CN105090740B - 一种液化天然气槽车高效卸车的装置及应用 - Google Patents

Abstract

一种液化天然气槽车高效卸车的装置，本发明具有能够降低LNG气化率，无浪费，LNG槽车卸车方便的优点。

Description

一种液化天然气槽车高效卸车的装置及应用

技术领域

本发明属于一种液化天然气槽车卸车的装置，具体涉及一种LNG(液化天然气)和CNG(压缩天然气)合建站的LNG(液化天然气)槽车卸车装置及应用。

背景技术

随着国家大力推进清洁能源建设，LNG(液化天然气)汽车数量不断增多，带动了整个加气站行业的快速发展，目前LNG(液化天然气)加气站的卸车方式有两种：潜液泵卸车和自增压卸车。两种卸车方式的特点见下表。

两种卸车方法对比

就目前两种卸车方式而言，加气站实际运行中多采用自增压卸车。LNG(液化天然气)和CNG(压缩天然气)合建站中，CNG(压缩天然气)拖车卸车终了压力在2.0MPa左右，拖车中仍有一部分天然气未被利用，造成浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种在液化天然气和压缩天然气合建站中，当液化天然气槽车卸车时，能够有效降低LNG(液化天然气)气化量，减少浪费，并且方便可行的液化天然气槽车高效卸车的装置及应用。

本发明给出了一种能够有效减少LNG(液化天然气)气化量的增压卸车方式，同时卸车过程中减少了潜液泵频繁启动，延长了潜液泵的使用寿命，弥补了现有两种卸车方式的不足。

本发明的卸车装置，它包括压缩机4、空温器7、第一换热器6、第二换热器24、LNG(液化天然气)储罐11、软管、减压阀、截止阀和管道，其特征在于CNG(压缩天然气)主管道17一端连接有第1软管2，另一端依次经过第1截止阀3、减压阀5、第1止回阀8和第二换热器24的气相进口连接，第二换热器24的第一气相出口经过第5止回阀23与第二换热器24的第二气相出口汇合后，再与第2软管14连接；第4软管19经过第4截止阀20、第4止回阀21最终与第二换热器24的液相进口相连；在第1止回阀8和第二换热器24之间管道与来自第一换热器6的增压后气体出口通过第2止回阀9连接；LNG(液化天然气)储罐11的气相出口通过第2截止阀10与第一换热器6的低温气体进口相连接，第一换热器6的低温气体出口与空温器7的进口相连接，空温器7的出口与压缩机4的进口相连接，压缩机4的出口与第一换热器6增压后气体入口相连接，LNG(液化天然气)储罐进口管道18一端依次通过第3止回阀13和第3截止阀12与LNG(液化天然气)储罐11的进口连接，另一端与第3软管15连接。

本发明卸车装置的应用，包括如下步骤：

(1)将CNG(压缩天然气)拖车1与第1软管2连接、第2软管14与LNG(液化天然气)槽车16气相进口连接，第4软管19与LNG(液化天然气)槽车16自增压出液口连接，第3软管15与LNG(液化天然气)槽车16液相出口连接，做好卸车准备；

(2)当LNG(液化天然气)储罐11的压力高于0.5MPa时，关闭第1截止阀3，打开第2截止阀10、第3截止阀12和第4截止阀20，LNG(液化天然气)储罐11中的BOG(闪蒸汽)气体通过管路经第一换热器6、空温器7进入到压缩机4，经压缩机4增压后再次进入第一换热器6与BOG(闪蒸汽)气体换热后，压缩天然气温度随之降低，之后进入到第二换热器24中，在第二换热器24中与从LNG槽车(16)自增压出液口流入的LNG(液化天然气)液体进行换热，压缩天然气温度进一步降低，随后与换热气化后的天然气气体汇合，通过第2软管14进入LNG(液化天然气)槽车16中，为LNG(液化天然气)槽车16增压，从而将槽车中的LNG(液化天然气)卸入到LNG(液化天然气)储罐11中；

(3)当LNG(液化天然气)储罐11中的压力低于0.3MPa时，关闭第2截止阀10，打开第1截止阀3，和第3截止阀12，此时利用CNG(压缩天然气)拖车1中的余气压力，将CNG(压缩天然气)拖车1中的CNG(压缩天然气)直接进入到LNG(液化天然气)槽车16中为LNG(液化天然气)槽车增压，将LNG(液化天然气)槽车16中的LNG(液化天然气)卸入到LNG(液化天然气)储罐11，完成卸车过程。

上述卸车步骤中，当LNG(液化天然气)储罐的压力低于0.3MPa时，切换到步骤(3)进行卸车；当LNG(液化天然气)储罐中的压力高于0.5MPa时，系统自动切换到步骤(2)进行卸车。上述两种情形的切换由自控系统实现。

本发明涉及的卸车装置是一套带有压缩机、空温器、换热器、减压阀、截止阀、止回阀、CNG(压缩天然气)拖车、LNG(液化天然气)槽车、LNG(液化天然气)储罐的卸车系统，它最大的好处是利用储罐中的BOG(闪蒸气)气体和CNG(压缩天然气)拖车中的余气，实现给LNG(液化天然气)槽车增压，完成卸车。减少了传统的自增压卸车方式的LNG(液化天然气)气化量。本发明设置的第一换热器(6)，对LNG(液化天然气)储罐BOG(闪蒸气)气体的冷量进行了回收利用。设置的第二换热器(24)，保证了进入气相增压口的天然气气体温度足够低，当其进入槽车(16)中，不会因对流换热造成槽车内部液体翻滚，避免了大量LNG(液化天然气)液体气化后，造成槽车内部压力过大，降低了操作危险。

本卸车方式弥补了现有自增压卸车方式的不足，如果忽略LNG(液化天然气)槽车运输过程的气化和放散，采用此卸车方法，一个55m³的LNG(液化天然气)槽车，充满液体时重量约为23.7t。当卸车结束时，槽车压力约为0.5MPa，约需要440kg的LNG(液化天然气)气化，占充装量的1.86％。采用改进的卸车方式，最多需要191kg的LNG(液化天然气)气化，占比0.81％。因此每车可以多销售249kg液化天然气，卸车率可以增加1.05％，即每车可以增加利润1.05％。若按目前加气站售气价4.1元/kg计算，每槽车LNG(液化天然气)可以多售1020元，加气站每天销售2槽车LNG(液化天然气)计，一天可以增加利润2040，加气站每年营业天数按350天计算，加气站一年可以增加71.4万元的利润，采用此卸车方法可以给加气站带来巨大的经济效益。若考虑LNG(液化天然气)储罐中BOG气体用于槽车的增压，采用此方法使得LNG(液化天然气)加气站增加的利润更多。

本发明专利具有以下优点：

1、减少了LNG(液化天然气)卸车过程中LNG(液化天然气)的气化率；

2、减少了LNG(液化天然气)储罐中BOG气体的放散；

3、充分利用CNG(压缩天然气)拖车中的低压气体；

4、对LNG(液化天然气)储罐中的冷量充分利用，达到节能的目的；

5、利用LNG(液化天然气)液体对进入槽车的天然气降温，大大提高了操作安全性。

附图说明：

图1为本发明装置结构示意图；

图2是本发明装置使用时示意图。

1是CNG压缩天然气拖车，2是第1软管，3是第1截止阀，4是压缩机，5是减压阀，6是第一换热器，7是空温器，8是第1止回阀，9是第2止回阀，10是第2截止阀，11是LNG储罐，12是第3截止阀，13是第3止回阀，14是第2软管，15是第3软管，16是LNG(液化天然气)槽车，17是CNG主管道，18是LNG储罐进口管道，19是第4软管，20是第4截止阀，21是第4止回阀，22是第6止回阀，23是第5止回阀，24是第二换热器。

