CN104819378B - 液化天然气汽车加液装置 - Google Patents
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Abstract
本发明给出一种多功能液化天然气汽车加液装置，本装置包括LNG潜液泵池、潜液泵、LNG空温式气化器、BOG EAG加热器、卸车流量计、LNGV加液机、PLC和工控计算机监控系统等设备，均合理地装置在同一底盘上，通过气动或手动切断阀、隔冷连接管线构成多种功能通道：实现自增压、潜液泵、或两者联合卸LNG槽车；系统调饱和；自增压、潜液泵为LNGV车载瓶加液和回收气；将LNG槽车残余及加液站排放的BOG，通过BOG EAG加热器升温，进入BOG回收储罐储存等功能。实现加液站高度自动化和智能化地储存、加液及BOG回收，达到方便、安全、经济、环保的效果，确保节能减排，避免环境污染。
Description
技术领域
本发明涉及资源与环境领域中的一种液化天然气汽车加液装置。
背景技术
液化天然气（LNG）是天然气经过脱水、除掉其中的重烃及酸性气体后，采用增压、节流、膨胀或外加冷量制冷，在3.0MPa下进入-180℃的冷箱内冷却，变成-138℃，0.35MPa的LNG，LNG体积缩小到气态的六百分之一，在压力0MPa，温度-161.48℃状态下密度：气态1.2—1.5kg/m3、液态430—460kg/m3，更加便利存储与运输。
LNG是高效、环保、方便的能源，已为世人共识。相对煤炭而言，每燃烧1.0吨LNG相当3.98—7.37吨煤所产生热值，可减排二氧化碳3.5吨。所以世人公认二十一世纪是天然气大发展的时代。
LNG在运营过程中，由于系统不可能绝对隔冷，在外界影响下、LNG会产生蒸汽（BOG），如果直接将超压的BOG排放到大气中，其产生的温室效应是二氧化碳的21倍；国外应用LNG比较早的国家，均已配备相应BOG回收设备：如将排放的BOG通过压缩、制冷再液化装置，再冷凝后的LNG返回LNG储罐储存；或压缩、气化注入低压管网作为居民生活用气。
我国LNG应用刚刚起步，现已投产的1000多座液化天然气汽车(LNGV)加液站内加液机、低温潜液泵及泵池、空温式汽化器、LNG储罐、自动检测控制系统等均各自分别采购、安装零散、占地面积大、且缺这少那、功能不全、安全性差。更甚是大部分LNGV加液站忽视了BOG回收利用，这就造成重大经济损失：据统计一座每天销售40吨LNGV加液站，每天排放超压的BOG量为280—340kg、损失金额达3300—4100元，一年的损失则达到百余万；而且其产生的温室效应则是二氧化碳的21倍，对周围环境的污染更严重，急待改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种功能齐全、体积小、可整体移动的液化天然气汽车加液装置。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种液化天然气汽车加液装置，包括含有LNG潜液泵池的潜液泵、LNG空温式气化器、BOG EAG加热器、LNGV加液机，以及与LNG储罐、槽车、回收BOG储罐连接的液、气接口；
LNGV加液机上设置有与LNGV车载储瓶连接的加液枪、回气枪；
上述设备间通过隔冷的LNG和BOG管路相互密封连接构成如下工作通道：
自增压卸车通道，LNG管路连接LNG槽车的液相增压接口、LNG空温式气化器、LNG储罐的进液接口，LNG槽车流出部分LNG经LNG空温式气化器升温，再进入LNG槽车，进入槽车为其增压，LNG槽车内与LNG储罐内形成压差，LNG槽车内的LNG即可通过自增压卸车通道输至LNG储罐内；
泵卸车通道，LNG管路依次连接LNG槽车的卸车接口、潜液泵和LNG储罐的进液接口，从LNG槽车卸车接口流出的LNG、经过潜液泵增压，通过LNG储罐进液接口输至LNG储罐内；
