CN104500966A - 集装箱式lng加气装置及站控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集装箱式LNG加气装置及其站控方法，属于LNG技术领域。本发明包括集装箱，集装箱内设有安放储罐的储罐区，集装箱的两端分别设为操作区和控制室，操作区内设有加气设备、卸车设备以及LNG管路系统，LNG管路系统将加气设备与卸车设备连接至储罐；控制室内设有监控仪器，LNG管路系统上的仪表及管道阀门连接监控仪器并由其控制。本发明将LNG储罐及加气设施集成于集装箱内，解决了加气装置暴露于外所存在的安全隐患；能够实现边卸车边加液，能自动识别钢瓶压力等级，控制系统自动为不同钢瓶压力安全充装；能对储罐温度压力实施检测，出现报警自动卸放，以短消息的形式将报警信息发送到预设的手机上；视频监控系统无死角，司机自助加液，无人值守的运行模式。

Description

集装箱式LNG加气装置及站控方法

技术领域

本发明涉及LNG技术领域，尤其是一种集装箱式LNG技术。

背景技术

LNG是液化天然气英文Liquefied Natural Gas的缩写。天然气经净化处理（脱除CO2、硫化物、烃、水等杂质）后，在常压下深冷至-162℃，由气态变成液态，称为液化天然气，液化天然气的体积量为同量气态天然气体积的1/625，重量为同体积水的45%左右。

LNG作为清洁能源，被广泛运用到各个领域中，涉及汽车、船只等领域时，也就需要对其进行加气。目前，普遍采用的LNG加气装置，是将LNG存储于LNG储罐内，通过LNG储罐上连接的加气设施进行对外加气；其中LNG储罐及加气设施长期暴露于外，一方面外界温度对LNG加气装置的影响较大，对精确度的影响较大；另一方面LNG储罐及加气设施的安全不达标，存在安全隐患。另外，现有的LNG加气装置均是固定安装不动的，不能进行运输式的定点加气。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种集装箱式LNG加气装置及站控方法，将LNG储罐及加气设施集成于集装箱内，解决了加气装置暴露于外所存在的安全隐患；还解决了LNG远距离运输定点加气的问题，能在某些特殊场合无需永久式加气装置实施（临时加气）的需要；能够实现边卸车边加液，能自动识别钢瓶压力等级，控制系统自动为不同钢瓶压力安全充装；能对储罐温度压力实施检测，出现报警自动卸放；视频监控系统无死角，无需人为看守，减少人力成本；具有卸车、加液、增压，调饱和、自动卸放等基本功能，自动化程度高。

本发明采用的技术方案如下：

本发明的集装箱式LNG加气装置，包括集装箱，所述集装箱内设有安放储罐的储罐区，所述集装箱的两端分别设为操作区和控制室，所述操作区内设有加气设备、卸车设备以及LNG管路系统，所述LNG管路系统将加气设备与卸车设备连接至储罐；所述控制室内设有监控仪器，所述LNG管路系统上的仪表及管道阀门连接监控仪器并由其控制。

由于上述结构，将LNG储罐及加气设施集成于集装箱内，解决了加气装置暴露于外所存在的安全隐患；还解决了LNG远距离运输定点加气的问题，能在某些特殊场合无需永久式加气装置实施（临时加气）的需要；能够实现边卸车边加液，能自动识别钢瓶压力等级，控制系统自动为不同钢瓶压力安全充装；能对储罐温度压力实施检测，出现报警自动卸放；视频监控系统无死角，无需人为看守，减少人力成本；具有卸车、加液、增压，调饱和、自动卸放等基本功能，自动化程度高。

本发明的集装箱式LNG加气装置，所述操作区内设有位于集装箱端面的加气区域和位于集装箱侧面的卸车区域；所述加气区域内设有加液机，所述加液机上配置有相应的加气枪口、回气枪口和插枪口；所述卸车区域内配置有对应的气相管路、卸车管路和增压管路。

由于上述结构，通过对操作区进去分区，便于加气与卸车的同时进行，互不干涉，且管路进行集中在该操作区内，从而便于进行维修维护等操作。

本发明的集装箱式LNG加气装置，所述LNG管路系统包括加气管路、卸车管路和放散管路，所述加气管路连接操作区内的加液机，所述加液机通过气、液相管连接储罐；所述卸车管路包括气相管路、卸车管路和增压管路，所述气相管路连接于储罐上，所述卸车管路连接于输送烃泵上，所述输送烃泵通过对应的气、液相管连接于储罐，所述增压管路上设有增压器，所述增压器和输送烃泵分别连接加液机的液相管；所述放散管路上设有EAG加热器，所述EAG加热器的进口分别连接储罐、各条气液相管以及任意两阀门之间的管路，所述EAG加热器连接至放散管。

