CN102635782A

CN102635782A - 应急l-cng加注撬

Info

Publication number: CN102635782A
Application number: CN2012101044811A
Authority: CN
Inventors: 傅斌; 贾旭; 王忠林; 冉鹏
Original assignee: CHONGQING JUCHUANG METERING EQUIPMENT CO LTD
Current assignee: CHONGQING JUCHUANG METERING EQUIPMENT CO LTD
Priority date: 2012-04-11
Filing date: 2012-04-11
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2032-04-11
Also published as: CN102635782B

Abstract

本发明公开了一种应急L-CNG加注撬，包括撬体、安装于撬体上的PLC控制系统及CNG储气瓶组，还包括至少两个柱塞泵、至少两个空温式气化器、及一顺序控制盘，该柱塞泵、空温式气化器、及顺序控制盘均安装于撬体上，每一柱塞泵另一端均与空温式气化器相连接；顺序控制盘一端与空温式气化器的出口端相连接，另一端与CNG储气瓶组相连接，该CNG储气瓶组还分别连接有数个CNG加气机；LNG液体通过柱塞泵后，经过空温式气化器换热交换，再进入顺序控制盘分为三路CNG气体，通过CNG储气瓶组进行缓存，以供CNG加气机为CNG汽车进行加注。本发明集成度较高，可以放置在一个固定的场地加气，也可以进行移动式加气，能及时有效的应对一些紧急突发事件，使用较为方便。

Description

应急L-CNG加注撬

技术领域

本发明涉及压缩天然气(CNG：Compressed Natural Gas)供气领域，尤其涉及一种可移动式应急液化-压缩天然气(L-CNG)加注撬。

背景技术

随着科学技术的进步和经济发展，环境的保护和能源的综合利用越来越受到人们的关注，世界各国都在进行可替代的“清洁能源”研究。天然气由于燃烧清洁、储量巨大、作为汽车的替代燃料技术已成熟，随着石油价格的不断升高，近年来天然气汽车受到全球大多数国家的青睐，发展迅猛。

目前我国的天然气加气站主要为CNG加气站，这种加气站不仅建设周期较长、工艺复杂、价格昂贵、可靠性和自动化程度低，且还要求有现场的天然气管路，即需要依赖于城市管道。但是由于我国天然气产业尚在发展初期，输气管网和加气站建设均不够完善，因此CNG汽车的发展目前仅限于公交车、出租车和环卫车等主要在市区行驶的车辆，并且以公交车为主。现有的这种CNG加气站，不仅应用范围较为狭窄，且只能固定在某个场地进行加气，使用较为不便，无法应对一些紧急突发事件。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种应急L-CNG加注撬，其集成度较高，可以放置在一个固定的场地加气，也可以进行移动式加气，能够及时有效的应对一些紧急突发事件，使用较为方便。

为实现上述目的，本发明提供一种应急L-CNG加注撬，包括：撬体、安装于撬体上的PLC控制系统及CNG储气瓶组，其还包括至少两个柱塞泵、至少两个空温式气化器、及一顺序控制盘，该柱塞泵、空温式气化器、及顺序控制盘均安装于撬体上；该每一柱塞泵一端均分别连接有一进液管和回气管，该进液管和回气管分别与一LNG储罐相连接，每一柱塞泵另一端均与空温式气化器相连接；所述顺序控制盘一端与空温式气化器的出口端相连接，另一端与CNG储气瓶组相连接，该CNG储气瓶组还分别连接有数个CNG加气机；所述LNG储罐内的LNG液体通过柱塞泵后，经过空温式气化器换热交换，再进入顺序控制盘分为三路CNG气体，通过CNG储气瓶组进行缓存，以供CNG加气机为CNG汽车进行加注。

本发明中，所述柱塞泵的进液管和回气管还分别与一ORCA车相连接；所述LNG储罐由一LNG槽车运输，通过一卸车增压气化器增压到0.45MPa-0.85MPa后，利用压差将LNG液体送入至LNG储罐内，该LNG储罐还设有一储罐增压气化器。

其中，所述每一柱塞泵的进液管上均设有一进液阀门，回气管上均设有一回液阀门，每一柱塞泵的出口端均设有一出液阀门；在正常待机状态下，柱塞泵的进液阀门、回液阀门、及出液阀门均处于关闭状态。

LNG储罐的出口端设有一出口紧急切断阀，柱塞泵与空温式气化器之间设有一放空阀；柱塞泵的进液管与回气管、及空温式气化器的出口端均设有温度传感器，CNG储气瓶组上设有一压力传感器。

