CN102230569A - 液化天然气储存系统和加气装置及发动机的供气装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种常压或低压加注、并可减少环境污染、节约资源的液化天然气储存系统，包括：LNG储罐、压力控制系统和气泵，LNG储罐的底部开设有输出口，输出口上设置有第一阀门，LNG储罐的顶部开设有排气口，压力控制系统中的压力传感器设置在LNG储罐上，排气口上并接有第七阀门和第六阀门，第六阀门通过第一管路与气泵的输入口相连通，LNG储罐底部上还开设有储罐回气口，储罐回气口上设置有第五阀门，气泵的输出口上通过第二管路与第五阀门相连通。本发明还公开了一种加气装置以及使用通过该加气装置加注的气瓶为发动机供气的装置，该供气装置主要用于为LNG汽车的发动机供气，加气装置主要用于为LNG汽车的气瓶加注LNG。

Description

液化天然气储存系统和加气装置及发动机的供气装置

技术领域

本发明涉及一种液化天然气的储存系统、液化天然气的加气装置以及发动机的供气装置。

背景技术

液化天然气（Liquefied Natural Gas，通常用缩写LNG表示）作为一种清洁能源，是汽车理想的替代燃料之一。随着我国经济的迅速发展和汽车保有量的高速增长，正面临汽车能源需求与环境保护的双重巨大压力。我国石油的探明储量仅占世界的2.4％，1993年起我国已成为石油纯进口国，2000年我国石油总需求的三分之一已从国外进口，2010年我国石油总需求的47％需进口，我国石油的供应将严重不足。

目前，我国正在运行的LNG液化装置（站）已经达到30余座，总生产能力已达到约1000万Nm3/d；与此同时，从国外进口的液化天然气也达到了相当规模，LNG的原料供应问题已经得到初步解决，使大规模发展LNG汽车具备了相当的条件。这样，大规模发展LNG加气站已经成为LNG汽车广泛应用的一个必要前提。但是，开发LNG加气站是一个技术含量较高的系统工程，已建成的LNG加气站建造成本高、运行费用高，已经成为制约LNG汽车发展的一个重要因素。其中，复杂的加气工艺流程，是导致制造成本以及运行费用高的重要原因。现有的LNG加气站，其工艺流程包括四个步骤：卸车流程、调压流程、加气流程、卸压流程。各流程的主要作用如下：

    卸车流程：是把集装箱或汽车槽车内的LNG转移至LNG加气站储罐内；

    调压流程：在给汽车加液之前首先对储罐中的LNG进行调压，使之成为饱和液体方可给汽车加气；

 加气流程：储罐中的饱和液体LNG通过泵加压后由加气枪给汽车加气；卸压流程：在给储罐调压过程中，储罐中的液体同时在不断的蒸发和气化，这部分气化了的气体如不及时排出，储罐压力会越来越大，当储罐压力大于设定值时，相关阀门打开，释放储罐中的气体，降低压力，保证储罐安全。

 由于目前的加气站都采用高压加气方式，因此在给汽车加液前都必须对储罐进行调压，使储罐中饱和液体的压强超过汽车钢瓶中的压强，这导致高压加气方式存在下列缺点：

    在给汽车加气时，会使汽车钢瓶压强增大，为保持储罐和汽车钢瓶的压差，实现顺利加气，必须使钢瓶中的气体通过回气枪直接排出至外界，加大了天然气的损耗；储罐的卸压流程也导致了天然气的大量损耗；高压加气方式的加气时间通常较长，一般在5~7分钟；由于储罐内必须保持很高压强，因此经常需要进行排空，其排空周期一般为2~3天；调压流程经历时间较长，对汽车进行加气时，预启动时间长。

当前加注系统的这些缺点严重制约了LNG液化天然气汽车的推广应用。因此，发展一种新型的LNG液化天然气加注系统已经成为了LNG汽车广泛应用的必要条件之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种可常压或低压加注、并可减少环境污染、节约资源的液化天然气储存系统。