具体实施方式

为了使本发明专利所解决的技术问题，带来的经济效益更加直观，以下结合附图，对本发明专利做进一步说明。

本发明的卸车装置，它包括压缩机4、空温器7、第一换热器6、第二换热器24、LNG(液化天然气)储罐11、软管、减压阀、截止阀和管道，其特征在于CNG(压缩天然气)主管道17一端连接有第1软管2，另一端依次经过第1截止阀3、减压阀5、第1止回阀8和第二换热器24的气相进口连接，第二换热器24的第一气相出口经过第5止回阀23与第二换热器24的第二气相出口汇合后，再与第2软管14连接；第4软管19经过第4截止阀20、第4止回阀21最终与第二换热器24的液相进口相连；在第1止回阀8和第二换热器24之间管道与来自第一换热器6的增压后气体出口通过第2止回阀9连接；LNG(液化天然气)储罐11的气相出口通过第2截止阀10与第一换热器6的低温气体进口相连接，第一换热器6的低温气体出口与空温器7的进口相连接，空温器7的出口与压缩机4的进口相连接，压缩机4的出口与第一换热器6增压后气体入口相连接，LNG(液化天然气)储罐进口管道18一端依次通过第3止回阀13和第3截止阀12与LNG(液化天然气)储罐11的进口连接，另一端与第3软管15连接。

如图2所示，当CNG(压缩天然气)拖车在卸车结束时，CNG(压缩天然气)拖车仍约有压力为2MPa的天然气在拖车中，此压力下拖车中的天然气无法进行利用，造成浪费。环境空气与LNG(液化天然气)储罐的传热，会使得LNG(液化天然气)储罐的压力升高，通常会对储罐中气化的天然气通过天然气回收装置进行回收利用或者达到一定压力进行放散来降低储罐的压力，前一种方式造成冷量的浪费，后一种方式造成冷量和能源的浪费。采用自增压的卸车方式，易造成冷量的浪费，使得气化量增加，降低了有效的卸车量。

本发明卸车装置的应用，包括如下步骤：

(1)将CNG(压缩天然气)拖车1与第1软管2连接、第2软管14与LNG(液化天然气)槽车16气相进口连接，第4软管19与LNG(液化天然气)槽车16自增压出液口连接，第3软管15与LNG(液化天然气)槽车16液相出口连接，做好卸车准备；

(2)当LNG(液化天然气)储罐11的压力高于0.5MPa时，关闭第1截止阀3，打开第2截止阀10、第3截止阀12和第4截止阀20，LNG(液化天然气)储罐11中的BOG(闪蒸汽)气体通过管路经第一换热器6、空温器7，进入到压缩机4，经压缩机4增压后再次进入第一换热器6与BOG(闪蒸汽)气体换热后，压缩天然气温度随之降低，之后进入到第二换热器24中，在第二换热器24中与从LNG(液化天然气)槽车16自增压出液口流入的LNG(液化天然气)液体进行换热，压缩天然气温度进一步降低，随后与换热气化后的天然气气体汇合，通过第2软管14进入LNG(液化天然气)槽车16中，为LNG(液化天然气)槽车16增压，从而将槽车中的LNG(液化天然气)卸入到LNG(液化天然气)储罐11中；

(3)当LNG(液化天然气)储罐11中的压力低于0.3MPa时，关闭第2截止阀10，打开第1截止阀3，和第3截止阀12，此时利用CNG(压缩天然气)拖车1中的余气压力，将CNG(压缩天然气)拖车1中的CNG(压缩天然气)直接进入到LNG(液化天然气)槽车16中为LNG(液化天然气)槽车增压，将LNG(液化天然气)槽车16中的LNG(液化天然气)卸入到LNG(液化天然气)储罐11，完成卸车过程。