本发明中，当空温式气化器的出口温度低于环境温度10℃时，PLC控制系统控制LNG储罐出口端的出口紧急切断阀自动关闭。

特别的，本发明中的一个柱塞泵以作备用，当另外的柱塞泵发生故障时，通过PLC控制系统切换到该备用的柱塞泵继续工作；其中的一个空温式气化器以作备用，该备用的空温式气化器处于自由化霜状态，当空温式气化器出口端的温度传感器监测温度低于环境温度10℃时，通过PLC控制系统切换到该备用的空温式气化器继续工作。

LNG储罐采用0.4Mpa-0.8Mpa的低压、及-120℃～162℃的低温储存LNG液体；该LNG储罐的压力通过机械式增压调节阀和降压调节阀控制，当LNG储罐压力低于增压调节阀的设定压力时，增压调节阀打开，当压力升至增压调节阀的设定压力时，增压调节阀自动关闭；当LNG储罐压力高于降压调节阀的设定压力时，降压调节阀打开，当压力降至降压调节阀的设定压力时，降压调节阀自动关闭。

此外，在空温式气化器的出口端与顺序控制盘之间还可以连接设有一水浴式加热器，当温度低于-15℃时，通过温度传感器实时监测温度，当温度低于预设定的判断值时，通过PLC控制系统自动切换到水浴式加热器，空温式气化器输出的CNG气体经水浴式加热器加热升温后再送至顺序控制盘。

本发明的顺序控制盘可以将CNG气体分为高压24Mpa-25Mpa、中压22Mpa-23Mpa、及低压20Mpa-21Mpa三路，通过CNG储气瓶组进行缓存。

再者，本发明还包括一压膜机、及BOG加热器，该压膜机用于回收LNG储罐产生的BOG，BOG经BOG加热器复热后，在压膜机中压缩至25Mpa后进入CNG储气瓶组贮存待用。

本发明应急L-CNG加注撬，其利用LNG液体直接转换为CNG高压气体，并通过PLC控制系统自动控制给CNG汽车进行紧急情况下的加注，其集成度较高、设计周期短、工艺简单、价格低廉、可靠性和自动化程度较高，无需依赖于城市管道，既可以放置在一个固定的场地加气，也可以根据需要移动式加气，能够及时有效的应对一些紧急突发事件，使用更加广泛方便。

附图说明

图1为本发明应急L-CNG加注撬一种具体实施例的模块结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供一种应急L-CNG加注撬，包括：撬体、安装于撬体上的PLC控制系统(未图示)及CNG储气瓶组10，其还包括至少两个柱塞泵20、至少两个空温式气化器30、及一顺序控制盘40，该柱塞泵20、空温式气化器30、及顺序控制盘40均安装于撬体上；该每一柱塞泵20一端均分别连接有一进液管22和回气管24，该进液管22和回气管24分别与一LNG储罐50相连接，每一柱塞泵20另一端均与空温式气化器30相连接；所述顺序控制盘40一端与空温式气化器30的出口端相连接，另一端与CNG储气瓶组10相连接，该CNG储气瓶组10还分别连接有数个CNG加气机12；所述LNG储罐50内的LNG液体通过柱塞泵20后，经过空温式气化器30换热交换，再进入顺序控制盘40分为三路CNG气体，通过CNG储气瓶组10进行缓存，以供CNG加气机12为CNG汽车进行加注。

本发明的应急L-CNG加注撬高度集成，所有的设备均安装在撬体上，其可以固定通过管道接LNG储罐50，由LNG储罐50提供LNG液体。本发明中，所述柱塞泵20的进液管22和回气管24还分别与一移动式LNG拖车(ORCA)60相连接，其可以根据实际需要通过软管现场连接ORCA车60，从而进行移动式加气。

在本发明中，所述LNG储罐50的出口端设有一出口紧急切断阀(未图示)，柱塞泵20与空温式气化器30之间设有一放空阀32；柱塞泵20的进液管22与回气管24、及空温式气化器30的出口端均设有温度传感器34，CNG储气瓶组10上设有一压力传感器14。该柱塞泵20进液管22与回气管24处设置的温度传感器34，可以就地显示温度，并将该温度上传至PLC控制系统参与程序控制，在柱塞泵30预冷过程中，通过PLC控制系统检测回气管24与进液管22的温度差来判断预冷是否充分。其中该温度差可以根据不同的加气站进行人为设置。

作为本发明的一种具体实施例，可以采用两个柱塞泵20通过双泵备用选择控制方式，其中一个柱塞泵20以作备用，当另外的柱塞泵20发生故障时，通过PLC控制系统切换到该备用的柱塞泵20继续工作。同样的，在该实施例中，可以采用两个空温式气化器30，其中的一个空温式气化器30以作备用。一般情况下保证一个空温式气化器30工作，备用的空温式气化器30处于自由化霜状态，当空温式气化器30出口端的温度传感器34监测温度低于环境温度10℃时，会上传给PLC控制系统予以提示，通过PLC控制系统发出控制信号，从而切换到该备用的空温式气化器30继续工作。或者，当在北方冬天温度极低的工作环境下，还可以根据PLC控制系统的选择，采用两个空温式气化器30同时工作的方式。

作为本发明的一种选择性实施例，所述PLC控制系统可以采用全自动控制，其由一台PLC集中控制，该PLC控制系统具体包括仪表柜、控制电缆、紧急切断阀、仪表气系统、及现场仪表等(未图示)。其中仪表柜可以显示LNG储罐50的压力、液位、空温式气化器30的出口端温度、供气压力等。当LNG储罐50的压力液位过高或过低时，PLC控制系统会发出报警信号。当空温式气化器30的出口温度低于环境温度10℃时，PLC控制系统将控制LNG储罐50出口端的出口紧急切断阀自动关闭，在紧急情况下也可以通过手动关闭出口紧急切断阀，以对其它管线设备起到保护作用。

进一步的，本发明每一柱塞泵20的进液管22上均设有一进液阀门222，回气管24上均设有一回液阀门242，每一柱塞泵20的出口端均设有一出液阀门202。在正常待机状态下，柱塞泵的进液阀门222、回液阀门242、及出液阀门202均处于关闭状态。在增压状态下，开启其中一柱塞泵20的进液阀门222和回液阀门242，电机不工作，让柱塞泵20预冷。预冷完成后，开启柱塞泵20的出液阀门202，关闭回液阀门242，启动电机进入工作状态。增压后的LNG液体进入相应的空温式气化器30，经气化后通过顺序控制盘40进入CNG储气瓶组10。当空温式气化器30的出口端温度低于设定温度值时，需要开启复热加热，如其出口端温度依然低于设定温度值时，则需要进行电机变频控制，使空温式气化器30的出口端温度始终高于设定温度值。当PLC控制系统接收到LNG储罐50的压力信号达到设定值(通常设为25Mpa)时，电机停止工作，关闭柱塞泵20的进液阀门222，打开放空阀32以降低出口压力，然后关闭放空阀32，进入待机状态。

在本发明具体实施例中，所述LNG储罐50采用0.4Mpa-0.8Mpa的低压、及-120℃～162℃的低温储存LNG液体，压缩气化后的CNG经顺序控制盘40分为三路CNG气体，进入CNG储气瓶组10，再由CNG加气机12对CNG汽车加气。作为本发明的一种优选实施例，该应急L-CNG加注撬内还可设置一压膜机、及蒸发气体(BOG：Boil OffGas)加热器(未图示)，该压膜机用于回收LNG储罐50产生的BOG，BOG经BOG加热器复热后，在压膜机中压缩至25Mpa后进入CNG储气瓶组10贮存待用，可以最大程度的利用原料气体，减少浪费。在本发明中，顺序控制盘40可以将CNG气体分为高压24Mpa-25Mpa、中压22Mpa-23Mpa、及低压20Mpa-21Mpa三路，进而通过CNG储气瓶组10进行缓存。

再者，考虑到环境因素的影响，还可以在空温式气化器30的出口端与顺序控制盘40之间连接设置一水浴式加热器36。在某些特殊的环境下，当温度偏低(一般低于-15℃)时，通过温度传感器34实时监测温度，当温度低于预设定的一个判断值时，可通过PLC控制系统自动切换到水浴式加热器36，空温式气化器30输出的CNG气体经水浴式加热器36加热升温后再送至顺序控制盘40。这种温度控制方式，极大的提高了本发明的应急L-CNG加注撬在不同环境下的适应能力，使用更加安全可靠。

本发明的应急L-CNG加注撬在使用时，具体包括卸车流程、气化流程、加气流程、及储罐调压流程。在卸车流程中，LNG储罐50由一LNG槽车70运输，在卸车台通过一卸车增压气化器72增压到0.45MPa-0.85MPa后，利用压差将LNG液体送入至LNG储罐50内，该LNG储罐50还设有一储罐增压气化器52。在气化流程中，当柱塞泵20启动时，LNG储罐50内的LNG液体被抽出加压到25Mpa以上的压力进入空温式气化器30，LNG液体通过与空气换热，在空温式气化器30中变为气体通过顺序控制盘40后进入CNG储气瓶组10。在加气流程中，当CNG加气机10与待加气的车辆连接好后，打开CNG储气瓶组10的阀门(未图示)对CNG汽车加气直到20Mpa，则自动停止加气。在储罐调压流程中，LNG储罐50的压力可以通过机械式增压调节阀和降压调节阀(未图示)控制，当LNG储罐50压力低于增压调节阀的设定压力时，增压调节阀打开，部分LNG由空温式气化器30气化后返回LNG储罐50的气相空间，从而使LNG储罐50内的压力上升，当压力升至增压调节阀的设定压力时，增压调节阀自动关闭。当LNG储罐50压力高于降压调节阀的设定压力时，降压调节阀打开，LNG储罐50内的气相被优先使用，当压力降至降压调节阀的设定压力时，降压调节阀自动关闭。

