CN104315332B - 一种液态天然气加气精确计量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液化天然气加气精确计量装置，包括进液口、温度传感器、压力传感器、单片机、流量计、第一电磁阀、第二电磁阀、加气枪和回液口，所述进液口与加气枪之间由加气管路连接，所述回液口与加气管路之间设有循环管路，循环管路上设有第二电磁阀；所述加气管路上设有分别与单片机连接的温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和压力传感器位于循环管路接入点与进液口之间，所述流量计、第一电磁阀位于循环管路接入点与加气枪之间的加气管路上；所述第一电磁阀、第二电磁阀均与单片机连接。本发明通过温度和压力传感器同时监测，实现高精度计量；通过设置循环管路实现对液化天然气预冷；通过单片机连接信号和控制电磁阀，实现自动化控制。

Description

一种液态天然气加气精确计量装置

技术领域

本发明属于液态天然气计量领域，具体涉及一种液态天然气加气精确计量装置。

背景技术

液态天然气(LNG)因其储量丰富，价格低廉，清洁环保，续航时间长等优势在汽车行业得到广泛应用。近年来我国的LNG产业发展迅速，全国LNG加气站每年大规模增加。但是中国相应的LNG技术开发和标准规范比较滞后，管理经验还不丰富，导致国内的LNG加气机和加液枪的相关技术不尽如人意。

天然气是产生于油气田的一种无色无臭的可燃气体。其主要组分是甲烷(CH₄)，大约占80～99％。标准状态下，沸点为－161.52℃，天然气密度一般为640-750g/m³，相对于空气的相对密度为0.55-0.62。因此，LNG是一种超低温(-162℃)的液体，容易气化产生气液两相流。目前的LNG加气管路中均存在气液两相流的情况。同时，因管路所用材料隔热效果不是十分理想，随着管路温度升高，LNG会部分气化，不仅导致管路压力升高，还会导致流量计计量精度下降，甚至失效。LNG气化现象容易导致用户与加气站之间产生贸易纠纷。

目前加气站使用的质量流量计未采取预冷措施，对LNG计量时，流量计本身与LNG存在温差，易导致LNG气化，温度反复交变还会导致设备使用寿命缩短，且难以避免气液两相流的产生。国内也有使用压差式流量计的加气站，压差式流量计置于LNG贮罐中，可使计量精度提高，但需要潜液泵，置于LNG中加大了维修难度与技术成本，其电信号传输部分制造困难。中国专利CN103307444A提供了一种高精度计量的LNG加气机，该专利仅通过温度参数来判定LNG所处物理形态。

发明内容

针对目前LNG加气机存在无法精确计量、使用寿命短等不足，本发明旨在提供一种高精度LNG加气计量装置，操作简单，维修方便。

为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种液化天然气加气精确计量装置，其特征在于，包括进液口、温度传感器、压力传感器、单片机、流量计、第一电磁阀、第二电磁阀、加气枪和回液口，所述进液口与加气枪之间由加气管路连接，所述回液口与加气管路之间设有循环管路，循环管路上设有第二电磁阀；所述加气管路上设有分别与单片机连接的温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和压力传感器位于循环管路接入点与进液口之间，所述流量计、第一电磁阀位于循环管路接入点与加气枪之间的加气管路上；所述第一电磁阀、第二电磁阀均与单片机连接。

进一步的，所述加气管路上循环管路接入点与进液口之间或循环管路上设有低压泵。

进一步的，所述加气管路上循环管路接入点与进液口之间设有低压泵，并位于温度传感器和压力传感器之前。

进一步的，所述循环管路上设有紧急泄压阀。

进一步的，所述加气管路上循环管路接入点与流量计之间的管路为丁晴橡胶和二烯烃泡沫管路。

本发明的有益效果：

(1)通过设置温度传感器与压力传感器，共同判断LNG所处物理形态，克服单一温度传感器的判断误差，实现精确计量；同时，温度与压力传感器信号汇入单片机，由单片机控制电磁阀，第二电磁阀与进气管路上的第一电磁阀总是处于一个开启一个关闭的状态以便加气机运作时保持管路畅通，实现自动化控制。

