CN105953072A - 一种气体混合加注液化天然气加气机 - Google Patents

一种气体混合加注液化天然气加气机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种气体混合加注液化天然气加气机，包括液相接口、气相接口、加气口、回气口和预冷口，所述气体混合加注液化天然气加气机还设有混合器和压缩机；本发明的有益效果是：通过冷交换器、压缩机和混合器组成BOG回收装置，在加气过程中气瓶中被抽出的BOG和储罐中一部分的BOG重新变成液体加入到气瓶中，避免了加气过程中的BOG排放，提高了液化天然气的利用率，提高了资源利用率和经济经济效益。

Description

一种气体混合加注液化天然气加气机
技术领域
本发明属于液化天然气加气机，尤其涉及一种气体混合加注液化天然气加气机。
背景技术
加气机是经加气泵增压、计量给汽车加注液化天然气（LNG）的设备。当汽车的天然气气瓶压力低较时，经加气泵增压的液化天然气可以顺利地加注到汽车的天然气瓶中。当汽车的天然气瓶压力较高时将使加气困难，这时就协议在加气前排放掉天然气瓶中的部分气化的LNG（BOG气体），这样不仅造成资源的浪费，而且污染环境。因此对这种加气方式的改进成为市场的需求。
发明内容
本发明的目的是提出一种气体混合加注液化天然气加气机的技术方案，避免汽车加注液化天然气时排放BOG气体。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种气体混合加注液化天然气加气机，包括液相接口、气相接口、加气口、回气口和预冷口，所述液相接口连接一只加液流量计，所述加液流量计的出口通过一只加液阀连接所述加气口，所述加液流量计的出口还通过一只预冷阀连接所述气相接口，所述回气口连接一只回气止回阀，所述回气止回阀连接一只回气流量计，所述回气流量计连接所述气相接口，所述预冷口通过一只预冷止回阀连接所述气相接口；所述气体混合加注液化天然气加气机还设有混合器和压缩机，所述混合器设有气体输入口、液体输入口和输出口；所述加液阀通过所述混合器连接所述加气口，所述加液阀连接所述混合器的液体输入口，所述混合器的输出口连接所述加气口；所述压缩机的输入口通过一只回气阀连接所述回气止回阀的出口和回气流量计，所述压缩机的输出口连接所述混合器的气体输入口。
更进一步，所述压缩机通过一个冷交换器连接所述回气阀和混合器；所述冷交换器设有输入介质入口、输入介质出口、输出介质入口、输出介质出口，所述输入介质入口连接所述回气阀和回气流量计，所述输入介质出口连接所述压缩机的输入口，所述输出介质入口连接所述压缩机的输出口，所述输出介质出口连接所述混合器的气体输入口。
更进一步，所述冷交换器是一台流经输入介质入口和输入介质出口的介质与流经输出介质入口和输出介质出口的介质进行热量交换的热交换器。
更进一步，所述加液阀、预冷阀、回气阀是气动调节阀。
更进一步，所述混合器的液体输入口设有压力变送器。
更进一步，所述混合器是将气体输入口输入的介质与液体输入口输入的介质混合后由输出口输出的装置；所述混合器设有液体输入腔和混合腔，在所述液体输入腔和混合腔之间设有混合喉管，所述液体输入口连接所述液体输入腔，所述气体输入口连接一只朝向所述混合喉管的气体喷嘴，所述输出口连接所述混合腔。
本发明的有益效果是：通过冷交换器、压缩机和混合器组成BOG回收装置，在加气过程中气瓶中被抽出的BOG和储罐中一部分的BOG重新变成液体加入到气瓶中，避免了加气过程中的BOG排放，提高了液化天然气的利用率，提高了资源利用率和经济经济效益。
下面结合附图和实施例对本发明作一详细描述。
附图说明
图1是本发明结构原理图；
图2是本发明混合器结构图；
图3是本发明对加液流量计进行预冷的示意图；
图4是本发明对加气管路进行预冷的示意图；
图5是本发明加气过程示意图；
图6是本发明吹扫过程示意图。
具体实施方式
如图1、图2，一种气体混合加注液化天然气加气机，包括液相接口1、气相接口17、加气口7、回气口11和预冷口12，所述液相接口连接一只加液流量计3，所述加液流量计的出口通过一只加液阀4连接所述加气口，所述加液流量计的出口还通过一只预冷阀16连接所述气相接口，所述回气口11连接一只回气止回阀10，所述回气止回阀连接一只回气流量计14，所述回气流量计连接所述气相接口，所述预冷口通过一只预冷止回阀13连接所述气相接口；所述气体混合加注液化天然气加气机还设有混合器6和压缩机9，所述混合器设有气体输入口6a、液体输入口6b和输出口6c；所述加液阀通过所述混合器连接所述加气口，所述加液阀连接所述混合器的液体输入口，所述混合器的输出口连接所述加气口；所述压缩机的输入口通过一只回气阀15连接所述回气止回阀的出口和回气流量计，所述压缩机的输出口连接所述混合器的气体输入口。
所述压缩机通过一个冷交换器8连接所述回气阀和混合器；所述冷交换器设有输入介质入口8a、输入介质出口8b、输出介质入口8c、输出介质出口8d，所述输入介质入口连接所述回气阀和回气流量计，所述输入介质出口连接所述压缩机的输入口，所述输出介质入口连接所述压缩机的输出口，所述输出介质出口连接所述混合器的气体输入口。
所述冷交换器是一台流经输入介质入口和输入介质出口的介质与流经输出介质入口和输出介质出口的介质进行热量交换的热交换器。
所述加液阀、预冷阀、回气阀是气动调节阀。
所述混合器的液体输入口设有压力变送器5。
所述混合器是将气体输入口输入的介质与液体输入口输入的介质混合后由输出口输出的装置；所述混合器设有液体输入腔6d和混合腔6e，在所述液体输入腔和混合腔之间设有混合喉管6f，所述液体输入口连接所述液体输入腔，所述气体输入口连接一只朝向所述混合喉管的气体喷嘴6g，所述输出口连接所述混合腔,如图2所示。
实施例一：