由于上述结构，加气管路可储罐内的LNG液体通过加气机加气到目标车上；可通过输送烃泵（或者潜液泵）进行LNG的卸车输送，实现LNG 的卸车；同时可通过增压管路实现当储罐内压力不足时的增压，确保正常的加气操作；放散管路则可将任意管路中遗留的LNG流体进行排空，避免管路内压力增加，造成人身安全危险。

本发明的集装箱式LNG加气装置，所述EAG加热器置于储罐区内的储罐上方，所述增压器置于储罐区内的储罐下方，所述放散管从操作区内伸出集装箱外；所述LNG管路系统中的管路均设于操作区内的管架上，所述LNG管路系统中的阀门均设于操作区内的电磁阀总架上，在所述集装箱的四角上方设有摄像头。

由于上述结构，通过在储罐区的储罐旁布置相应的设备和管路，使得整个集装箱内的零部件更加的紧凑，从而能使狭小的集装箱内放置所有的LNG加气设备和零部件，大大减小了整个LNG加气装置的空间体积，便于运输和使用；同时将阀门与管路进行区分区域布置，便于后续的管理和监控、维护；通过摄像头可实现对集装箱的视频监控系统无死角，无需人为看守，减少人力成本。

本发明的集装箱式LNG加气装置，所述控制室内设置的监控仪器，包括网络交换机、显示屏、输入终端、短信发送模块、用户身份识别装置、存储器、计算机及控制器；其中显示屏、输入终端、摄像头、短信发送模块、存储器、计算机及控制器均与网络交换机具有信号连接；用户身份识别装置与控制器具有信号连接；控制器还与集装箱的仪表及管道阀门具有信号连接。

由于上述结构，通过上述仪器、仪表以及控制系统，可对整个集装箱式LNG加气装置进行自动化的控制，既能实现边卸车边加液，又能自动识别钢瓶压力等级，控制系统自动为不同钢瓶压力安全充装；能对储罐温度压力实施检测，出现报警自动卸放；视频监控系统无死角，无需人为看守，减少人力成本；具有卸车、加液、增压，调饱和、自动卸放等基本功能，自动化程度高。

本发明的集装箱式LNG加气装置的站控方法，当进行加气时，通过以下步骤实现：当进行加气时，通过以下步骤实现：

步骤a1：用户身份识别装置识别用户身份，识别成功后进入加液过程；

步骤a2：检测集装箱中储罐内的液位是否高于最低位，若是则提示用户可以进行加液并进行步骤a3；否则在显示屏上提示用户液位低并退出加液过程；

步骤a3：检测输送烃泵的温度是否低于设定值，若是则进行步骤a4，重复执行本步骤；

步骤a4：检测加液按钮是否被触发，若是则打开加气管道阀门；判断用户选择的泵控制方式是否为恒压控制，若是则按照设定的液体输出压力控制输送烃泵加液，否则按照设定的转速控制输送烃泵加液；同时检测输送烃泵是否出现故障，若是则关闭加气管道阀门并控制输送烃泵停止加液；否则执行步骤a5；

步骤a5：检测停止加液条件是否被触发，为检测停止加液按钮是否被触发，或者为检测加液量达到用户设定值；若是则关闭加气管道阀门并控制输送烃泵停止加液。

本发明的集装箱式LNG加气装置的站控方法，当进行卸车时，通过以下步骤实现：

步骤b1：检测卸车按钮是否被按下，若是则用户身份识别装置识别用户身份，识别成功后进入卸车过程；

步骤b2：提示用户选择卸车方式并接收用户选择的卸车方式，所述卸车方式包括泵橇卸车方式、自增压卸车方式及槽车泵卸车方式；

步骤b3：打开卸车入口阀；

步骤b4：平衡槽车储液罐与集装箱中储罐内的压力；

步骤b5：对槽车储液罐进行加压；

步骤b6：检测输送烃泵的温度是否低于设定值，若是则进行步骤b7，否则重复执行本步骤；

步骤b7：开始卸车，并监测集装箱中储罐内的液位，若液位超过液位高限，则提示用户卸车满；

步骤b8：检测用户是否按下停止卸车按钮，若是则停止卸车；否则监测集装箱中储罐的液位是否超过液位高高限，若是则停止卸车，否则重复本步骤。

本发明的集装箱式LNG加气装置的站控方法，当进行集装箱中储罐自动调压时，通过以下步骤实现：

步骤c1：检测系统待机时间是否大于一定时间，若是则检测储罐内的压力是否低于设定最小值，若是则通过计算机询问集装箱工作人员是否加压，若集装箱工作人员通过计算机确认加压则开启增压阀进行增压；

