CN101298244A - 液压式天然气汽车加气子站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压式天然气汽车加气子站，它包括CNG子站拖车、子站撬体、PLC控制柜、风气源设备、燃气报警器和加气机，CNG子站拖车上固定有8个独立的压力容器，每个压力容器前端分别固定气动出气阀，后端分别固定并接的气动进油阀和气动回油阀，气动出气阀、气动进油阀和气动回油阀分别通过管路与加气机、子站撬体连通，子站撬体包括撬体、液体储罐、增压系统、介质液体和卸气装置。它具有CNG子站建设投资少、工作能力高、出气率高、运行费用低、自动控制、极少维护、运行稳定的特点。

Description

液压式天然气汽车加气子站

技术领域

本发明涉及一种液压式天然气汽车加气子站。

背景技术

目前国内外普遍应用的天然气汽车加气站分两类：1)由管道输送系统(管网)取用天然气，经压缩后就地销售的加气站称为标准站；2)由管道取用天然气，以多台大型设备集中压缩，以高压容器运输至异地分散销售的加气站群称为母子站系统。集中压缩站称为母站，以车载压力容器为气源的加气站为子站即CNG子站。CNG子站所用长管式运输车上装有8只钢瓶，8只钢瓶全部并联为一组，共用一个进出口，在运输车对外供气时，每只钢瓶的气压同步下降。由于钢瓶的容积不可改变，长管式运输车向受气车辆供气后钢瓶内气压下降。为了运输车气压不断下降的同时保证受气车辆气瓶压力达到20MPa，通用的工艺是在子站设置由压缩机补气增压的站用储气瓶组，其作用是在车载容器向受气车辆的气瓶供气后，再次向受气车辆供气补足汽车气瓶的压力至20MPa。子站的站用储气瓶组有最高工作压力25MPa的高压储气瓶组与相同耐压的中压储气瓶组成，这种先低压后中压再高压分三次向受汽车辆供气的方法称为三线顺序加气方法，他虽然可以提高气瓶的取气率和压缩机的工作效率，但是补充站用储气瓶组压力的设备是子站压缩机，其设备复杂、造价昂贵。由于气体的可压缩性和压缩热，机械性能转换为压缩能的效率不高、动力消耗较大，这是子站投资最大、运行成本据高不下的原因。

发明内容：

为了克服现有技术的缺点，本发明提供一种液压式天然气汽车加气子站，它具有CNG子站建设投资少、工作能力高、出气率高、运行费用低、自动控制、极少维护、运行稳定的特点。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：它包括CNG子站拖车、子站撬体、PLC控制柜、风气源设备、燃气报警器和加气机，所述的风气源设备、燃气报警器固定在子站撬体内，所述的PLC控制柜用于自动控制，指示和仪表检测的信号自动运算，且有有掉电数据保护、数据延时显示及重复显示功能，以触摸屏、现场按钮、现场传感器为检测输入信号，气动电磁阀、中间继电器为输出的执行信号，进行整套CNG子站的自动工作；所述的风气源设备包括小型压缩机、分子筛、深度脱水设备、高精度除油过滤器，它为控制系统提供干燥、洁净的压缩空气，供气动阀使用；所述的燃气报警器对撬体内的天然气浓度进行不间断的检测，当浓度达到危险值后进行报警，并自动启动撬体内的排风装置，开始换气；其特征在于：所述的CNG子站拖车上固定有8个独立的压力容器，每个压力容器前端分别固定气动出气阀，后端分别固定并接的气动进油阀和气动回油阀，所述所有的气动出气阀通过管路并接至出气阀台，所述所有的气动进油阀通过管路并接至进油阀台，所述所有的气动回油阀通过管路并接至回油阀台，所述的出气阀台、进油阀台和回油阀台固定在CNG子站拖车尾部，分别有快装接口，所述的气动出气阀、气动进油阀和气动回油阀的控制气路与所述的风气源设备连通，所述的出气阀台通过管路与所述的加气机连通，CNG子站拖车有举升油缸，举升油缸的液压管路在车尾留有快装接口，以便与子站撬体的举升管路连接；所述的子站撬体包括撬体、液体储罐、增压系统、介质液体和卸气装置，所述的撬体为框架结构，其内固定有液体储罐、增压装置和卸油装置，液体储罐内有不溶于天然气的介质液体，增压装置包括防爆电机、高压泵、压力控制阀、高压管件，它将液体储罐与所述的进油阀台连通，卸油装置将液体储罐与所述的回油阀台连通。

本发明具有下列优点：1、运行费用低。液压式天然气汽车加气子站系统充分利用液体的相对不可压缩性，以液压系统取代天然气压缩机系统，使无用工大大减少，机械效率大大提高。它特有的从CNG运输车卸气至为天然气用户加气的全过程不减压作业更是节约能源的关键。所以每个新型CNG子站系统装机功率仅37KW，对比同等工作能力的传统子站系统至少少1000KW的装机功率，节电效果非常显著；2、维护费用低。液压式天然气汽车加气子站系统自动化程度高、设备数量少、操作简单系统维护工作量极小，相对传统式加气子站运行费用大为降低；3、占地面积小。液压式天然气汽车加气子站系统为撬装式，结构紧凑，占地面积小，可省去天然气增压机和站内地面储气组，大大降低建站成本。在建设管网成本较高的地段以及加油站基础上的改扩建项目，其优势更是无与伦比。4、运行效率高。液压式天然气加气子站能使天然气在几乎恒定的高压(20MPa)下、近乎常温的状态下充入车载瓶，较传统式加气子站充气速度快、充满度高。并能使CNG运输车的卸净率达到95％，大大提高了运行效率。5、安装速度快。设备简单，安装方便，建设周期短，机会成本大大降低。为企业增加了效益。6、环保优势显著。液压式天然气加气子站车系统设备震动十分小，噪音低于15分贝，即使在离居民居住区较近的地方也可正常工作不会扰民，较之传统式加气子站所用气体压缩机噪声污染严重的情况，其环境保护非常显著。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明原理图；

图2为本发明CNG子站拖车前试图。

具体实施方式

本发明包括CNG子站拖车6、子站撬体8、PLC控制柜、风气源设备、燃气报警器和加气机9，如图1所示。

所述的PLC控制柜(图中未画出)是由西门子S7-200型PLC为核心的控制系统，PLC系统根据编号的程序，按照现场操作人员的指示和仪表检测的信号自动运算，有掉电时数据保护、数据延时显示及重复显示功能。以触摸屏、现场按钮、现场传感器为检测输入信号，气动电磁阀、中间继电器为输出的执行信号进行整套CNG子站的自动工作。

所述的风气源设备由名牌优质小型压缩机、分子筛、深度脱水设备、高精度除油过滤器等组合而成，它的作用是为控制系统提供干燥、洁净的压缩空气，供气动执行器使用，最大限度的减少压缩空气中的水、油等杂质对自控系统的影响，使系统电磁阀、气动执行器能长期稳定工作。

所述的燃气报警器对子站撬体8内的天然气浓度进行不间断的检测，当浓度达到危险值后进行报警，并自动启动子站撬体8内的排风装置，开始换气。

所述的CNG子站拖车6上固定有8个独立的压力容器2，每个压力容器2前端分别固定气动出气阀10，如图2所示，后端分别固定并接的气动进油阀1和气动回油阀3，如图1所示。所述所有的气动出气阀1通过管路并接至出气阀台7，所述所有的气动进油阀1通过管路并接至进油阀台4，所述所有的气动回油阀3通过管路并接至回油阀台5。所述的出气阀台7、进油阀台4和回油阀台5固定在CNG子站拖车6的尾部，分别有快装接口。所述的气动出气阀10、气动进油阀1和气动回油阀3的控制气路与所述的风气源设备连通。所述的出气阀台7通过管路与所述的加气机9连通。CNG子站拖车6有举升油缸，举升油缸的液压管路在车尾留有快装接口，以便与子站撬体8的举升管路连接。

所述的子站撬体包括：①撬体：主体框架采用不小于100×100mm的方钢制作，外涂防腐涂料，设有吊环螺钉，方便吊装移动，设有平开门2个，通风用防爆风机，防爆接线箱，气体缓冲罐，照明灯、燃气报警探头；②液体储罐：含液位计、低压过滤器等，具有指示液位，控制液位等功能；③增压系统：含国产防爆电机、进口高压泵、压力控制阀、高压管件等；④介质液体：在环境温度-40℃～50℃时保证系统正常工作，天然气不溶于的介质；⑤卸气装置：由高压液体快装管路2条(进油管路、回油管路)、CNG快装管路1条(天然气出气管路)、控制气管路、各管路快装接头。

工作过程：将CNG子站拖车6停到指定位置，固定好。打开拖车上各块体处的放散阀门，将该部分卸压，以便连接高压软管。将子站上的两条高压液体管路(进油管和回油管)，一条高压天然气管路，一条高压举升管路，三条控制气快装接头等各自分别连在相应的位置上，关闭拖车及子站系统中的放散阀门。打开子站的注液手动控制阀，回液手动控制阀和CNG卸气手动控制阀门，打开拖车上的加气总阀门，出气总阀门。系统送电，等待PLC和触摸屏启动完毕，气源设备的气体储罐压力达到设定压力后(0.65～0.8MPa)，启动主电机，液压系统开始工作，当系统压力达到设定值后(22MPa)，升起液压支撑架使拖车前部适当抬高，仰角约为10°。按下系统启动按钮，此时系统处于自动的工作状态，1#瓶的出气阀打开，系统检测1#瓶的气压，当气压小于19MPa时，1#瓶进油阀打开，系统开始往1#瓶内泵油，此时气压升高，当气压大于等于21MPa时，进油阀关闭，系统停止往瓶内泵油，如此下去。撬体内的油箱上安装有液位检测装置，从进油开始计算，当液位下降到设定值时(此设定值是根据每个瓶容积的90％计算得出的)，PLC得到回油信号，关闭1#瓶的出气阀和进油阀，打开1#瓶的回油阀和2#瓶的出气阀，1#瓶进油完毕，靠瓶内残留的气体压力把瓶内的油排出。回油开始计时1分钟后2#瓶开始进油，工作状态和1#瓶相同。回油检测装置安装在撬体内的回油管路上，当油回完时，光电开关检测得到信号，传给PLC，PLC关闭1#回油阀，此时1#瓶工作结束。如此往复从1#瓶开始直到8#瓶。当前一辆拖车的天然气卸完后，由人工调换快装接头到第二辆拖车(转换时间为3-5分钟，此时停止加气)，在人工调换快装接头时须注意：关闭前一车的举升管路的阀门，打开子站注油放散阀和天然气放散阀，将注油软管，高压气管，举升软管，3个控制气快装接头调换过去，留下回油软管和第8个钢瓶的回油阀门控制气管，待第8个钢瓶回油完毕后，立即把回油软管，第8个钢瓶的回油阀门控制气管换至第二辆车上，使加气过程继续进行。

Claims (1)

1、一种液压式天然气汽车加气子站，其特征在于：它包括CNG子站拖车(6)、子站撬体(8)、PLC控制柜、风气源设备、燃气报警器和加气机(9)，所述的风气源设备、燃气报警固定在子站撬体(8)内，所述的PLC控制柜用于自动控制，以触摸屏、现场按钮、现场传感器为检测输入信号，气动电磁阀、中间继电器为输出的执行信号，进行整套CNG子站的自动工作；所述的风气源设备包括小型压缩机、分子筛、深度脱水设备、高精度除油过滤器，它为控制系统提供干燥、洁净的压缩空气，供气动阀使用；所述的燃气报警器对撬体内的天然气浓度进行不间断的检测，当浓度达到危险值后进行报警，并自动启动撬体内的排风装置，开始换气；其特征在于：所述的CNG子站拖车(6)上固定有8个独立的压力容器(2)，每个压力容器(2)前端分别固定气动出气阀(10)，后端分别固定并接的气动进油阀(1)和气动回油阀(3)，所述所有的气动出气阀(10)通过管路并接至出气阀台(7)，所述所有的气动进油阀(1)通过管路并接至进油阀台(4)，所述所有的气动回油阀(3)通过管路并接至回油阀台(5)，所述的出气阀台(7)、进油阀台(4)和回油阀台(5)固定在CNG子站拖车(6)的尾部，分别有快装接口，所述的气动出气阀(7)、气动进油阀(1)和气动回油阀(3)的控制气路与所述的风气源设备连通，所述的出气阀台(7)通过管路与所述的加气机(9)连通，CNG子站拖车(6)有举升油缸，举升油缸的液压管路在车尾留有快装接口；所述的子站撬体(8)包括撬体、液体储罐、增压系统、介质液体和卸气装置，所述的撬体为框架结构，其内固定有液体储罐、增压装置和卸油装置，液体储罐内有不溶于天然气的介质液体，增压装置包括防爆电机、高压泵、压力控制阀、高压管件，它将液体储罐与所述的进油阀台(4)连通，卸油装置将液体储罐与所述的回油阀台(5)连通。

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