如图1、图2，一种气体混合加注液化天然气加气机，包括液相接口1、气相接口17、加气口7、回气口11、预冷口12、混合器6、压缩机9和冷交换器8。
液相接口连接液化天然气储罐的低温泵，气相接口连接液化天然气储罐的气相接口，加气口连接加气枪，回气口连接回气枪，回气枪和加液枪在给汽车加气时分别接汽车LNG瓶的回气口和加气口，预冷口在给加气管路预冷时和加气枪相连。
混合器是一台将BOG气体与液态的液化天然气（LNG）混合的装置。混合器设有气体输入口6a、液体输入口6b和输出口6c；气体输入口输入的介质与液体输入口输入的介质混合后由输出口输出。混合器设有液体输入腔6d和混合腔6e，在液体输入腔和混合腔之间设有混合喉管6f，液体输入口连接液体输入腔，气体输入口连接一只朝向混合喉管的气体喷嘴6g，输出口连接混合腔,如图2所示。BOG气体与液态的LNG通过喉管可以与充分混合，是BOG气体充分液态化。
压缩机与冷交换器连接。冷交换器设有输入介质入口8a、输入介质出口8b、输出介质入口8c、输出介质出口8d；冷交换器将流经输入介质入口和输入介质出口的介质与流经输出介质入口和输出介质出口的介质进行热量交换；冷交换器的作用是将输入压缩机的BOG气体与从压缩机输出的BOG气体进行热量交换，本实施例的冷交换器是一台管式热交换器。冷交换器的输入介质出口连接压缩机的输入口，冷交换器的输出介质入口连接压缩机的输出口。BOG气体从输入介质入口进入冷交换器，经输入介质出口进入压缩机，经压缩机压缩后的BOG气体的温度会升高，从输出介质入口进入冷交换器，在冷交换器中与从输入介质入口进入的温度较低的BOG气体进行冷量交换（或称为热交换），然后从冷交换器的输出介质出口输出。冷交换器使进入压缩机的BOG气体的温度适当升高，有利于提高压缩机的工作效率；使压缩机输出的BOG气体的温度降低，有利于BOG气体的液化。
液相接口连接一只加液流量计3和一只安全阀2。
加液流量计的出口连接一只加液阀4，加液阀连接混合器的液体输入口6b，在连接加液阀与混合器的管路上设有一只压力变送器。
加液流量计的出口还连接一只预冷阀16，预冷阀连接气相接口17。
回气口11连接一只回气止回阀10，回气止回阀连接一只回气流量计14，回气流量计连接气相接口17。回气止回阀还连接一只回气阀15，回气阀连接冷交换器的输入介质入口8a。
冷交换器的输出介质出口8d连接混合器的气体输入口6a。
混合器的输出口6c连接加气口7。
预冷口12通过一只预冷止回阀13连接气相接口。
加液阀、预冷阀、回气阀是气动调节阀，以保证加气机的安全运行。
本发明是一种将将气瓶中的BOG气体在加气过程中同步液态化返回到气瓶中的技术；避免了来自气瓶中的高温BOG气体进入储罐使储罐温度升高。它利用的是低温泵给液体增压后，低温液体的温度远远低于增压后液体的饱和温度，而在加气过程中是通过将来自气瓶的高温气体混合到低温非饱和液体里去的原理来实现的。
本发明的原理是：汽车LNG气瓶和液化天然气储罐（LNG储罐）中的BOG气体经过压缩机抽取、储罐中的BOG经过流量计2计量后，先后进入冷交换器升温、压缩机压缩、冷交换器冷却后再进入混合器。同时，液化天然气储罐的低温泵抽取LNG储罐中的LNG液体，经过加气机的液相接口，通过加液流量计的计量后也进入混合器。此时，进入混合器的气液两相物质，经过一定比例的充分混合，气相的天然气液化，液化后的天然气从混合器出液口流出并经过加气枪加入到汽车LNG气瓶中。
本发明采用了双计量的方式，更加准确的监测加气时的气体、液体参数，并且把LNG储罐和汽车LNG气瓶中的一部分BOG通过冷交换器、压缩机和混合器组成的BOG回收装置重新变成液体加入到汽汽车LNG气瓶中。在这个过程中，随着BOG的排出，汽车LNG气瓶中压力降低，另外由于泵的加压，使得储罐中的LNG液体流入汽车LNG气瓶时处于过饱和状态，因此其就可以在混合器中液化压缩机送来的低温气体，以完成混合加注功能。装置具有结构简单、无排放等系列优点。
加气机的工作分为预冷、加气和吹扫三个步骤。各步骤的工作过程为：
预冷过程：如图3，加液阀4关闭、预冷阀16开启。液化天然气储罐的低温泵抽取LNG储罐中的LNG液体，经过加气机的液相接口，通过加液流量计3，从气相接口17回流至LNG储罐，完成一个小的循环预冷。此过程对加液流量计3进行预冷，使其一直保持在加液状态。加液流量计设有温度检测功能，当加液流量计温度达到预定值时，预冷阀16关闭。
如图4，然后开启加液阀4，对加气管路进行预冷。此时加气枪连接预冷口12，使加气口7与预冷口连通。LNG液体通过混合器之后，流经加气软管，加气枪，到达预冷口，再流经预冷止回阀13，回到气相接口17。此过程是对加液流量计3和加液管道进行预冷。此项操作是按动加气机上的预冷按钮，启动LNG低温泵，加液流量计检测通过的LNG液体，根据温度、密度、压力等参数判断预冷是否合格，当流量计检测状态正常后，可进入加气状态。
加气过程：如图5，加液阀4开启，回气阀15开启，压缩机开机。汽车的LNG气瓶和液化天然气储罐（LNG储罐）中的BOG气体经过压缩机9抽取，进入冷交换器升温，再经压缩机压缩，进入冷交换器冷却，然后再进入混合器6。在此过程中，储罐中的BOG气体经回气流量计14计量流量。同时，液化天然气储罐的低温泵抽取LNG储罐中的LNG液体，经过加气机的液相接口，通过加液流量计3的计量后也进入混合器。此时，进入混合器的气液两相物质充分混合，被压缩机压缩的BOG气体与低温的LNG液体混合时被重新液化成LNG液体，与来自LNG储罐中的LNG液体一同经过加气枪被加注到汽车汽车LNG瓶中。
吹扫过程：如图6，当加气接近结束时，液化天然气储罐的低温泵关闭，加液阀4关闭，压缩机继续运转。储罐的BOG经回气流量计14、冷交换器、压缩机和混合器进入汽车的LNG气瓶，将加气管路中的剩余LNG液体吹扫，把LNG液体吹扫进汽车的LNG气瓶中。加气完成时，加气管路中没有LNG液体。

