CN104006295A - 一种低温液化气体的置换式压力输送方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低温液化气体的置换式压力输送方法及设备。本发明具有从低压设备向高压设备输送低温液化气体时，不再需要采用低温泵，消耗能源；也不需要向低温贮罐增压，使低温贮罐超压、放散，造成安个隐患和浪费，从而节约了能源，保护了生态环境。包括置换单元(44)、BOG处理单元(45)、低温贮液罐(24)。该设备不仅使设备投资低，占地少，而且不需用电，运行维护费用低，安全性高。
Description
一种低温液化气体的置换式压力输送方法及设备
技术领域
[0001] 本发明涉及低温液化气体的输送领域，具体地，涉及具有无泵输送的方法和设备。如液氧、液氮、液氩、液氢、液氦、液化天然气(LNG)等的加气站和充装站、以及气化站、LNG汽车供气系统等。
背景技术
[0002] 低温液化气体，是以液态形式存在的气体，是为了贮存和运输的需要而将气体降温液化。它具有温度低(一般常压下在_162°C到_256°C之间)、气液比(即单位体积的低温液化气体与气化成常温常压的气体后的体积比)大、纯度高、保存困难(常因贮存容器绝热性能不佳或生产工艺需要而气化放散，造成经济损失)等特点。随着现代工业和社会的发展，对低温液化气体的应用越来越广泛。
[0003]目前，低温液化气体的保存主要采用低温液体贮罐，运输采用低温槽车，它们都是采用高真空绝热结构。低温液体从贮罐到槽车(或称为装车)或从槽车到贮罐(或称为卸车)或从贮罐到贮罐(称为倒罐)的输送，主要采用低温液体泵输送或压力输送的方式。目前的输送方式至少存在以下缺点:
[0004] 1、泵输送方式消耗能源:低温泵的功率从十几千瓦到几十千瓦，有的站点甚至还要为此建造专用的变电站以满足需要。不但投资大，占地面积大，建造站点的区域选址也受至IJ电源供应的限制，运行成本也因此增加；
[0005] 2、泵输送方式运行维护费用高、可靠性相对较低，寿命有限。低温泵属于动设备，常因为机械故障而影响加气；
[0006] 3、泵输送方式投资大:低温泵因为各种技术原因，国产的稳定性达不到要求，主要依靠进口。而进口设备单台的价格在20万到30万不等，增加了建站成本；
[0007] 4、低温泵有机械运动，在运转过程中不可避免要产生大量热量，使低温液化气体气化，增加B0G(Boil off gas，即罐内及加气系统内自然气化而产生的蒸发气体)，使低温存贮系统增温增压，甚至超压放散。增加了运行成本，放散也造成浪费和对环境的污染；
[0008] 5、因生产工艺需要增压(增压过程是利用低温液体的重力，将低温液体引到罐外的增压气化器，低温液体在增压气化器内和热媒(如:空气或热蒸汽、热水、热油等)进行热交换后气化成气体，回到低温贮罐的气相空间。利用低温液化气体的气液比大的特性,使贮罐增压)或增温造成向存贮系统人为输入热量，使低温液化气体升温而造成保存期(因低温液化气体温度达到贮罐工作压力对应的饱和温度而大量气化放散)缩短，以至贮罐超压放散，造成经济损失，也破坏了环境。
[0009] 至少有如下工艺需要增压:
[0010] a、调饱和(即将低温液体加温到要求压力的饱和温度):如液化天然气汽车，天然气发动机要求气源要有0.65MPa以上的压力才能正常工作，而有些车载气瓶没有自增压器，因此要求加入气瓶的液化天然气的饱和温度不能低于0.65MPa压力下的饱和温度。因此需要将加气站贮罐里的低温液体调饱和到0.65MPa压力下的饱和温度，才能向液化天然气汽车加气；