步骤c2：监控储罐内的压力是否达到预设值，若是则结束增压并关闭增压阀；同时监控加压时间是否超时，若是则结束增压并关闭增压阀；若储罐内的压力没有达到预设值且加压时间也未超时则重复本步骤。

本发明的集装箱式LNG加气装置的站控方法，当进行集装箱中储罐自动调温时，通过以下步骤实现：

步骤d1：检测监控仪器的待机时间是否大于一定时间，若是则检测储罐内的温度是否低于设定最小值，若是则通过计算机询问集装箱工作人员是否增温，若集装箱工作人员通过计算机确认增温则开启增温阀、开启输送烃泵进行增温；

步骤d2：监控输送烃泵是否出现故障，若没有故障则执行步骤d3，否则结束增温并关闭增温阀与输送烃泵；

步骤d3：监控储罐内的温度是否达到预设值，若是则结束增温并关闭增温阀与输送烃泵；同时监控增温时间是否超时，若是则结束增温并关闭增温阀与输送烃泵；若储罐内的温度没有达到预设值且增温时间也未超时则重复本步骤。

本发明的集装箱式LNG加气装置的站控方法，当进行故障处理时，控制器采集集装箱内各仪表上传的参数，将所述参数分别与其预设值进行比较，当仪表上传的参数偏离正常的预设值后，控制器做相应的报警提示；其中报警提示的方式分为两类，其中一类用于提示一般性警告事件，其步骤为使第一类报警灯闪烁并执行相应保护动作；另一类用于提示重大警告事件，其步骤为控制器将所示重大警告事件通过网络交换机发生给短信模块，短信模块再将所述重大警告事件发送给管理人员手机，同时切断动力电、停止输送烃泵并关闭所有管道阀门。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、    本发明的集装箱式LNG加气装置及站控方法，将LNG储罐及加气设施集成于集装箱内，解决了加气装置暴露于外所存在的安全隐患；还解决了LNG远距离运输定点加气的问题，能在某些特殊场合无需永久式加气装置实施（临时加气）的需要；

2、    本发明的集装箱式LNG加气装置及站控方法，实现了加气站的无人值守，当司机到站上加液时，首先进行司机的身份识别，识别通过后便能实现自助加油，此过程自动保证加气工序及安全；还实现了实时监测LNG储罐内的压力与温度，当压力、温度低于一定值时，自动实现增压、增温；

3、    本发明的集装箱式LNG加气装置及站控方法，当需要卸车时，卸车必须由相应权限的用户通过验证才能操作，在取得操作权限以后，可开启卸车管理气动阀门、系统自动检测卸车流量计温度，泵温度等，当完成预冷等准备工作后，会通过指示灯提示司机可以开始卸车，站控系统会监视整个卸车过程，发现异常会报警提示司机，当储罐液位达到预设值（储罐满限的95%）时会提示司机停止       作流程，保障了卸车过程的正常执行及安全；

4、    本发明的集装箱式LNG加气装置及站控方法，还实现了无人值守LNG加气站站控系统在运行状态时，实时监视全站各仪器仪表数据，根据各实时值与系统预设值做比较等计算，当偏离正常值时PLC控制器做相应报警提示，并对报警信息进行分级，针对不同级别的报警信息，选用不同的应对策略，提高处理警情的效率同时保障了无人值守加气站的安全。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的集装箱式LNG加气装置的侧视图。