Claims (6)

1. 一种气体混合加注液化天然气加气机，包括液相接口、气相接口、加气口、回气口和预冷口，所述液相接口连接一只加液流量计，所述加液流量计的出口通过一只加液阀连接所述加气口，所述加液流量计的出口还通过一只预冷阀连接所述气相接口，所述回气口连接一只回气止回阀，所述回气止回阀连接一只回气流量计，所述回气流量计连接所述气相接口，所述预冷口通过一只预冷止回阀连接所述气相接口；其特征在于，所述气体混合加注液化天然气加气机还设有混合器和压缩机，所述混合器设有气体输入口、液体输入口和输出口；所述加液阀通过所述混合器连接所述加气口，所述加液阀连接所述混合器的液体输入口，所述混合器的输出口连接所述加气口；所述压缩机的输入口通过一只回气阀连接所述回气止回阀的出口和回气流量计，所述压缩机的输出口连接所述混合器的气体输入口。
2.根据权利要求1所述的一种气体混合加注液化天然气加气机，其特征在于，所述压缩机通过一个冷交换器连接所述回气阀和混合器；所述冷交换器设有输入介质入口、输入介质出口、输出介质入口、输出介质出口，所述输入介质入口连接所述回气阀和回气流量计，所述输入介质出口连接所述压缩机的输入口，所述输出介质入口连接所述压缩机的输出口，所述输出介质出口连接所述混合器的气体输入口。
3.根据权利要求2所述的一种气体混合加注液化天然气加气机，其特征在于，所述冷交换器是一台流经输入介质入口和输入介质出口的介质与流经输出介质入口和输出介质出口的介质进行热量交换的热交换器。
4.根据权利要求1所述的一种气体混合加注液化天然气加气机，其特征在于，所述加液阀、预冷阀、回气阀是气动调节阀。
5.根据权利要求1所述的一种气体混合加注液化天然气加气机，其特征在于，所述混合器的液体输入口设有压力变送器。
6.根据权利要求1所述的一种气体混合加注液化天然气加气机，其特征在于，所述混合器是将气体输入口输入的介质与液体输入口输入的介质混合后由输出口输出的装置；所述混合器设有液体输入腔和混合腔，在所述液体输入腔和混合腔之间设有混合喉管，所述液体输入口连接所述液体输入腔，所述气体输入口连接一只朝向所述混合喉管的气体喷嘴，所述输出口连接所述混合腔。
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