高圧油圧ポンプが動作を開始します。- PLC 自動制御システムは、最初の貯蔵シリンダーの液体入口バルブとガス出口バルブを開き、同時に液体戻りバルブを閉じます。これにより、高圧-液体媒体-、具体的には低{10}}揮発性作動油-が保管シリンダーに注入され、シリンダー トラックの保管容器内のガス圧力が 20 ～ 22 MPa に維持されます。 CNG は、貯蔵シリンダーのガス出口から高圧 CNG ホースを通って、油圧サブステーションのスキッドにあるバッファ タンクに流れます。-。その後、高圧配管を介して CNG ディスペンサーに運ばれ、CNG 搭載車両に燃料が供給されます。-天然ガスの約 95% が排出されると、自動制御システムは、その特定の貯蔵シリンダーの液体入口バルブとガス出口バルブを閉じると同時に液体戻りバルブを開くコマンドを発行します。これにより、シリンダー内の高圧液体媒体が、残留ガス圧力と重力の組み合わせの力によって、スキッド上にある貯蔵タンクに逆流することができます。続いて、2 番目の貯蔵シリンダーの液体入口バルブとガス出口バルブが開き、高圧液体がシリンダーに充填され始めます。このプロセスは、最初の貯蔵シリンダーからの液体媒体の大部分が貯蔵タンクに戻るまで続きます。この操作全体を通じて、PLC プログラム制御システムは 8 つの貯蔵シリンダーが順番に回転して動作することを保証し、同時に空気圧アクチュエーターが PLC 制御プログラムの指示に従って各シリンダーの入口バルブと出口バルブを正確に開閉します。ボンベ トラックがガスの排出を完了したら、担当者はクイック接続カップリングを次のボンベ トラックに切り替えるだけで済みます。-次のボンベ トラック-の移送プロセスには約 3 ～ 5 分かかります-。これにより、給油ステーションの中断のない操作が確保されます。
油圧給油変電所の主要な機器コンポーネントには、油圧変電所のスキッド アセンブリ（スキッド構造、ブースター システムなどで構成される）、制御キャビネット、計器用空気供給装置、CNG ディスペンサー（単線給油技術を利用）、安全およびセキュリティ システム、変電および配電設備（ボックス-} タイプの変圧器など）が含まれます。次のセクションでは、CNG 給油変電所用の機器を選択する方法について詳しく説明します。-
現在、CNG 車両給油ステーションは主に市営バスとタクシーにサービスを提供しています。その結果、市場の見通しとガス供給能力の両方が都市計画規制によって制約され、その結果、特定の固有の制限が生じます。従来のドーター ステーションと油圧ドーター ステーションは最終的には同じ製品を提供し、-同じ収益をもたらします-。プロセス機器の違いにより、初期エンジニアリング コストと運用コストが異なります。
CNG ドーターステーションの機器の選択
これは、技術的に健全で経済的に実行可能なソリューションを特定する上で重要な段階となります。これはプロジェクトのコスト管理に影響を与えるだけでなく、運用コストを最小限に抑えるためにも不可欠です。プロジェクトのライフサイクル全体を通じて、総コストは、初期エンジニアリング コストとサービス期間中に発生する運用コストを合わせたものになります。したがって、代替エンジニアリング設計を評価および比較する場合は、建設段階で発生するエンジニアリング コストだけに焦点を当てるのではなく、サービス段階での長期的な運用コストも十分に考慮する必要があります。-
包括的な分析は機器選択の基礎として機能します。その目的は、リソースと資本を効率的に割り当てて活用し、投資収益を最大化することです。選択プロセスでは、包括的な比較から部分的な比較まで、さまざまな方法を使用してコストとメリットを比較できます。採用される特定の方法に関係なく、利点とコストの両方について計算パラメータの一貫性の原則を遵守し、それによって提案されたさまざまなソリューションの比較可能性を確保することが不可欠です。
比較選択の方法としては、便益比較法、コスト比較法、最低価格法などが一般的です。これらの中でも、*増分投資に対する内部収益率*-利益比較手法内の特定の手法-は、特に洞察力に優れています。この方法では、代替ソリューション間の増分投資に対する財務的内部収益率 (IRR) を計算し、それを所定のベンチマーク レートと比較することで、さまざまなオプション間の経済パフォーマンスの差異を明確かつ直感的に反映できます。利益の最大化が資本の本質である市場経済環境では、この方法はプロジェクト提案の比較評価において最も重要であることがわかります。
従来のドーター局のコア装置の概要
CNG ドーター ステーションの建設において、従来のドーター ステーションは不可欠な役割を果たしており、その主な特徴は、その特有の一連の主要機器によって決まります。これらのコアコンポーネントは、プロジェクトのコストを管理するために重要であるだけでなく、運用コストの最適化にも直接影響します。したがって、代替設計提案を評価および比較する場合、この機器の包括的な評価が、技術的に健全で経済的に合理的なソリューションを特定する上で極めて重要なステップとなります。
油圧ドーターステーションのコア機器の概要
CNG ドーター ステーションの建設では、油圧ドーター ステーションが極めて重要な役割を果たし、そのユニークな専用機器セットが特徴です。これらのコアコンポーネントは、プロジェクトの投資コストを管理するために不可欠であるだけでなく、運用効率の向上にも直接影響します。代替提案を評価および比較するプロセスにおいて、この機器の詳細な分析は、最適な技術的および経済的ソリューションを特定するための重要なステップとなります。-