[0011] b、低温液化气体的卸车和装车、倒罐:如果是低温液体泵输送方式，要求泵的入口侧贮罐压力不能低于低温泵要求的最小入口压力，但随着工作的进行，泵入口侧贮罐液位下降，压力也下降，只有不断增压才能满足低温泵工作的要求；如果是压力差输送方式，则要求两罐(比如A罐和B罐之间，从A罐向B罐输送低温液体)之间保持一定的压力差(即A罐压力总是高于B罐一定压力)，但随着工作的进程，A罐压力逐渐降低，B罐压力逐渐增力口，要正常工作必须向A罐不断增压。
[0012] C、加气和充装压力需要:如液化天然气加气站采用的是低温潜液泵(多数采用两级离心泵)，泵的最大增压只有0.6MPa左右，而车载液化天然气气瓶的压力一般在0.8MPa到1.2MPa，所以必须要求加气时贮罐内的压力不能低0.6MPa，也不得不启用增压工艺，否则不能正常加气；
[0013] d、气瓶回气:如果气瓶压力较高，加气前需对气瓶降压处理。可以向大气放散,但是不经济，也破坏生态环境；将气体回收到站内贮罐，必将使贮罐增压。
[0014] 6、压力输送方式，增压效率低:在传统的增压输送过程中，不管贮罐大小，往往是对整个低温贮罐进行增压，增压空间大，气化低温液化气体数量多，增压时间长，效率低；而且在增压过程中，过冷的低温液体与气相的气体进行热交换而造成低温贮罐压力下降，而继续使气化量增加，从而增压热输入。
[0015] 在低温液化气体的生产中，人们花费大量的能源将气体降温液化，以便于贮存和运输，而在生产过程中，我们又投入昂贵的设备和能源、以至于直接输入热量(如增压)使它升温，使之难于贮存和运输，是一个很不划算的事情。
发明内容
[0016] 本发明的目的是:克服背景技术的不足，提供一种低温液化气体的置换式压力输送方法和设备，使从低压设备向高压设备输送低温液化气体时，不再需要采用低温泵，消耗能源；也不需要向低温贮罐增压，使低温贮罐超压、放散，造成安全隐患和浪费，从而节约了能源，保护了生态环境。
[0017] 本发明的具体技术方案如下:所述的一种低温液化气体的置换式压力输送设备包括置换单元(44)、B0G处理单元(45)、低温贮液罐(24)如图1所示。所述低温贮液罐(24)用于贮存低温液化气体，可以是低温贮罐，也可以是低温槽车，还可以是低温气瓶。所述低温贮液罐(24)至少在液相最低处设有液相口，在气相最高处有气相接口、有BOG阀(26)接口、有低温贮液罐压力显示传感器(25)。
[0018] 所述置换单元(44)包括吸热罐(16)和置换罐(14)，所述吸热罐(16)最高点安装位置低于低温贮液罐(24)最低点；所述置换罐(14)最高点安装位置低于吸热罐(16)最低点。
[0019] 进一步，所述吸热罐(16)包括顶部气相内设有吸热喷淋管(17)，并从吸热罐(16)顶部壳体引出经进液阀(二)(19)与吸热罐进液口(20)连通；底部液相设有冷凝降压管(15)，并从吸热罐(16)底部壳体引出与进液阀(一)(13)连通；吸热罐(16)顶垂直液面设有吸热罐液位显示传感器(18)以显示吸热罐(16)液面高度，并及时控制吸热罐(16)的进液量；吸热罐(16)气相经止回阀(一)(21)、压力平衡阀(一)(22)设吸热罐平衡口(23)；吸热罐(16)气相还经止回阀(二)(12)与压力平衡阀(二)(11)连通。所述吸热喷淋管(17)为两端封堵，四周均布开有多个小孔的耐低温的铝管或不锈钢管(如图5所示)，所述冷凝降压管(15)为两端封堵，底部开有多个小孔的耐低温的铝管或不锈钢管(如图6所示)O