调饱和通道，LNG管路连接LNG储罐的出液接口、潜液泵和LNG空温式气化器；LNG储罐内的LNG，从LNG储罐出液接口进入、经过潜液泵增压、LNG空温式气化器升温，再返回LNG储罐内，循环达到饱和状态；
加液回气通道，LNG管路连接LNG储罐出液接口、潜液泵、加液机的加液枪，LNG储罐内的LNG从LNG储罐出液接口，经过潜液泵增压输入加液机，加液机通过加液枪将LNG输入LNGV车载储瓶内；BOG管路连接加液机回气枪、BOG EAG加热器和BOG储罐的进气接口，LNGV车载储瓶内BOG则可通过加液机回气枪，经BOG EAG加热器后进入BOG储罐内存储；
回收B0G通道，BOG管路连接放散接口、BOG EAG加热器、BOG储罐的进气接口，LNG储罐的出气孔处设有压力调节阀，在LNG储罐内的压力大于压力调节阀的预定值后，LNG储罐内释放的BOG通过放散接口经过BOG EAG加热器后进入BOG储罐内存储。
为了更清楚的理解本发明的技术内容，以下将本液化天然气汽车加液装置简称为本装置。
本装置利用自增压卸车通道可以将LNG槽车内的LNG送入至LNG储罐内储存，利用LNG空温式气化器将LNG升压，使LNG槽车与LNG储罐之间形成一定的压差后，最终通过LNG储罐进液口输出至LNG储罐内储存。
本装置利用潜液泵卸车通道，也可将LNG槽车内的LNG经过潜液泵加压输出至LNG储罐内储存。由于部分LNGV的车载LNG储瓶不带增压器，而加注到车载LNGV储瓶中的液体必须是饱和状态的，为此在给LNGV汽车加液之前，首先对LNG储罐中的LNG进行调饱和后方可给汽车加液，本液化天然气汽车加液装置可以利用调饱和通道，将LNG储罐内的调饱和状态的LNG加注至LNGV的车载LNG储瓶内。
本装置的加液回气通道利用潜液泵和加液机对LNGV车载储瓶进行加液过程中，同时回收的车载LNG储瓶内的BOG，通过加液机的回气枪、BOG EAG加热器预热，回收至BOG储罐中。
LNG储罐日蒸发率大约为0．15％，所产生的BOG如果超过储罐设定工作压力、不及时排出，将造成LNG储罐安全阀自动开启放空，污染环境。故LNG储罐的出气接口处设有压力调节阀，当储罐内BOG压力达到压力调节阀设定时，压力调节阀自动开启，排放的BOG经BOGEAG加热器预热后，进入BOG回收罐存储，BOG储罐回收的BOG，在冬季可作为热水锅炉或水浴式NG加热器的燃料，夏季可进入城市管网补充居民生活用气。
采用这样的结构后，本装置可以根据不同要求和不同的环境灵活完成LNG槽车卸车、LNG储罐调饱和、LNGV加液、排放的BOG回收等作业，并且实现本装置的占用空间小、结构紧凑、布局合理、功能齐全的优点，执行各项运营功能的同时，并能节能减排。
本装置LNG潜液泵的泵池设有出气接口，泵池出气接口通过BOG管路与LNG储罐的进气接口连接，泵池出气接口处设有安全阀。
采用这样的结构后，泵池内的潜液泵工作过程中产生的BOG可以直接通过与LNG储罐的气相管路进入储罐调压，超压时并可经过LNG储罐压力调节阀排放的BOG，并经BOG EAG加热器进入BOG储罐中回收。
本装置的LNG潜液泵进口和出口处均安装有单向止回阀；采用这样的结构后，以防LNG回流。
本装置的LNG槽车卸车接口与LNG储罐进液接口对称布置；采用这样的结构后，方便安装，减小了管道长度，由于是对称结构，也减少了管道中弯头的使用，减少本装置工作中能耗，降低运行费用。
附图说明
图1是本装置实施例的结构示意图。
图2是图1左视图。
图3是图1右视图。
图4是图1俯视示意图。
具体实施方式
如图1至4所示
本装置包括包含潜液泵池的潜液泵1、LNG空温式气化器2、BOG EAG加热器3、LNGV加液机7、控制系统，以及与LNG储罐、槽车、回收BOG储罐连接的液、气接口，上述液、气接口分别是：
用于与LNG储罐连接的进气接口41、出液接口42、进液接口43；