综上所述，本发明的应急L-CNG加注撬，其利用LNG液体直接转换为CNG高压气体，并通过PLC控制系统自动控制给CNG汽车进行紧急情况下的加注，其集成度较高、设计周期短、工艺简单、价格低廉、可靠性和自动化程度较高，无需依赖于城市管道，既可以放置在一个固定的场地加气，也可以根据需要移动式加气，能够及时有效的应对一些紧急突发事件，使用更加广泛方便。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种应急L-CNG加注撬，包括撬体、安装于撬体上的PLC控制系统及CNG储气瓶组，其特征在于，还包括至少两个柱塞泵、至少两个空温式气化器、及一顺序控制盘，该柱塞泵、空温式气化器、及顺序控制盘均安装于撬体上；该每一柱塞泵一端均分别连接有一进液管和回气管，该进液管和回气管分别与一LNG储罐相连接，每一柱塞泵另一端均与空温式气化器相连接；所述顺序控制盘一端与空温式气化器的出口端相连接，另一端与CNG储气瓶组相连接，该CNG储气瓶组还分别连接有数个CNG加气机；所述LNG储罐内的LNG液体通过柱塞泵后，经过空温式气化器换热交换，再进入顺序控制盘分为三路CNG气体，通过CNG储气瓶组进行缓存，以供CNG加气机为CNG汽车进行加注。

2.如权利要求1所述的应急L-CNG加注撬，其特征在于：所述柱塞泵的进液管和回气管还分别与一ORCA车相连接；所述LNG储罐由一LNG槽车运输，通过一卸车增压气化器增压到0.45MPa-0.85MPa后，利用压差将LNG液体送入至LNG储罐内，该LNG储罐还设有一储罐增压气化器。

3.如权利要求1所述的应急L-CNG加注撬，其特征在于：所述每一柱塞泵的进液管上均设有一进液阀门，回气管上均设有一回液阀门，每一柱塞泵的出口端均设有一出液阀门；在正常待机状态下，柱塞泵的进液阀门、回液阀门、及出液阀门均处于关闭状态。

4.如权利要求1所述的应急L-CNG加注撬，其特征在于：所述LNG储罐的出口端设有一出口紧急切断阀，柱塞泵与空温式气化器之间设有一放空阀；柱塞泵的进液管与回气管、及空温式气化器的出口端均设有温度传感器，CNG储气瓶组上设有一压力传感器。

5.如权利要求4所述的应急L-CNG加注撬，其特征在于：当空温式气化器的出口温度低于环境温度10℃时，PLC控制系统控制LNG储罐出口端的出口紧急切断阀自动关闭。

6.如权利要求4所述的应急L-CNG加注撬，其特征在于：其中的一个柱塞泵以作备用，当另外的柱塞泵发生故障时，通过PLC控制系统切换到该备用的柱塞泵继续工作；其中的一个空温式气化器以作备用，该备用的空温式气化器处于自由化霜状态，当空温式气化器出口端的温度传感器监测温度低于环境温度10℃时，通过PLC控制系统切换到该备用的空温式气化器继续工作。

7.如权利要求1所述的应急L-CNG加注撬，其特征在于：所述LNG储罐采用0.4Mpa-0.8Mpa的低压、及-120℃～162℃的低温储存LNG液体；该LNG储罐的压力通过机械式增压调节阀和降压调节阀控制，当LNG储罐压力低于增压调节阀的设定压力时，增压调节阀打开，当压力升至增压调节阀的设定压力时，增压调节阀自动关闭；当LNG储罐压力高于降压调节阀的设定压力时，降压调节阀打开，当压力降至降压调节阀的设定压力时，降压调节阀自动关闭。

8.如权利要求1所述的应急L-CNG加注撬，其特征在于：所述空温式气化器的出口端与顺序控制盘之间还连接设有一水浴式加热器，当温度低于-15℃时，通过温度传感器实时监测温度，当温度低于预设定的判断值时，通过PLC控制系统自动切换到水浴式加热器，空温式气化器输出的CNG气体经水浴式加热器加热升温后再送至顺序控制盘。

9.如权利要求1或8所述的应急L-CNG加注撬，其特征在于：所述顺序控制盘将CNG气体分为高压24Mpa-25Mpa、中压22Mpa-23Mpa、及低压20Mpa-21Mpa三路，通过CNG储气瓶组进行缓存。

10.如权利要求1所述的应急L-CNG加注撬，其特征在于：还包括一压膜机、及BOG加热器，该压膜机用于回收LNG储罐产生的BOG，BOG经BOG加热器复热后，在压膜机中压缩至25Mpa后进入CNG储气瓶组贮存待用。