[0020] 进一步，所述置换罐(14)包括顶部气相设置换喷淋管(10)，并从置换罐(14)顶部壳体引出经进液阀(一)(13)与吸热罐(16)冷凝降压管(15)连通；所述置换罐(14)气相通过压力平衡阀(二)(11)、止回阀(二)(12)与吸热罐(16)气相连通；所述置换罐(14)顶部垂直液面设有置换罐液位显示传感器(47)以显示置换罐(14)液面高度，在液体排完时及时关闭增压阀(7);所述置换罐(14)在气相与液相之间设有隔热浮塞(9);所述置换罐(14)紧贴内壁设有绝热层(8);所述置换罐(14)设增压口(3)通过增压阀(7)与置换罐(14)气相顶部连通；所述置换罐(14)设排液口⑴通过排液阀(4)、排液单向阀(5)与置换罐(14)液相底部连通；所述置换罐(14)设增压出液口(2)通过增压出液阀(6)与置换罐(14)液相底部连通。所述置换喷淋管(10)为两端封堵，四周均布开有多个小孔的耐低温的铝管或不锈钢管(如图5所示)；所述隔热浮塞(9)为中间厚，四周薄，中间填充低温海绵，外表覆盖耐低温的聚四氟乙稀薄膜，边缘有小孔的薄板，绝热系数高，比置换罐(14)所装低温液化气体轻，因此隔热浮塞(9)浮在液面上，随着液面的升降而升降，隔离置换罐
(14)气相和液相之间通过液面的大部分热传递(如图7所示)；所述绝热层(8)为低温海绵固定在置换罐(14)内壁，并在表面覆盖聚四氟乙稀薄膜，隔离置换罐(14)气相和液相之间通过置换罐(14)金属壁的热传递(如图7所示)。
[0021] 进一步，所述吸热罐进液口(20)与低温贮液罐(24)底部液相连通；所述吸热罐平衡口(23)与低温贮液罐(24)顶部气相连通。
[0022] 进一步，所述BOG处理单元(45)实现低温系统的BOG气体的收集压缩处理，并为置换单元提供压力输送的压力气源。如图2所示，包括依次连通的BOG收集口(27)、压缩机入口单向阀(28)、B0G压缩机(29)、压缩机出口单向阀(30)、高压储气罐(34)、减压装置
(35)、加压阀(38)、低压气进出口(39);所述减压装置(35)与加压阀(38)之间接通低压加气阀(37)对外设低压加气接口(37)以提供低温气源；所述高压储气罐(34)连通高压加气阀(33)对外设高压加气接口(31)以提供高压气源；B0G收集口(27)通过置换罐降压阀
(32)连接低压气进出口(39)以实现收集置换罐(14)内的BOG气体。
[0023] 所述BOG收集口(27)通过BOG阀(26)与低温贮液罐(24)气相连通；所述低压气进出口(39)通过增压阀(7)与置换罐(14)气相连通。
[0024] 对于用液量较小的汽车供气系统及气化站，还可由自增压单元(46)代替BOG处理单元(45)为置换单元提供压力输送的压力气源，是更简单经济的技术方案:
[0025] 如图2所示，所述的自增压单元(46)包括依次连通的自立式增压调节阀(40)、增压气化器(41)并在连通管路上设气化器安全阀(42)。
[0026] 所述增压气化器(41)与增压口(3)连接；所述自立式增压调节阀(40)与增压出液口⑵连接。
[0027] 所述自增压单元(46)安装时，最高点应低于置换罐(14)的最低点，且通风良好。
[0028] 进一步，所有的置换单元(44)都应有良好的保冷结构，以隔绝与空气的热传递。
[0029] 进一步，多个置换单元(44)(不少于两个)可并联交替使用(如图3、图4所示)，以实现连续供液或供气；用液量大的设备还可在排液口(4)后设置缓冲低温贮罐(43)(如图4)，使供气或供液更稳定可靠。
[0030] 使用本发明的一种低温液化气体的置换式压力输送方法，每个基本置换单元都包含以下步骤:
[0031] 1、首先开启进液阀(二)(19)和压力平衡阀(一)(22)，吸热罐(16)与低温贮液罐(24)压力平衡后，在低温贮液罐(24)内低温液体重力的作用下低温贮液罐(24)内低温液体进入吸热罐(16)，吸热罐(16)内气体进入低温贮液罐(24)，实现气液置换(称为:充液过程)；吸热罐液位显示传感器(18)指示的液位达到设计要求后，进液阀(二)(19)和压力平衡阀(一)(22)关闭。
[0032] 2、先开启进液阀(一)(13)，置换罐(14)内的高温高压气体通过冷凝降压管(15)进入吸热罐(16)，高温高压气体先在冷凝降压管(15)放热降压及至液化，未液化的低温气体经冷凝降压管(15)底部小孔挤出形成微小气泡，在吸热罐(16)内低温液化气体内上浮，上浮过程中，与吸热罐(16)内的低温液化气体充分换热；置换罐(14)与吸热罐(16)的压力平衡后，吸热罐(16)内低温液化气体在重力作用下经进液阀(一)(13)通过置换喷淋管(10)进入置换罐(14)，在置换喷淋管(10)的四周小孔喷淋作用下，使置换罐(14)内高温气体快速冷却降压，与吸热罐(16)形成压力差，从而加快吸热罐(16)内低温液化气体进入，直到压力再次平衡(称为:吸热降压过程)。
[0033] 3、开启压力平衡阀(二)(11)，吸热罐(16)内低温液体在重力的作用下进入置换罐(14)，而置换罐(14)内的气体经压力平衡阀(二)(11)进入吸热罐(16)，实现气液置换(称为:气液置换过程)；吸热罐液位显示传感器(18)液位显示为零后，吸热罐(16)内的低温液体置换完成，关闭进液阀(一)(13)和压力平衡阀(二)(11)。由于低温液化气体的比热比气体的比热高，温度下降相同的情况下，吸收的热量多，所以此时置换罐(14)和吸热罐(16)的压力大大降低。
[0034] 4、打开增压阀(7)和排液阀(4)，通过自增压单元增压(此时打开增压出液阀
(6))或通过BOG贮气单元增压(此时打开加压阀(38))为置换罐(14)增压，当置换罐(14)压力高于排液口(I)压力时，排液单向阀(5)自动开启，置换罐(14)内低温液化气体经排液单向阀(5)、排液阀(4)输送出置换单元(称为:排液过程)；置换罐液位显示传感器(47)液位显示为零后，置换罐(14)内低温液化气体排完，关闭增压阀(7)。与此同时，充液过程也在同时进行。至此完成一个基本置换单元的低温液化气体的一次输送。
[0035] 5、当最后一次完成排液过程时，置换罐(14)内有高压气体，此时依次打开增压阀
(7)、置换罐降压阀(32)，开启BOG压缩机(29)将置换罐(14)内高压气体压缩到高压储气罐(34)内保存。
[0036] 当多个置换单元(44)并联工作时(如图3、图4所示)，任何时候保证其中一个进行排液过程，其它单元依次进行充液过程、吸热降压过程、气液置换过程，依据每个过程的进行时间总长而定。
[0037] 采用上述技术方案的技术要点在于:
[0038] 1、吸热罐(16)和置换罐(14)的安装位置，使吸热罐(16)的最高点应低于低温贮液罐(24)的最低点，而有利于在两罐在气相压力相等时，高处的低温贮液罐(24)内低温液体能在重力的作用下进入吸热罐(16);置换罐(14)的最高点应低于吸热罐(16)的最低点，而有利于在两罐在气相压力相等时，高处的吸热罐(16)内低温液体能在重力的作用下进入置换罐(14)。
[0039] 2、置换罐(14)增压时，气相和液相之间良好的隔热作用。可避免增压气体进入置换罐(14)后被罐内低温液化气体冷却降压，有效提高置换罐(14)增压的速度，减少增压气体的输入，即减少热输入。
[0040] 3、在置换罐(14)与吸热罐(16)气液置换过程前，应先执行吸热降压过程，即先开启进液阀(一)(13)，使置换罐(14)内的气体通过冷凝降压管(15)与吸热罐(16)内的低温液化气体充分换热，使置换罐(14)与吸热罐(16)的压力和温度平衡。