为解决上述的技术问题，本发明所采用的技术方案为：液化天然气储存系统，包括：LNG储罐、压力控制系统和气泵，所述的LNG储罐的底部开设有输出口，输出口上设置有第一阀门，LNG储罐的顶部开设有排气口，所述的压力控制系统包括：压力传感器及压力控制器，压力传感器设置在所述的LNG储罐上，所述的排气口上并接有第七阀门和第六阀门，第六阀门通过第一管路与气泵的输入口相连通，所述的LNG储罐底部上还开设有储罐回气口，储罐回气口上设置有第五阀门，气泵的输出口上通过第二管路与第五阀门相连通。

所述的LNG储罐的底部还设置有用于与回气枪相连通的回气枪回气口，回气枪回气口上设置有第四阀门。

本发明所要解决的进一步的技术问题是：提供一种可常压或低压加注、并可减少环境污染和节约资源的液化天然气加气装置。

为解决上述进一步的技术问题，本发明采用的技术方案为：液化天然气加气装置，包括：低温泵和加气机以及上述结构的储存系统，该储存系统的LNG储罐上的第一阀门通过第九管路与低温泵的输入口相连通，低温泵的输出口与加气机的输入口相连通。

所述的LNG储罐的底部还设置有用于与回气枪相连通的回气枪回气口，回气枪回气口上设置有第四阀门；加气机的回气枪通过第八管路与第四阀门相连通。

本发明所要解决的另一个技术问题是：提供一种可采用通过常压或低压加注的气瓶的发动机的供气装置。

为解决上述的另一个技术问题，本发明采用的技术方案为：发动机的供气装置，包括：气瓶，气瓶上设置有加注口、加注回气口和输出口，所述的输出口上设置有第三阀门，第三阀门通过第五管路与自增压器的输入口相连通，自增压器的输出口通过第十管路与发动机的输入口相连通。

所述的汽车气瓶上还设置有自增压回气口，自增压回气口通过第六管路与自增压器的增压口相连通。

本发明的有益效果是：采用本发明所述的液化天然气储存系统构建的液化天然气加气装置，不再需要调压装置，采用常压或者低压的方法对气瓶进行加气，实现了对气瓶的无预冷加气，而且，气化的天然气可以通过气泵送回LNG储罐液化，减少了天然气的损耗，减少环境污染，节约了资源；此外，加注过程中产生的气相天然气通过LNG储罐的回气枪回气口送入LNG储罐液化，进一步减少了天然气的损耗，减少了环境污染，节约了资源；而且，对气瓶的加气可以缩短至2~3分钟；由于采用低压储存，LNG储罐的排空周期可延长至15天左右。本发明所述的发动机供气装置由于采用了自增压器，从而可以采用通过上述液化天然气加气装置加注的气瓶正常为发动机供气。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1、LNG储罐，2、第七阀门，3、第六阀门，4、第一管路，5、压力控制系统，6、第五阀门，7、气泵，8、第二管路，9、第四阀门，10、低温泵，11、第二阀门，12、加气机，13、第三管路，14、第四管路，15、气瓶，16、第八阀门，17、第五管路，18、第六管路，19、第三阀门，20、自增压器，21、发动机，22、第七管路，23、第八管路，24、第一阀门，25、第九管路，26、第十管路。

具体实施方式

下面结合附图，详细描述本发明的具体实施方案。

如图1所示，本发明所述的液化天然气储存系统，包括：LNG储罐1，LNG储罐1的底部开设有输出口，输出口上设置有第一阀门24，LNG储罐1的顶部开设有排气口，所述的储存系统还包括有：压力控制系统5和气泵7，压力控制系统5包括：压力传感器及压力控制器（压力传感器和压力控制器属于本技术领域的常规技术，图中未详细描述），压力传感器设置在所述的LNG储罐1上，所述的排气口上并接有第七阀门2和第六阀门3，第六阀门3通过第一管路4与气泵7的输入口相连通，所述的LNG储罐1底部上还开设有储罐回气口，储罐回气口上设置有第五阀门6，气泵7的输出口上通过第二管路8与第五阀门6相连通；所述的第七阀门2和第六阀门3以及第五阀门6的控制端与所述的压力控制器相连；本实施例中，所述的LNG储罐1的底部还设置有用于与回气枪相连通的回气枪回气口，回气枪回气口上设置有第四阀门9。