用于与槽车连接的进气接口51（出气接口与进气接口公用一个接口）、液相增压接口52、卸车接口53；
用于与BOG EAG加热器3与LNG储罐连接的放散接口63，用于与BOG储罐连接的进气接口61。
LNGV加液机7上设置有与LNGV车载储瓶连接的加液枪、回气枪，LNGV加液机7还安装有LNG流量计，LNG流量计计量出输入的LNG量，并在控制面板上显示质量（或体积数）和价格。
上述设备与接口之间通过隔冷的LNG和BOG管路相互密封连接构成如下工作通道：
自增压卸车通道，LNG管路连接LNG槽车液相增压接口52、LNG空温式气化器2、LNG储罐进液接口43，用于LNG槽车自增压向站内储罐卸液，则将LNG槽车出气孔与本装置用于与槽车连接的进气接口51相连，将LNG槽车排液孔与本装置用于与槽车连接的液相增压接口52相连，槽车输出的LNG，经过LNG空温式气化器2汽化增压返回LNG槽车，在其压力高于站内LNG储罐压力时，LNG槽车内LNG即可通过与LNG储罐相连管线流入LNG储罐存储，并由卸车流量计显示其卸车LNG量。
泵卸车通道，LNG管路依次连接LNG槽车的卸车接口53、潜液泵1和LNG储罐的进液接口43，从LNG槽车卸车接口53流出的LNG、经过潜液泵1增压，通过LNG储罐进液接口43输至LNG储罐内。
LNG槽车自增压卸车时，可同时为LNGV车载储瓶加液；LNG槽车还可与LNG潜液泵池相连，通过LNG潜液泵1增压后的LNG，开启与LNG储罐相连控制阀，可进入LNG储罐存储；或同时开启与LNG空温式气化器2相连的控制阀、即可汽化、增压返回LNG槽车，在两种功能共同作用下，加快LNG卸车速度。
调饱和通道，LNG管路连接LNG储罐的出液接口42、潜液泵1和LNG空温式气化器2；LNG储罐内的LNG，从LNG储罐出液接口42进入、经过潜液泵1增压、LNG空温式气化器2升温，再经LNG储罐的进液接口43返回LNG储罐内，几次循环达到饱和状态，以确保充入LNGV车载储瓶内LNG处于饱和状态：压强0.752MPa时，温度-130℃；压强0.956MPa时，温度-125℃。
加液回气通道，LNG管路连接LNG储罐出液接口42、潜液泵1、加液机7的加液枪，LNG储罐内的LNG从LNG储罐出液接口42，经过潜液泵1增压输入加液机7，加液机7通过加液枪将LNG输入LNGV车载储瓶内；BOG管路连接加液机7回气枪、BOG EAG加热器3和BOG储罐的进气接口61，LNGV车载储瓶内BOG则可通过加液机7回气枪，经BOG EAG加热器3后进入BOG储罐内存储。
回收B0G通道，BOG管路连接放散接口63、BOG EAG加热器3、BOG储罐的进气接口61，LNG储罐顶部出气孔设有压力调节阀，在LNG储罐内的压力大于压力调节阀的预定值后，LNG储罐内释放的BOG通过放散接口63经过BOG EAG加热器3后进入BOG储罐内存储。
本装置超压排放出BOG、LNG槽车残余BOG等、均可经过本装置BOG EAG加热器3加热，升温达到-20℃以上、即可进入BOG回收罐内存储。
本装置管路上设置的所有安全阀的排放管路均与BOG EAG加热器3加气管路相连，其开启排放的BOG均可经BOG EAG加热器3升温后、均进入BOG回收储罐储存。
上述各个通道中都设有安全阀，压力、温度传感器。
本装置的控制系统通过PLG和工控计算机监控系统实现系统自动化和智能化。达到安全、经济、环保的效果。可以控制LNG空温式气化器2、潜液泵1和加液机7的开启和关闭，并可实现LNG槽车自增压卸车、潜液泵1卸车及联合卸车、调饱和、LNGV车载储瓶加液回气、BOG回收等工序实施。
本装置的各个设备之间与管线之间相应部位均设有安全阀、气动、手动截止阀、压力温度传感器；可根据需要执行相应功能；设定的压力自动排出、回收BOG，以确保LNGV加液站正常营业，安全阀则确保储罐、管路工作时不至于超过设定压力、以保障设备安全。