[0041] 4、多个基本置换单元并联使用时，要交替工作(即一个置换单元(44)在置换液体时另一个在排液，保证工作时总有一个基本置换单元在排液)。
[0042] 与现有技术相比，本发明的有益效果如下:
[0043] 1、在低温液化气体输送过程中，置换罐(14)增压将置换罐(14)内低温液化气体以压力方式输送。但置换罐(14)相对低温贮液罐(24)空间小，且置换罐(14)有气相和液相之间隔热装置，增压速度快，输入热量少。因此输液效率高，总热输入量小。
[0044] 2、置换罐(14)的低温液化气体是从吸热罐(16)置换而来，在置换过程中，在置换罐(14)排液增压时输入的热量被吸热罐(16)内的低温液化气体吸收后压力下降，并带进置换罐(14)输送出去，使吸热罐(16)与低温贮液罐(24)换液过程中，低温贮液罐(24)不会因压力方式输送而增温增压，有效利用了低温贮液罐(24)内低温液化气体的冷量，提高了低温贮液罐(24)内低温液化气体的保存期，减少了排放，节约了能源，减少浪费，保护了环境。
[0045] 3、由于低温贮液罐(24)不再需要承担生产工艺中增压的任务，只需最大限度延长保存低温液化气体的时间，因此工作压力大大降低，设计压力也可下降，从而节约了低温贮液罐(24)的设计建造成本。
[0046] 4、避免了使用大功率机械设备，减少了能源(如:电能)的使用，节约了运行成本，保护了环境；使建站地点不再受能源分布的限制；减少了配电设备的使用，使建站占地面积大大减少，降低了建站成本。
[0047] 5、避免了使用低温泵之类的动设备，使系统稳定性大大提高；也避免了昂贵的低温泵的经济投入。
附图说明
[0048] 图1为一种低温液化气体的置换式压力输送方法及设备外压式流程图单元；
[0049] 图2为一种低温液化气体的置换式压力输送方法及设备自增压流程图单元；
[0050] 图3为一种低温液化气体的置换式压力输送方法及设备自增压单元并联流程图；
[0051] 图4为一种低温液化气体的置换式压力输送方法及设备外压式单元并联流程图；
[0052] 图5为置换喷淋管(10)和吸热喷淋管(17)示意图；
[0053] 图6为冷凝降压管(15)示意图；
[0054] 图7为置换罐(14)的隔热浮塞(9)和绝热层(8)示意图；
[0055] 1-排液口 2-增压出液口 3-增压口 4-排液阀5-排液单向阀
[0056] 6-增压出液阀7-增压阀8-绝热层 9-隔热浮塞10-置换喷淋管[0057] 11-压力平衡阀(二) 12-止回阀(二) 13-进液阀(一)14-置换罐
[0058] 15-冷凝降压管16-吸热罐17-吸热喷淋管18-吸热罐液位显示传感器
[0059] 19-进液阀(二) 20-吸热罐进液口 21-止回阀(一)22-压力平衡阀(一)
[0060] 23-吸热罐平衡口 24-低温贮液罐25-低温贮液罐压力显示传感器26-B0G阀
[0061] 27-B0G收集口 28-压缩机入口单向阀29-B0G压缩机30-压缩机出口单向阀
[0062] 31-高压加气接口 32-置换罐降压阀33-高压加气阀 34-高压储气罐
[0063] 35-减压装置36-低压加气接口 37-低压加气阀38-加压阀39-低压气进出口
[0064] 40-自立式增压调节阀41-增压气化器42-气化器安全阀43-缓冲低温贮罐
[0065] 44-置换单元45-B0G处理单元46-自增压单元47-置换罐液位显示传感器
具体实施方式
[0066] 下面结合附图对本发明作进一步描述。
[0067] 实施例1:如图1所示，所述的一种低温液化气体的置换式压力输送设备包括置换单元(44)、B06处理单元(45)、低温贮液罐(24)。所述低温贮液罐(24)用于贮存低温液化气体，可以是低温贮罐，也 可以是低温槽车，还可以是低温气瓶。所述低温贮液罐(24)至少在液相最低处设有液相口，在气相最高处有气相接口、有BOG阀(26)接口、有低温贮液罐压力显示传感器(25)。
[0068] 所述置换单元(44)包括吸热罐(16)和置换罐(14)，所述吸热罐(16)最高点安装位置低于低温贮液罐(24)最低点，而有利于在两罐在气相压力相等时，低温贮液罐(24)内低温液体能在重力的作用下进入吸热罐(16);所述置换罐(14)最高点安装位置低于吸热罐(16)最低点，而有利于在两罐在气相压力相等时，高处的吸热罐(16)内低温液体能在重力的作用下进入置换罐(14)。
[0069] 进一少，所述吸热罐(16)包括顶部气相内设有吸热喷淋管(17)，并从吸热罐(16)顶滞壳体引出经进液阀(二)(19)与吸热罐进液口(20)连通；底部液相设有冷凝降压管
(15)，并从吸热罐(16)底部壳体引出与进液阀(一)(13)连通；吸热罐(16)顶垂直液面设有吸热罐液位显示传感器(18)以显示吸热罐(16)液面高度，并及时控制吸热罐(16)的进液量；吸热罐(16)气相经止回阀(一)(21)、压力平衡阀(一)(22)设吸热罐平衡口(23)；吸热罐(16)气相还经止回阀(二)(12)与压力平衡阀(二)(11)连通。所述吸热喷淋管
(17)为两端封堵，四周均布开有多个小孔的耐低温的铝管或不锈钢管(如图5所示)，所述冷凝降压管(15)为两端封堵，底部开有多个小孔的耐低温的铝管或不锈钢管(如图6所示)O
[0070] 进一步，所述置换罐(14)包括顶部气相设置换喷淋管(10)，并从置换罐(14)顶部壳体引出经进液阀(一)(13)与吸热罐(16)冷凝降压管(15)连通；所述置换罐(14)气相通过压力平衡阀(二)(11)、止回阀(二)(12)与吸热罐(16)气相连通；所述置换罐(14)顶部垂直液面设有置换罐液位显示传感器(47)以显示置换罐(14)液面高度，在液体排完时及时关闭增压阀(7);所述置换罐(14)在气相与液相之间设有隔热浮塞(9);所述置换罐(14)紧贴内壁设有绝热层(8);所述置换罐(14)设增压口(3)通过增压阀(7)与置换罐(14)气相顶部连通；所述置换罐(14)设排液口⑴通过排液阀(4)、排液单向阀(5)与置换罐(14)液相底部连通；所述置换罐(14)设增压出液口(2)通过增压出液阀(6)与置换罐(14)液相底部连通。所述置换喷淋管(10)为两端封堵，四周均布开有多个小孔的耐低温的铝管或不锈钢管(如图5所示)；所述隔热浮塞(9)为中间厚，四周薄，中间填充低温海绵，外表覆盖耐低温的聚四氟乙稀薄膜，边缘有小孔的薄板，绝热系数高，比置换罐(14)所装低温液化气体轻，因此隔热浮塞(9)浮在液面上，随着液面的升降而升降，隔离置换罐
(14)气相和液相之间通过液面的大部分热传递(如图7所示)；所述绝热层(8)为低温海绵固定在置换罐(14)内壁，并在表面覆盖聚四氟乙稀薄膜，隔离置换罐(14)气相和液相之间通过置换罐(14)金属壁的热传递(如图7所示)。
[0071] 进一步，所述吸热罐进液口(20)与低温贮液罐(24)底部液相连通；所述吸热罐平衡口(23)与低温贮液罐(24)顶部气相连通。
[0072] 进一步，所有的置换单元(44)都应有良好的保冷结构，以隔绝与空气的热传递。
[0073] 进一步，所述BOG处理单元(45)实现低温系统的BOG气体的收集压缩处理，并为置换单元提供压力输送的压力气源。如图2所示，包括依次连通的BOG收集口(27)、压缩机入口单向阀(28)、B0G压缩机(29)、压缩机出口单向阀(30)、高压储气罐(34)、减压装置
(35)、加压阀(38)、低压气进出口(39);所述减压装置(35)与加压阀(38)之间接通低压加气阀(37)对外设低压加气接口(37)以提供低温气源；所述高压储气罐(34)连通高压加气阀(33)对外设高压加气接口(31)以提供高压气源；B0G收集口(27)通过置换罐降压阀
(32)连接低压气进出口(39)以实现收集置换罐(14)内的BOG气体。
[0074] 所述BOG收集口(27)通过BOG阀(26)与低温贮液罐(24)气相连通；所述低压气进出口(39)通过增压阀(7)与置换罐(14)气相连通。
[0075] 当低温贮液罐(24)内的压力高于低温贮液罐压力显示传感器(36)设定压力时，启动BOG压缩机(29)，打开BOG阀(26)，低温贮液罐(24)内的BOG气通过BOG阀(26)、压缩机入口单向阀(28)，经BOG压缩机(29)压缩成高压气体后，通过压缩机出口单向阀(30)储存在高压储气罐(34)内；当整个输送过程完成后，置换罐(14)不再需要气液置换过程，这时，启动BOG压缩机(29)，打开增压阀(7)、置换罐降压阀(32)，置换罐(14)内气体经增压阀(7)、置换罐降压阀(32)、压缩机入口单向阀(28)，经BOG压缩机(29)压缩成高压气体后，经压缩机出口单向阀(30)储存在高压储气罐(34)内；当置换罐(14)需要排液时，高压储气罐(34)内的高压气体经减压装置(35)减压到输送要求的压力，再经加压阀(38)、增压阀(7)进入置换罐(14)气相给置换罐(14)增压。这种方式供气速度快，供气量大，适合于加液和充装站等对流量在的设备。
[0076] 实施例2:如图2所示，所述的自增压单元(46)包括依次连通的自立式增压调节阀(40)、增压气化器(41)并在连通管路上设气化器安全阀(42)。
[0077] 所述增压气化器(41)与增压口(3)连接；所述自立式增压调节阀(40)与增压出液口⑵连接。
[0078] 所述自增压单元(46)安装时，最高点应低于置换罐(14)的最低点，且通风良好。有利于高处的置换罐(14)内的低温液化气体能在自重的作用下进入自增压单元内气化增压。所述自立式增压调节阀(40)为自动压力调节阀，当置换罐(14)内压力低于自立式增压调节阀(40)设定压力时，自立式增压调节阀(40)自动打开，低温液化气体经增压出液阀
(6)、自立式增压调节阀(40)进入增压气化器(41)，在增压气化器(41)内与周围高温热媒(如空气)的热量而气化，经增压阀(7)回到置换罐(14)气相而增压(利用低温液化气体气液比大特性)；当置换罐(14)内压力达到自立式增压调节阀(40)设定压力时，自立式增压调节阀(40)自动关闭，停止增压。因此在置换罐(14)对外输液时，使置换罐(14)保持稳定的输送压力。当增压出液阀(6)和增压阀(7)关闭时，未气化完的低温液化气体继续吸热气化增压，能保证当压力超过气化器安全阀(42)的起跳压力后自动放散，从而保护了自增压单元。此增压方式增压速度慢，适应于用气量较小的设备，如汽车供气系统，气化站
坐寸ο
[0079] 除置换罐(14)的增压方式外，其它同实施例1。
[0080] 实施例3如图3所示，可将所述不少于2个的置换单元(44)及对应自增压单元
(46)并联使用，通过控制各基本置换单元的工作过程在同一时间交替进行(即:同一时间有一个置换单元(44)进行充液过程、有一个置换单元(44)进行吸热降压过程、有一个置换单元(44)进行气液置换过程、有一个置换单元(44)进行排液过程)，保证任何时候有其中一个进行排液过程，可实现对外输送低温液化气体的不间断。