(2)通过设置循环管路，实现对LNG的预冷，将加气管道中的气液两相流转变成单相液体，避免管路压力升高、流量计计量精度下降甚至失效。

(3)通过设置丁晴橡胶和二烯烃泡沫管路，确保完成预冷的LNG进入流量计前不再有气化现象。

(4)通过设置紧急泄压阀，预防低压泵加速预冷循环过程中管路压力突增的情况，确保整个加气计量装置与工作人员的安全。

(5)本发明结构简单，维修方便，与其他质量流量计相比，减少了高精度电子秤，有效降低了成本。

附图说明

图1为本发明的原理示意图。

1-进液口；2-低压泵；3-温度传感器；4-压力传感器；5-单片机；6-管路；7-流量计；8-第一电磁阀；9第二电磁阀；10-紧急泄压阀；11-加气枪；12-回液口。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

下面结合附图来详细说明本发明中的计量装置。

参见图1，一种液化天然气加气精确计量装置，包括进液口1、温度传感器3、压力传感器4、单片机5、流量计7、第一电磁阀8、第二电磁阀9、加气枪11和回液口12，所述进液口1与加气枪11之间由加气管路连接，所述回液口12与加气管路之间设有循环管路，循环管路上设有第二电磁阀9和紧急泄压阀10；所述加气管路上设有分别与单片机5连接的温度传感器3和压力传感器4，所述温度传感器3和压力传感器4位于循环管路接入点与进液口1之间，所述流量计7、第一电磁阀8位于循环管路接入点与加气枪11之间的加气管路上；所述第一电磁阀8、第二电磁阀9均与单片机5连接。所述加气管路上循环管路接入点与进液口1之间设有低压泵2，并在温度传感器3和压力传感器4之前。

加气过程开始时，贮罐中的LNG进入加气管路，由于LNG是一种超低温(-162℃)的液体，进入管路时产生温差，形成LNG气液两相流。低压泵2将气液两相的LNG输送到温度传感器3与压力传感器4检测管路中。温度传感器3与压力传感器4检测管路内LNG数据，传入单片机5。单片机5判断此时LNG处于气液两相流状态，则关闭加气管路上的第一电磁阀8，开启循环回路上的第二电磁阀9，LNG气液两相流全部经循环回路流入贮罐进行再次冷却。

冷却后的LNG将循环管路接入点之前的加气管路冷却，使得从贮罐中流出的LNG不再发生气化。此时流经温度传感器3与压力传感器4的LNG数据再次汇入单片机5。单片机5判断此时的LNG全部处于液态，则关闭第二电磁阀9，断开预冷循环管路；开启第一电磁阀8，开始加气操作，整个流程由单片机5自动化控制。

在LNG进入流量计前，为确保经单片机5检验后的液态LNG不产生两相流，所述加气管路上循环管路接入点与流量计7之间的管路6为丁晴橡胶和二烯烃泡沫管路，确保完成预冷的LNG进入流量计前不再有气化现象。流量计后不再设旁路，因此，经流量计7计量的LNG通过加气枪11，全部进入用户的贮罐中。进气过程结束后，第一电磁阀8迅速切断进气管路，停止供给LNG。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种液化天然气加气精确计量装置，其特征在于，包括进液口(1)、温度传感器(3)、压力传感器(4)、单片机(5)、流量计(7)、第一电磁阀(8)、第二电磁阀(9)、加气枪(11)和回液口(12)，所述进液口(1)与加气枪(11)之间由加气管路连接，所述回液口(12)与加气管路之间设有循环管路，循环管路上设有第二电磁阀(9)；所述加气管路上设有分别与单片机(5)连接的温度传感器(3)和压力传感器(4)，所述温度传感器(3)和压力传感器(4)位于循环管路接入点与进液口(1)之间，所述流量计(7)、第一电磁阀(8)位于循环管路接入点与加气枪(11)之间的加气管路上；所述第一电磁阀(8)、第二电磁阀(9)均与单片机(5)连接，所述加气管路上循环管路接入点与进液口(1)之间或循环管路上设有低压泵(2)，所述加气管路上循环管路接入点与流量计(7)之间的管路(6)为丁晴橡胶和二烯烃泡沫管路。

2.根据权利要求1所述的液化天然气加气精确计量装置，其特征在于，所述加气管路上循环管路接入点与进液口(1)之间设有低压泵(2)，并位于温度传感器(3)和压力传感器(4)之前。

3.根据权利要求1所述的液化天然气加气精确计量装置，其特征在于，所述循环管路上设有紧急泄压阀(10)。