本装置的所有设备可以设置在保护撬内，保护撬撬内还应设有低温泄漏、爆燃、消防、生产保护等安全监控、报警系统和应急保护等，PLC控制系统和工控计算机监控系统等置于同一撬上，实现高度自动化和智能化，达到安全、经济、环保的效果，确保加液站的储存能力和加注能力，并减少运行过程中的气体排放。
以上所述的仅是本发明的一种实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种液化天然气汽车加液装置，其特征在于：包括含有潜液泵池的潜液泵、LNG空温式气化器、BOG EAG加热器、LNGV加液机，以及与LNG储罐、槽车、回收BOG储罐连接的液、气接口；
LNGV加液机上设置有与LNGV车载储瓶连接的加液枪、回气枪；
上述设备间通过隔冷的LNG和BOG管路相互密封连接构成如下工作通道：
自增压卸车通道，LNG管路连接LNG槽车液相增压接口、LNG空温式气化器、LNG储罐进液接口，LNG槽车流出部分LNG经LNG空温式气化器升温，再进入LNG槽车，进入槽车为其增压，LNG槽车内与LNG储罐内形成压差，LNG槽车内的LNG即可通过自增压卸车通道输至LNG储罐内；
泵卸车通道，LNG管路依次连接LNG槽车的卸车接口、潜液泵和LNG储罐的进液接口，从LNG槽车的卸车接口流出的LNG、经过潜液泵增压，通过LNG储罐进液接口输至LNG储罐内；
调饱和通道，LNG管路连接LNG储罐的出液接口、潜液泵和LNG空温式气化器；LNG储罐内的LNG，从LNG储罐出液接口进入、经过潜液泵增压、LNG空温式气化器升温，再返回LNG储罐内，循环达到饱和状态；
加液回气通道，LNG管路连接LNG储罐出液接口、潜液泵、加液机的加液枪，LNG储罐内的LNG从LNG储罐出液接口，经过潜液泵增压输入加液机，加液机通过加液枪将LNG输入LNGV车载储瓶内；BOG管路连接加液机回气枪、BOG EAG加热器和BOG储罐的进气接口，LNGV车载储瓶内BOG则可通过加液机回气枪，经BOG EAG加热器后进入BOG储罐内存储；
回收B0G通道，BOG管路连接放散接口、BOG EAG加热器、BOG储罐的进气接口，LNG储罐的出气孔处设有压力调节阀，在LNG储罐内的压力大于压力调节阀的预定值后，LNG储罐内释放的BOG通过放散接口经过BOG EAG加热器后进入BOG储罐内存储。
2.根据权利要求1所述的液化天然气汽车加液装置，其特征是：LNG潜液泵的泵池设有出气接口，泵池出气接口通过BOG管路与LNG储罐的进气接口连接，泵池出气接口处设有安全阀。
3.根据权利要求1所述的液化天然气汽车加液装置，其特征是：LNG潜液泵泵池进液管和LNG潜液泵出液管处均安装有单向止回阀。
4.根据权利要求1所述的液化天然气汽车加液装置，其特征是：所述的LNG槽车卸车接口与LNG储罐进液接口对称布置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Liquefied natural gas (LNG) automobile liquid adding device Effective date of registration: 20170627 Granted publication date: 20170201 Pledgee: Bengbu financing guarantee Group Co.,Ltd. Pledgor: ANHUI HONG SHEN COMPRESSOR Co.,Ltd. Registration number: 2017340000105 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170201 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |