Introdução
As principais tecnologias envolvidas em uma estação de reabastecimento de GNV podem ser categorizadas em vários sistemas distintos: sistema de compressão, sistema de pré-tratamento de gás natural, sistema de armazenamento e distribuição e sistema de controle.
Sistema de compressão de gás natural
O sistema de compressão de gás natural consiste principalmente na unidade principal do compressor, um tanque tampão de admissão, um sistema de resfriamento e um sistema de lubrificação. A unidade principal do compressor é o componente mais crítico-servindo como o "coração" da estação de reabastecimento-e seu desempenho determina diretamente a confiabilidade operacional e a eficiência econômica de toda a instalação. As estações de reabastecimento de GNV normalmente empregam compressores alternativos, que são caracterizados por altas pressões de descarga e volumes de deslocamento relativamente baixos. Com base no método de lubrificação, os compressores são amplamente classificados em dois tipos: lubrificados com óleo-e isentos de óleo-. Para sistemas lubrificados-com óleo, um dispositivo de remoção de óleo deve ser instalado a jusante da porta de descarga final.
A pressão de descarga dos compressores utilizados em estações de reabastecimento é normalmente de 25 MPa. Embora algumas unidades possam atingir pressões ligeiramente mais altas-até 28 MPa-e alguns fabricantes ofereçam compressores capazes de atingir 32 MPa, a análise técnica indica que uma pressão de descarga de 25 MPa oferece o equilíbrio ideal entre eficiência econômica, confiabilidade e segurança. A pressão de entrada normalmente varia de 0,035 a 9 MPa. A capacidade de deslocamento do compressor pode ser selecionada de acordo com a escala específica da estação, variando de 16 a 2.000 m³/h, com faixa de capacidade comum de 200 a 300 m³/h.
Sistema de pré-tratamento de gás natural (incluindo purificação e regulação de pressão)
Antes ou depois da compressão, o gás natural que entra no posto de abastecimento deve passar por processos de purificação e secagem,-especificamente, dessulfurização, remoção de hidrocarbonetos e desidratação. A dessulfurização envolve a remoção de gases ácidos-como o sulfeto de hidrogênio-do gás natural para evitar a corrosão de equipamentos e tubulações, bem como para evitar a "fragilização por hidrogênio" em cilindros de gás de aço. A remoção de hidrocarbonetos envolve a extração de hidrocarbonetos leves do gás natural para garantir que o teor combinado de etano e alcanos mais pesados permaneça abaixo de 3%; isso evita ignição e combustão anormais no motor do veículo. A desidratação envolve a remoção da umidade do gás natural para evitar bloqueios de gelo no sistema de fornecimento de gás durante o processo de despressurização e resfriamento.
A desidratação do gás natural é a etapa mais crítica do processo de pré-tratamento. As estações de reabastecimento de GNV normalmente utilizam secadores-de torre dupla para essa finalidade. Dependendo da localização específica da unidade de desidratação no layout da estação, esses sistemas podem ser categorizados em três tipos: desidratação de baixa-pressão, média-pressão e alta-pressão. Se os problemas técnicos e de fabricação relativos à qualidade das conexões e válvulas puderem ser resolvidos com sucesso, o método de desidratação de alta-pressão-devido à sua estrutura compacta e desempenho de desidratação eficaz-representará uma solução altamente viável para a desidratação de gases.
Depois de passar por tratamentos de purificação e secagem, o gás natural deve atender a padrões específicos para uso veicular antes de poder ser carregado nos cilindros de armazenamento em um posto de abastecimento, vendido diretamente ou dispensado nos tanques de combustível de veículos movidos a GNV-. meu país estabeleceu um padrão nacional para “Gás Natural Comprimido para Veículos” (GB 18047-2000). Esta norma impõe limites rigorosos ao teor de enxofre e água do GNV veicular, estipulando que o teor de sulfeto de hidrogênio deve ser inferior a 15 mg/m³ e o ponto de orvalho da água deve estar pelo menos 5 graus abaixo da temperatura ambiente mais baixa encontrada na pressão máxima de operação.
Sistema de controle
A principal função do sistema de controle é regular a operação normal dos equipamentos do posto de abastecimento, monitorar os principais parâmetros operacionais e disparar alarmes automaticamente ou iniciar desligamentos de emergência em caso de falha do equipamento. Os sistemas de controle em equipamentos de reabastecimento-fabricados no exterior geralmente utilizam controladores lógicos programáveis (CLPs). Essa abordagem oferece alta confiabilidade, permite a operação de equipamentos totalmente automatizada e facilita a transmissão remota de dados para uma sala de controle central-permitindo assim a operação não tripulada da estação e reduzindo significativamente a carga de trabalho física dos operadores da estação.
Sistema de armazenamento e distribuição
Para evitar ciclos frequentes do compressor e garantir um fornecimento contínuo de gás, mesmo quando o compressor não está funcionando ativamente, os postos de abastecimento de GNV devem estar equipados com instalações de armazenamento de gás. Um projeto típico integra os sistemas de armazenamento e distribuição através de um painel de controle prioritário; esta configuração gerencia a sequência do fluxo de gás para garantir a utilização eficiente do armazenamento e o rápido reabastecimento do veículo. Geralmente, os postos de reabastecimento empregam uma estratégia de armazenamento em camadas, categorizando os bancos de cilindros de armazenamento de gás em alta-pressão. Os bancos de cilindros de média-pressão e baixa-pressão são controlados automaticamente durante seus processos de enchimento e distribuição por um painel de controle prioritário. Durante a operação de enchimento, o banco-de alta pressão é preenchido primeiro; quando a pressão no banco de alta-pressão atinge um limite específico, o banco de média-pressão começa a encher. Posteriormente, quando a pressão no banco de-pressão média atinge seu limite específico, o banco de-pressão baixa começa a encher. Depois disso, todos os três bancos de cilindros são preenchidos simultaneamente até que a pressão máxima de armazenamento seja atingida, momento em que o processo de enchimento cessa. Durante a operação de distribuição, o gás é retirado primeiro do banco-de baixa pressão; quando a pressão no banco de baixa-pressão cai para um limite específico, o gás começa a ser extraído do banco de média-pressão. Posteriormente, quando a pressão no banco de média-pressão cai para seu limite específico, o gás começa a ser extraído do banco de-alta pressão. Depois disso, o gás é retirado simultaneamente de todos os três bancos de cilindros até que a pressão dentro dos bancos de armazenamento se iguale à pressão máxima de armazenamento dos cilindros a bordo do veículo, ponto em que a distribuição cessa. Se veículos adicionais ainda precisarem de reabastecimento, o gás é retirado diretamente da linha de descarga do compressor; uma vez concluído o reabastecimento do veículo, o compressor retoma o enchimento dos três bancos de armazenamento de acordo com a sequência de enchimento estabelecida antes de desligar. A vantagem desse modo operacional é que ele garante que os bancos de armazenamento sejam preenchidos até sua capacidade máxima-aumentando assim sua eficiência de utilização-e, ao mesmo tempo, facilitando as velocidades de reabastecimento mais rápidas possíveis para os veículos.