采用上述液化天然气储存系统的加气装置，还包括有：低温泵10和加气机12，该储存系统的LNG储罐1上的第一阀门24通过第九管路25与低温泵10的输入口相连通，低温泵10的输出口与加气机12的输入口相连通；加气机12的回气枪通过第八管路23与第四阀门9相连通。

如图1所示，本发明所述的发动机的供气装置，包括：气瓶15，气瓶15上设置有加注口、加注回气口和输出口，所述的输出口上设置有第三阀门19，第三阀门19通过第五管路17与自增压器20的输入口相连通，自增压器20的输出口通过第十管路26与发动机21的输入口相连通；所述的汽车气瓶15上还设置有自增压回气口，自增压回气口通过第六管路18与自增压器20的增压口相连通。

接下来，系统地描述一下给气瓶15加注的过程：首先，关闭第三阀门19和第八阀门16，自增压器20停止工作；然后，加气机12的第三管路13和第四管路14联接上气瓶15，第一阀门24、第二阀门11和第四阀门9打开，低温泵10启动，气瓶15内的高压天然气通过第四管路14和第八管路23从回气枪回气口送入LNG储罐1中的液体部分，经冷却后液化。这样，气瓶15内的压强逐渐降低，当加气压强大于气瓶15内的压强时，开始对气瓶15进行加气；当LNG储罐1内的压强上升时，压力控制系统5发出触发信号，打开第五阀门6和第六阀门3，气泵7启动，气相的天然气经过第一管路4和第二管路8从储罐回气口进入LNG储罐1的液体部分，经冷却后液化，LNG储罐1内压强降低，维持低压，当LNG储罐1内的液相部分由于温度升高，不能液化气相天然气时，LNG储罐1内的压强将会持续升高，这时，压力控制系统5发出触发信号，开启第七阀门2，排出高压气体，降低LNG储罐1中的压强。

发动机21工作时，液态天然气通过第五管路17送至自增压器20，由自增压器20对液态天然气进行气化增压，经过增压后，满足发动机21工作的高压气相天然气进入到发动机21中，过高的气相天然气则通过第六管路18回送到气瓶15中，用于增大气瓶15内的压强。

Claims (6)

1.液化天然气储存系统，包括：LNG储罐（1），LNG储罐（1）的底部开设有输出口，输出口上设置有第一阀门（24），LNG储罐（1）的顶部开设有排气口，其特征在于：所述的储存系统还包括有压力控制系统（5）和气泵（7），压力控制系统包括压力传感器及压力控制器，压力传感器设置在所述的LNG储罐（1）上，所述的排气口上并接有第七阀门（2）和第六阀门（3），第六阀门（3）通过第一管路（4）与气泵（7）的输入口相连通，所述的LNG储罐（1）底部上还开设有储罐回气口，储罐回气口上设置有第五阀门（6），气泵（7）的输出口上通过第二管路（8）与第五阀门（6）相连通。

2.如权利要求1所述的液化天然气储存系统，其特征在于：所述的LNG储罐（1）的底部还设置有用于与回气枪相连通的回气枪回气口，回气枪回气口上设置有第四阀门（9）。

3.如权利要求1所述的液化天然气加气装置，包括：储存系统、低温泵（10）和加气机（12），其特征在于：所述的储存系统采用了权利要求1所述的储存系统，该储存系统的LNG储罐（1）上的第一阀门（24）通过第九管路（25）与低温泵（10）的输入口相连通，低温泵（10）的输出口与加气机（12）的输入口相连通。

4.如权利要求3所述的液化天然气加气装置，其特征在于：所述的LNG储罐（1）的底部还设置有用于与回气枪相连通的回气枪回气口，回气枪回气口上设置有第四阀门（9）；加气机（12）的回气枪通过第八管路（23）与第四阀门（9）相连通。

5.发动机的供气装置，包括：汽车气瓶（15），其特征在于：所述的汽车气瓶（15）上设置有加注口、加注回气口和输出口，所述的输出口上设置有第三阀门（19），第三阀门（19）通过第五管路（17）与自增压器（20）的输入口相连通，自增压器（20）的输出口通过第十管路（26）与发动机（21）的输入口相连通。

6.如权利要求5所述的发动机的供气装置，其特征在于：所述的汽车气瓶（15）上还设置有自增压回气口，自增压回气口通过第六管路（18）与自增压器（20）的增压口相连通。