图2是本发明的集装箱式LNG加气装置的主视图。

图3是本发明的集装箱式LNG加气装置的后视图。

图4是本发明的集装箱式LNG加气装置的内部示意图。

图5是本发明中的LNG管路系统的示意图。

图6为本发明中站控系统的结构框图。

图7为本发明站控方法中自动加液控制流程图。

图8为本发明站控方法中自动卸车控制流程图。

图9为本发明站控方法中自动调压、调温控制流程图。

图10为本发明站控方法中报警信息与应对策略示例。

图11为本发明站控方法中恒压加液的PID控制原理图。

图中标记：1-集装箱、2-加液面板、3-放散管、4-加液操作机、5-加气管路、6-控制室、7-汽化器连接管、8-储罐、9-EAG加热器、10-增压器、11-电磁阀总架、12-保温系统、13-管架、14-卸车口、15-铭牌、16-加液机、17-输送烃泵、18-质量流量计、Y-预留口、J-加气枪口、H-回气枪口、C-插枪口、X1-卸车口、X2-气相口、X3-增压口。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1至5所示，本发明的集装箱式LNG加气装置，包括集装箱1，所述集装箱1内设有安放储罐8的储罐区，所述集装箱1的两端分别设为操作区和控制室6，所述操作区内设有加气设备、卸车设备以及LNG管路系统，所述LNG管路系统将加气设备与卸车设备连接至储罐8；所述控制室6内设有监控仪器，所述LNG管路系统上的仪表及管道阀门连接监控仪器并由其控制。：所述操作区内设有位于集装箱1端面的加气区域和位于集装箱1侧面的卸车区域；所述加气区域内设有加液机16，所述加液机16上配置有相应的加气枪口、回气枪口和插枪口；所述卸车区域内配置有对应的气相管路、卸车管路和增压管路。所述LNG管路系统包括加气管路5、卸车管路和放散管路，所述加气管路5 连接操作区内的加液机16，所述加液机16通过气、液相管连接储罐8；所述卸车管路包括气相管路、卸车管路和增压管路，所述气相管路连接于储罐8上，所述卸车管路连接于输送烃泵17上，所述输送烃泵17通过对应的气、液相管连接于储罐8，所述增压管路上设有增压器10，所述增压器10和输送烃泵17分别连接加液机16的液相管；所述放散管路上设有EAG加热器9，所述EAG加热器9的进口分别连接储罐8、各条气液相管以及任意两阀门之间的管路，所述EAG加热器9连接至放散管3。所述EAG加热器9置于储罐区内的储罐8上方，所述增压器10置于储罐区内的储罐8下方，所述放散管3从操作区内伸出集装箱1外；所述LNG管路系统中的管路均设于操作区内的管架13上，所述LNG管路系统中的阀门均设于操作区内的电磁阀总架12上，在所述集装箱1的四角上方设有摄像头。

本发明的集装箱式LNG加气装置中，通过监控仪器中各零部件形成的站控系统包括：网络交换机、显示屏、输入终端、摄像头、短信发送模块、用户身份识别装置、存储器、计算机及控制器。其中显示屏、输入终端、摄像头、短信发送模块、存储器、计算机及控制器均与网络交换机具有信号连接。用户身份识别装置与控制器具有信号连接。控制器还与集装箱中的仪表及管道阀门具有信号连接。

在一个具体实施例中，显示屏与输入终端为一触摸屏，控制器采用PCL实现，用户身份识别装置为RFID刷卡器。

摄像头分布在集装箱的需要监控的区域，如加气区、卸车区等重要区域，摄像头采集到的视频信息通过网络交换机传输到位于监控室的计算机以及存储器上，以便工作人员在监控室中观察到加气站的情况。

触摸屏用于实现用户指令的输入以及向用户输出提示信息、报警信息等。用户指令通过网络交换机传输给控制器，控制器控制现场仪表及阀门执行相应的动作。控制器还用于接收现场仪表输出的状态信息，通过网络交换机输出给计算机和/或触摸屏。

控制器还用于通过网络交换机向触摸屏和/或短信发送模块输出报警信息，短信发送模块用于将报警信息以短信形式发送到指定人员的手机上。

基于本发明的集装箱式LNG加气装置，为实现无人值守的站控方法，如图7，当进行加气时，通过以下步骤实现：

步骤a1：用户身份识别装置识别用户身份，识别成功后进入加液过程；

步骤a2：检测集装箱中储罐内液位是否高于最低位，若是则提示用户可以进行加液并进行步骤a3；否则在显示屏上提示用户液位低并退出加液过程；

步骤a3：检测输送烃泵17的温度是否低于设定值，若是则进行步骤a4，重复执行本步骤；

步骤a4：检测加液按钮是否被触发，若是则打开加气管道阀门并控制输送烃泵17进行加液；同时检测输送烃泵17是否出现故障，若是则关闭加气管道阀门并控制输送烃泵17停止加液；否则执行步骤a5；

步骤a5：检测停止加液条件是否被触发，若是则关闭加气管道阀门并控制输送烃泵17停止加液。

其中，步骤a4包括检测加液按钮是否被触发，若是则打开加气管道阀门；判断用户选择的泵控制方式是否为恒压控制，若是则按照设定的液体输出压力控制输送烃泵17加液，否则按照设定的转速控制输送烃泵17加液。