上述卸车步骤中，当LNG(液化天然气)储罐的压力低于0.3MPa时，切换到步骤(3)进行卸车；当LNG(液化天然气)储罐中的压力高于0.5MPa时，系统自动切换到步骤(2)进行卸车。上述两种情形的切换由自控系统实现。

卸车的气源不局限于储罐中的气体和CNG(压缩天然气)拖车中的气体，还可以是管道来气等方式，根据管道来气压力由自控系统判断是否通过压缩机增压卸车。此方法不局限于LNG(液化天然气)的卸车，还适应于液氧、液氮等低温液体的卸车。

Claims (3)

1.一种液化天然气槽车高效卸车的装置，它包括压缩机(4)、空温器(7)、第一换热器(6)、第二换热器(24)、LNG储罐(11)、软管、减压阀、截止阀和管道，其特征在于CNG主管道(17)一端连接有第1软管(2)、另一端依次经过第1截止阀(3)、减压阀(5)、第1止回阀(8)和第二换热器(24)的气相进口连接，第二换热器(24)的第一气相出口经过第5止回阀(23)与第二换热器(24)的第二气相出口汇合后，再与第2软管(14)连接；第4软管(19)经过第4截止阀(20)、第4止回阀(21)最终与第二换热器(24)的液相进口相连；在第1止回阀(8)和第二换热器(24)之间管道与来自第一换热器(6)的增压后气体出口通过第2止回阀(9)连接；LNG储罐(11)的气相出口通过第2截止阀(10)与第一换热器(6)的低温气体进口相连接，第一换热器(6)的低温气体出口与空温器(7)的进口相连接，空温器(7)的出口与压缩机(4)的进口相连接，压缩机(4)的出口与第一换热器(6)增压后气体入口相连接，LNG储罐进口管道(18)一端依次通过第3止回阀(13)和第3截止阀(12)与LNG储罐(11)的进口连接，另一端与第3软管(15)连接。

2.如权利要求1所述的一种液化天然气槽车高效卸车的装置的应用，其特征在于包括如下步骤：

(1)将CNG拖车(1)与第1软管(2)连接、第2软管(14)与LNG槽车(16)气相进口连接，第4软管(19)与LNG槽车(16)自增压出液口连接，第3软管(15)与LNG槽车(16)液相出口连接，做好卸车准备；

(2)当LNG储罐(11)的压力高于0.5MPa时，关闭第1截止阀(3)，打开第2截止阀(10)、第3截止阀(12)和第4截止阀(20)，LNG(液化天然气)储罐(11)中的闪蒸汽气体通过管路经第一换热器(6)、空温器(7)进入到压缩机(4)，经压缩机(4)增压后再次进入第一换热器(6)与闪蒸汽气体换热后，压缩天然气温度随之降低，之后进入到第二换热器(24)中，在第二换热器(24)中与从LNG槽车(16)自增压出液口流入的LNG液体进行换热，压缩天然气温度进一步降低，随后与换热汽化后的天然气气体汇合，通过第2软管(14)进入LNG槽车(16)中，为LNG槽车(16)增压，从而将槽车中的LNG(液化天然气)卸入到LNG储罐(11)中；

(3)当LNG储罐(11)中的压力低于0.3MPa时，关闭第2截止阀(10)，打开第1截止阀(3)，和第3截止阀(12)，此时利用CNG拖车(1)中的余气压力，将CNG拖车(1)中的CNG直接进入到LNG槽车(16)中为LNG槽车增压，将LNG槽车(16)中的LNG卸入到LNG储罐(11)，完成卸车过程。

3.如权利要求2所述的一种液化天然气槽车高效卸车的装置的应用，其特征在于当LNG储罐的压力低于0.3MPa时，切换到步骤(3)进行卸车；当LNG储罐中的压力高于0.5MPa时，切换到步骤(2)进行卸车，两种情形的切换由自控系统实现。