[0081] 其它同实施例2。
[0082] 实施例4如图4所示，可将所述不少于2个的置换单元(44)并联使用，通过控制各基本置换单元的工作过程在同一时间交替进行(即:同一时间有一个置换单元(44)进行充液过程、有一个置换单元(44)进行吸热降压过程、有一个置换单元(44)进行气液置换过程、有一个置换单元(44)进行排液过程)，保证任何时候有其中一个进行排液过程，可实现对外输送低温液化气体的不间断。
[0083] 其它同实施例1。
[0084] 此外，上述各实施例的各个控制阀可通过手动控制，但为了操作方便，可通过PLC实现自动控制，或单片机自动控制。这样即便于对各个控制阀进行操作，也便于精确控制各个控制阀的开闭，进而控制整个输送设备正常运转。
Claims (6)
1.种低温液化气体的置换式压力输送方法及设备包括置换单元(44)、BOG处理单元(45)、低温贮液罐(24)，其特征在于:所述置换单元(44)包括吸热罐(16)和置换罐(14)，所述吸热罐(16)最高点安装位置低于低温贮液罐(24)最低点；所述置换罐(14)最高点安装位置低于吸热罐(16)最低点。
2.根据权利要求1所述的吸热罐(16)，其特征在于:所述吸热罐(16)包括顶部气相内设有吸热喷淋管(17)，并从吸热罐(16)顶部壳体引出经进液阀(二)(19)与吸热罐进液口(20)连通；底部液相设有冷凝降压管(15)，并从吸热罐(16)底部壳体引出与进液阀(一)(13)连通；吸热罐(16)顶垂直液面设有吸热罐液位显示传感器(18);吸热罐(16)气相经止回阀(一)(21)、压力平衡阀(一)(22)设吸热罐平衡口(23);吸热罐(16)气相还经止回阀(二)(12)与压力平衡阀(二)(11)连通。
3.根据权利要求1所述的置换罐(14)，其特征在于:所述置换罐(14)包括顶部气相设置换喷淋管(10)，并从置换罐(14)顶部壳体引出经进液阀(一)(13)与吸热罐(16)冷凝降压管(15)连通；所述置换罐(14)气相通过压力平衡阀(二)(11)、止回阀(二)(12)与吸热罐(16)气相连通；所述置换罐(14)顶部垂直液面设有置换罐液位显示传感器(47)；所述置换罐(14)在气相与液相之间设有隔热浮塞(9);所述置换罐(14)紧贴内壁设有绝热层(8);所述置换罐(14)设增压口(3)通过增压阀(7)与置换罐(14)气相顶部连通；所述置换罐(14)设排液口(I)通过排液阀(4)、排液单向阀(5)与置换罐(14)液相底部连通；所述置换罐(14)设增压出液口(2)通过增压出液阀(6)与置换罐(14)液相底部连通。
4.根据权利要求2所述的冷凝降压管(15)，其特征在于:所述冷凝降压管(15)为两端封堵，底部开有多个小孔的耐低温的铝管或不锈钢管。
5.根据权利要求3所述的隔热浮塞(9)，其特征在于:所述隔热浮塞(9)为中间厚，四周薄，中间填低温海绵，外表覆盖耐低温的聚四氟乙稀薄膜，边缘有小孔。
6.根据权利要求3所述的绝热层(8)，其特征在于:所述绝热层(8)为低温海绵固定在置换罐(14)内壁，并在表面覆盖聚四氟乙稀薄膜。
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- 2014-04-28 CN CN201410172666.5A patent/CN104006295B/zh active Active
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