步骤a5中检测停止加液条件是否被触发为检测停止加液按钮是否被触发，或者为检测加液量达到用户设定值。

考虑到加液的恒压控制方式存在这样的问题：输送烃泵17由于LNG的物理特性决定了很容易发生汽蚀、抽空、供液断续等现象，常规恒压控制的PID算法会因为这些原因造成压力波动大，超调明显，震荡等问题，使得加液过程不稳定。

为此本发明还提供了一种改进后的输送烃泵17的恒压PID控制流程，如图6：采集输送烃泵17的泵后压力实际值，也即是输送烃泵17输出口的压力；将泵后压力实际值与泵后压力设定值作为PID控制环的两个输入量，PID控制环的输出量为输送烃泵17转速的控制量。

判断泵后压力实际值是否大于泵后压力设定值，若大于则使用a×P作为PID控制环的增益，若小于则使用b×P作为PID控制环的增益；其中0＜a＜b，P为PID控制环的标准增益。

在一个优选实施例中，a取1，b取2。这样的作法是在PID控制的震荡期采用不同的增益，当泵后压力实际值超过设定值时，采用较低的增益使泵后压力实际值缓慢增加，而当泵后实际压力超过设定值时，采用较大的增益使泵后压力实际值快速下降，形成加速下冲的效果从而减少超调情况的发生。

进一步还包括以下步骤：判断泵后压力实际值与泵后压力设定值差值的绝对值是否小于设定阈值，例如所述设定阈值为设定值的1%，若小于则将PID控制环的差值设为0。这样的设计思想是当泵后压力实际值与设定值相差小于一定值的时候，我们就认为实际值已经达到了设定值， PID控制管输出恒定，从而使泵后压力快速达到稳定。

加液过程中输送烃泵17因为液位低、压头不足的原因使供液跟不上泵输出流量，泵输出压力会下降，低于泵后压力设定值，但又不至于达到停机值，这时候常规的PID会自动增大输出值，控制泵加速抽取LNG，实际上却因无液体供给而压力升不上去，最终恶性循环使泵转速很快，此时若断流的液体突然恢复流动，会造成泵的输出压力突然超高，严重者会超过报警值和安全阀起跳，为避免出现此现象，本 恒压PID控制流程还增加了以下步骤：

采集输送烃泵17的入口压力；将泵后压力限制值减去所述入口压力得到泵当前的允许升压压力，然后根据输送烃泵17的扬程曲线将允许升压压力转换为当前泵的最大允许转速控制量。所述扬程曲线展示的是每支输送烃泵17的泵后压力与转速关系的曲线，当输送烃泵17生产好以后，其扬程曲线也就唯一确定了，扬程曲线可由输送烃泵17厂家提供，还可以通过工艺系统搭建完成后实际测试得到更准确的转速扬程曲线。通过该曲线，我们可以通过允许升压压力得到最大允许的转速控制量。

将所述PID控制环输出的输送烃泵17转速控制量与所述当前泵的最大允许转速控制量比较，若小于则将所述PID控制环输出的输送烃泵17转速控制量作为输送烃泵17转速的最终控制量，若大于则将所述当前泵的最大允许转速控制量作为输送烃泵17转速的最终控制量；使用输送烃泵17转速的最终控制量去控制输送烃泵17的转速。

如图8，当进行卸车时，通过以下步骤实现：

步骤b1：检测卸车按钮是否被按下，若是则用户身份识别装置识别用户身份，识别成功后进入卸车过程；

步骤b2：提示用户选择卸车方式并接收用户选择的卸车方式；

步骤b3：打开卸车入口阀；

步骤b4：平衡槽车的储液罐与集装箱中储罐内的压力；

步骤b5：对槽车的储液罐进行加压；

步骤b6：检测输送烃泵17的温度是否低于设定值，若是则进行步骤b7，否则重复执行本步骤；

步骤b7：开始卸车，并监测集装箱中储罐内的液位，若液位超过液位高限，则提示用户卸车满；

步骤b8：检测用户是否按下停止卸车按钮，若是则停止卸车；否则监测集装箱中储罐的液位是否超过液位高高限，若是则停止卸车，否则重复本步骤。

卸车过程中，步骤b2中所述的卸车方式包括泵橇卸车方式、自增压卸车方式及槽车泵卸车方式。

如图9，当进行集装箱中储罐自动调压时，通过以下步骤实现：

步骤c1：检测系统待机时间是否大于一定时间，若是则检测储罐内的压力是否低于设定最小值，若是则通过计算机询问集装箱中工作人员是否加压，若集装箱中工作人员通过计算机确认加压则开启增压阀进行增压；

步骤c2：监控储罐内的压力是否达到预设值，若是则结束增压并关闭增压阀；同时监控加压时间是否超时，若是则结束增压并关闭增压阀；若储罐内的压力没有达到预设值且加压时间也未超时则重复本步骤。

当进行集装箱中储罐自动调温时，通过以下步骤实现：

步骤d1：检测系统待机时间是否大于一定时间，若是则检测储罐内的温度是否低于设定最小值，若是则通过计算机询问集装箱中工作人员是否增温，若集装箱中工作人员通过计算机确认增温则开启增温阀、开启输送烃泵17进行增温；

步骤d2：监控输送烃泵17是否出现故障，若没有故障则执行步骤d3，否则结束增温并关闭增温阀与输送烃泵17；

步骤d3：监控储罐内的温度是否达到预设值，若是则结束增温并关闭增温阀与输送烃泵17；同时监控增温时间是否超时，若是则结束增温并关闭增温阀与输送烃泵17；若储罐内的温度没有达到预设值且增温时间也未超时则重复本步骤。

图10所示出了加气站可能出现的警情及其应对策略。当进行故障处理时，控制器采集集装箱中各仪表上传的参数，将所述参数分别与其预设值进行比较，当仪表上传的参数偏离正常的预设值后，控制器做相应的报警提示；

其中报警提示的方式分为两类，其中一类用于提示一般性警告事件，其步骤为使第一类报警灯闪烁并执行相应保护动作；另一类用于提示重大警告事件，其步骤为控制器将所示重大警告事件通过网络交换机发生给短信模块，短信模块再将所述重大警告事件发送给管理人员手机，同时切断动力电、停止输送烃泵17并关闭所有管道阀门。

综上所示，本发明的集装箱式LNG加气装置及站控方法的有益效果是：将LNG储罐及加气设施集成于集装箱内，解决了加气装置暴露于外所存在的安全隐患；还解决了LNG远距离运输定点加气的问题，能在某些特殊场合无需永久式加气装置实施（临时加气）的需要；实现了加气站的无人值守，当司机到站上加液时，首先进行司机的身份识别，识别通过后便能实现自助加油，此过程自动保证加气工序及安全；还实现了实时监测LNG储罐内的压力与温度，当压力、温度低于一定值时，自动实现增压、增温；当需要卸车时，卸车必须由相应权限的用户通过验证才能操作，在取得操作权限以后，可开启卸车管理气动阀门、系统自动检测卸车流量计温度，泵温度等，当完成预冷等准备工作后，会通过指示灯提示司机可以开始卸车，站控系统会监视整个卸车过程，发现异常会报警提示司机，当储罐液位达到预设值（储罐满限的95%）时会提示司机停止操作流程，保障了卸车过程的正常执行及安全；还实现了无人值守LNG加气站站控系统在运行状态时，实时监视全站各仪器仪表数据，根据各实时值与系统预设值做比较等计算，当偏离正常值时PLC控制器做相应报警提示，并对报警信息进行分级，针对不同级别的报警信息，选用不同的应对策略，提高处理警情的效率同时保障了无人值守加气站的安全。

本发明的本发明的集装箱式LNG加气装置，具有如下功能：

1、3G智能网关的应用，将现场的报警信息实时的发送到维护人员的手机上，极大的提高了维护操作的效率，降低风险；同时，该智能网关具有VPN功能，与第三方桌面协助软件配合，实现远程监控和操作。同时实现了在移动客户端，如手机、平板上的监控及操作。

2、报警分级控制，保持安全性的同时，使站的运行更高效，系统自动根据当前的状况和报警信息，自动恢复一般故障，让加液过程不再因为各种不必要的故障而到控制室进行复位操作。

针对重大故障，比如燃气泄漏，急停按钮按下等情况，采取了切断电力设备电源，但保留了控制及监控系统的供电，防止了由于UPS供电能力的限制而导致监控系统失效的情况。

3、智能加液，车载钢瓶高低压识别，自动切换充装压力；可以根据车载钢瓶的压力等级选择加液机充装的压力，PLC系统实现了恒压加液。降低了加液时间，提高了设备的利用率，。

4、储罐自动调饱和，系统预设了储罐正常工作需要的压力及温度范围，当储罐压力或者温度低于此范围时，PLC控制系统会自动启动增压或者增温功能，当压力或者温度满足要求后自动切换到待机状态，保证储罐处于最佳加气状态；

5、卸车操作专用操作平台，操作方便，为了实现卸车由槽车司机自助卸车，为此，简化了卸车流程，针对不同的槽车需要采取不同的卸车方式，增加卸车操作权限，相应的槽车司机有自己的操作权限，连接好管路后，只需要简单的按键操作，即可完成卸车；

6、泵池雷达液位计的使用，与温度变送器一起，全方位保护低温潜液泵，同时在控制方面，采取了新的控制思路，避免了以前的系统中经常等待预冷的问题，在保证泵有一个良好的运行环境的前提下，也实现了来车既能加液的功能；

7、深度开发上位机软件，自动生成历史数据报表、故障报表、历史趋势曲线等，通过无线网关能同时将加气站工艺数据及交易数据发送至中心服务器，用户通过web页面即可访问并下载。

8、充分使用3G无线网关的VPN功能，实现了PLC、触摸屏程序的远程下载，及维护，让加气站的后期维护不再繁琐，远程即可实现故障排查和程序升级。

9、增加了PLC与加液机的通讯功能，PLC能将加液机内的实际数据通过上位机或者触摸屏显示，也可供远程监控，同时，在上位机和触摸屏上实时显示加液机的故障代码，根据故障代码可以快速的查询停机原因并排除，极大了提高了加液效率。

10、新增司机警惕装置，在加液或者卸车过程中，放弃了以前的按键后就不管的控制方式，为了保证过程的安全，加液过程中司机需要在每60秒内，按一次加液键，加液过过程才不会停止，否则，将会停止加液。卸车过程中，如果使用橇上的泵卸车，司机需要每3分钟，按一次启动键，否则，将会停机卸车。而且，倒计时时间都会通过触摸屏显示出来。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.集装箱式LNG加气装置，其特征在于：它包括集装箱（1），所述集装箱（1）内设有安放储罐（8）的储罐区，所述集装箱（1）的两端分别设为操作区和控制室（6），所述操作区内设有加气设备、卸车设备以及LNG管路系统，所述LNG管路系统将加气设备与卸车设备连接至储罐（8）；所述控制室（6）内设有监控仪器，所述LNG管路系统上的仪表及管道阀门连接监控仪器并由其控制。

2.如权利要求1所述的集装箱式LNG加气装置，其特征在于：所述操作区内设有位于集装箱（1）端面的加气区域和位于集装箱（1）侧面的卸车区域；所述加气区域内设有加液机（16），所述加液机（16）上配置有相应的加气枪口、回气枪口和插枪口；所述卸车区域内配置有对应的气相管路、卸车管路和增压管路。

3.如权利要求1或2所述的集装箱式LNG加气装置，其特征在于：所述LNG管路系统包括加气管路（5）、卸车管路和放散管路，所述加气管路（5） 连接操作区内的加液机（16），所述加液机（16）通过气、液相管连接储罐（8）；所述卸车管路包括气相管路、卸车管路和增压管路，所述气相管路连接于储罐（8）上，所述卸车管路连接于输送烃泵（17）上，所述输送烃泵（17）通过对应的气、液相管连接于储罐（8），所述增压管路上设有增压器（10），所述增压器（10）和输送烃泵（17）分别连接加液机（16）的液相管；所述放散管路上设有EAG加热器（9），所述EAG加热器（9）的进口分别连接储罐（8）、各条气液相管以及任意两阀门之间的管路，所述EAG加热器（9）连接至放散管（3）。

4.如权利要求3所述的集装箱式LNG加气装置，其特征在于：所述EAG加热器（9）置于储罐区内的储罐（8）上方，所述增压器（10）置于储罐区内的储罐（8）下方，所述放散管（3）从操作区内伸出集装箱（1）外；所述LNG管路系统中的管路均设于操作区内的管架（13）上，所述LNG管路系统中的阀门均设于操作区内的电磁阀总架（12）上，在所述集装箱（1）的四角上方设有摄像头。

5.如权利要求1或2或4所述的集装箱式LNG加气装置，其特征在于：所述控制室（6）内设置的监控仪器，包括网络交换机、显示屏、输入终端、短信发送模块、用户身份识别装置、存储器、计算机及控制器；其中显示屏、输入终端、摄像头、短信发送模块、存储器、计算机及控制器均与网络交换机具有信号连接；用户身份识别装置与控制器具有信号连接；控制器还与集装箱（1）的仪表及管道阀门具有信号连接。

6.一种权利要求5所述的集装箱式LNG加气装置的站控方法，其特征在于：当进行加气时，通过以下步骤实现：

步骤a1：用户身份识别装置识别用户身份，识别成功后进入加液过程；

步骤a2：检测集装箱（1）中储罐（8）内的液位是否高于最低位，若是则提示用户可以进行加液并进行步骤a3；否则在显示屏上提示用户液位低并退出加液过程；

步骤a3：检测输送烃泵（17）的温度是否低于设定值，若是则进行步骤a4，重复执行本步骤；

步骤a4：检测加液按钮是否被触发，若是则打开加气管道阀门；判断用户选择的泵控制方式是否为恒压控制，若是则按照设定的液体输出压力控制输送烃泵（17）加液，否则按照设定的转速控制输送烃泵（17）加液；同时检测输送烃泵（17）是否出现故障，若是则关闭加气管道阀门并控制输送烃泵（17）停止加液；否则执行步骤a5；

步骤a5：检测停止加液条件是否被触发，为检测停止加液按钮是否被触发，或者为检测加液量达到用户设定值；若是则关闭加气管道阀门并控制输送烃泵（17）停止加液。

7.如权利要求5或6所述的集装箱式LNG加气装置的站控方法，其特征在于：当进行卸车时，通过以下步骤实现：

步骤b1：检测卸车按钮是否被按下，若是则用户身份识别装置识别用户身份，识别成功后进入卸车过程；

步骤b2：提示用户选择卸车方式并接收用户选择的卸车方式，所述卸车方式包括泵橇卸车方式、自增压卸车方式及槽车泵卸车方式；

步骤b3：打开卸车入口阀；

步骤b4：平衡槽车储液罐与集装箱（1）中储罐（8）内的压力；

步骤b5：对槽车储液罐进行加压；

步骤b6：检测输送烃泵（17）的温度是否低于设定值，若是则进行步骤b7，否则重复执行本步骤；

步骤b7：开始卸车，并监测集装箱（1）中储罐（8）内的液位，若液位超过液位高限，则提示用户卸车满；

步骤b8：检测用户是否按下停止卸车按钮，若是则停止卸车；否则监测集装箱（1）中储罐（8）的液位是否超过液位高高限，若是则停止卸车，否则重复本步骤。

8.如权利要求7所述的集装箱式LNG加气装置的站控方法，其特征在于：当进行集装箱（1）中储罐（8）自动调压时，通过以下步骤实现：

步骤c1：检测系统待机时间是否大于一定时间，若是则检测储罐（8）内的压力是否低于设定最小值，若是则通过计算机询问集装箱（1）工作人员是否加压，若集装箱（1）工作人员通过计算机确认加压则开启增压阀进行增压；

步骤c2：监控储罐（8）内的压力是否达到预设值，若是则结束增压并关闭增压阀；同时监控加压时间是否超时，若是则结束增压并关闭增压阀；若储罐（8）内的压力没有达到预设值且加压时间也未超时则重复本步骤。

9.如权利要求8所述的集装箱式LNG加气装置的站控方法，其特征在于：当进行集装箱（1）中储罐（8）自动调温时，通过以下步骤实现：

步骤d1：检测监控仪器的待机时间是否大于一定时间，若是则检测储罐（8）内的温度是否低于设定最小值，若是则通过计算机询问集装箱（1）工作人员是否增温，若集装箱（1）工作人员通过计算机确认增温则开启增温阀、开启输送烃泵（17）进行增温；

步骤d2：监控输送烃泵（17）是否出现故障，若没有故障则执行步骤d3，否则结束增温并关闭增温阀与输送烃泵（17）；

步骤d3：监控储罐（8）内的温度是否达到预设值，若是则结束增温并关闭增温阀与输送烃泵（17）；同时监控增温时间是否超时，若是则结束增温并关闭增温阀与输送烃泵（17）；若储罐（8）内的温度没有达到预设值且增温时间也未超时则重复本步骤。

10.如权利要求5至9之一所述的集装箱式LNG加气装置的站控方法，其特征在于：当进行故障处理时，控制器采集集装箱（1）内各仪表上传的参数，将所述参数分别与其预设值进行比较，当仪表上传的参数偏离正常的预设值后，控制器做相应的报警提示；其中报警提示的方式分为两类，其中一类用于提示一般性警告事件，其步骤为使第一类报警灯闪烁并执行相应保护动作；另一类用于提示重大警告事件，其步骤为控制器将所示重大警告事件通过网络交换机发生给短信模块，短信模块再将所述重大警告事件发送给管理人员手机，同时切断动力电、停止输送烃泵（17）并关闭所有管道阀门。