Construire des stations GNC fiables : stratégies éprouvées pour un ravitaillement haute performance

Trois façons dont des choix intelligents de systèmes fluides peuvent mener à de meilleures stations de ravitaillement GNC

Chuck Hayes, Ingénieur Principal Développement Nouveaux Produits, Swagelok, et Paul LeStrange, Représentant Technique, Carburants Alternatifs, Swagelok San Diego

Les camions lourds, bus municipaux et autres grands véhicules ont historiquement été associés aux fumées diesel et panaches d'échappement noir.

Mais en 2021, ce sont devenues des hypothèses dépassées. Alors que les réglementations d'émissions se sont resserrées autour du globe, la course pour des solutions de carburant alternatif pour une variété d'applications de transport a accéléré le rythme en conséquence. Le gaz naturel comprimé (GNC) est devenu l'un des carburants alternatifs les plus proéminents en fournissant une puissance fiable, une rentabilité, et des émissions de carbone dramatiquement réduites comparées aux combustibles fossiles. En résultat, les véhicules GNC ont proliféré sur les routes et autoroutes partout.

L'ascension du GNC en popularité est appelée à continuer. Considérez que le gouvernement américain a récemment prolongé le Crédit d'Impôt pour Infrastructure Carburant Alternatif. Selon cette prolongation, l'équipement de ravitaillement pour gaz naturel — et une gamme d'autres carburants — installé jusqu'au 31 décembre 2021 est éligible pour un crédit d'impôt de 30 % du coût de construction. Des incitations similaires sont en place autour du monde, et celles-ci ont aidé à stimuler la construction d'un réseau de stations de ravitaillement fiable qui rend le GNC de plus en plus viable à grande échelle.

Pour mieux capitaliser sur ces opportunités et créer une infrastructure de station de ravitaillement gaz naturel comprimé fiable pour l'usage public et flottes, les constructeurs doivent considérer comment ils équilibrent le besoin de monter rapidement en construction avec la sécurité et l'intégrité de l'équipement de remplissage. Lors de l'approvisionnement en composants de systèmes fluides pour l'équipement de ravitaillement GNC, considérez ces trois choses :

#1 : Maximiser l'efficacité et l'intégrité système avec des systèmes pré-assemblés

Une station de gaz naturel comprimé typique est composée d'un réseau complexe de tubages ou tuyauteries, vannes, et autres composants responsables du transfert du gaz sous pression d'une source en vrac vers le véhicule. Tout au long de ce parcours, le gaz est comprimé à la pression nécessaire, distribué via des panneaux de priorité et vannes vers des pompes et flexibles individuels, puis connecté à un véhicule via une vanne spécialisée.

Des systèmes fluides complets, pré-construits peuvent être assemblés professionnellement avant d'arriver sur site, aidant à accélérer le processus de construction et assurant que l'assemblage a été effectué correctement.

La conception et l'assemblage de ces systèmes requièrent une connaissance spécifique sur la disposition efficace avec des pratiques d'installation sûres. Par exemple, un installateur peut commencer avec un long morceau de tubage, déterminer les bons endroits pour le cintrer, et l'incorporer correctement dans le système en suivant les meilleures pratiques établies.

La connaissance requise pour faire cela efficacement n'est pas spécialement commune, ni n'est toujours facile de trouver fiablement des ouvriers avec les compétences pour la mettre en pratique. Des sous-systèmes pré-assemblés d'un fournisseur fiable peuvent aider les constructeurs à surmonter ces défis. Des systèmes fluides complets, pré-construits peuvent être assemblés professionnellement avant d'arriver sur site, aidant à accélérer le processus de construction et assurant que l'assemblage a été effectué correctement.

#2 : Améliorer la sécurité avec des connexions étanches à haute pression

Une fois la station construite, la sécurité opérationnelle est une priorité absolue. Les pompes de ravitaillement GNC doivent être opérables en toute sécurité et facilement par les conducteurs à chaque ravitaillement. Cela signifie éliminer toute fuite potentielle à travers la station, ainsi que maintenir et convertir correctement les pressions de la source à la pompe.

Bien que le gaz naturel soit un service public commun, et que les gens soient habitués à l'utiliser, les pressions inhérentes au GNC créent plusieurs défis différents et importants. Par exemple : le GNC est stocké sur site aux stations de ravitaillement à des pressions significativement plus élevées que le point où il entre dans le réservoir de stockage d'un véhicule. Quand la pression change pendant le ravitaillement, l'effet Joule-Thomson cause une chute significative de la température du gaz.

Pour les connexions filetées traditionnelles, maintenir une performance étanche aux pressions nécessaires du GNC et à travers des changements thermiques significatifs est difficile sur le long terme. Les connexions filetées entre composants peuvent devenir compromises, et des matériaux de construction de moindre qualité peuvent se dilater et se contracter à cause des fluctuations de température. Tout cela peut poser un risque de sécurité significatif. En tant que tel, spécifier des composants de haute qualité — tels que des raccords conçus pour maintenir l'intégrité du système dans des environnements exigeants — est une nécessité.

#3 : Améliorer la fiabilité avec des matériaux de plus haute qualité

Comme pour les connexions filetées traditionnelles, les matériaux traditionnels ne sont pas toujours adaptés pour les applications d'infrastructure GNC, où la fiabilité et l'intégrité à long terme sont indispensables.

Le tuyau et tubage en acier au carbone, par exemple, fournissent une bonne performance dans une variété d'applications générales. Cependant, dans des applications à enjeux plus élevés et plus haute pression comme le ravitaillement GNC, l'acier au carbone peut ne pas fournir la performance nécessaire en raison de sa sensibilité accrue à la corrosion et rouille. Le gaz naturel a une teneur en humidité inhérente qui peut contribuer à des niveaux de corrosion plus élevés parmi des matériaux comme l'acier au carbone. Les stations GNC, étant en extérieur, doivent aussi faire face aux éléments — pluie et neige peuvent représenter une autre menace de corrosion.

La corrosion peut causer de petites cavités, ou piqûres, à se former sur la surface d'un matériau, et même la plus petite piqûre créera éventuellement des problèmes en opérant aux pressions requises pour la manipulation du GNC. Cela rend le choix de matériau important lors de la mise à l'échelle de l'infrastructure. L'utilisation d'acier inoxydable 316/316L pour les systèmes de ravitaillement est un bon choix, et la sélection d'aciers inoxydables avec une teneur élevée en nickel et chrome peut fournir une protection encore plus grande contre la corrosion. Faire ainsi peut contribuer positivement à la performance à long terme sans le besoin de maintenance ou remplacement continu.

Une infrastructure fiable est critique alors que les véhicules GNC deviennent plus communs autour du monde. Une construction efficace, la sécurité opérationnelle, et la fiabilité à long terme peuvent être atteintes en travaillant avec les bons fournisseurs pour s'approvisionner en assemblages et composants de haute qualité qui peuvent performer sous les conditions inhérentes aux systèmes de ravitaillement GNC.

Intéressé à en savoir plus ? Nous avons aidé à construire une infrastructure de ravitaillement GNC haute performance dans des lieux autour du monde, et nos ingénieurs terrain et spécialistes sont heureux de vous aider à réussir votre prochain projet.