CN106352235A - 一种吸排液动力装置及加气站 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种吸排液动力装置及加气站，由吸排液罐代替低温柱塞泵作为吸排液的动力装置，并由往复柱塞运动改为罐体内的气压调节吸排液。本发明所提供的吸排液动力装置，取代了低温注塞泵，为L‑CNG液体增压并保持设定的加气压力，以将储液罐内的LNG输送至高压空温气化器内，加气站也可以在没有低温注塞泵的情况下，为加气站提供相同的CNG供气能力的同时，降低整体建站成本、减少使用中的维护费用。

Description

一种吸排液动力装置及加气站
技术领域
本发明属于液化天然气转化为高压天然气(L-CNG)的加气技术领域，尤其是涉及一种吸排液动力装置及具有吸排液动力装置的加气站。
背景技术
当前，天然气已经被广泛应用于社会、生活的多个方面。其中，利用天然气作为燃料，驱动其他设备的运转已经成为天然气利用的一个重要方面。为了方便运输及装载，通过对天然气液化形成液化天然气(Liquefied Natural Gas，LNG)，已经成为天然气利用的重要方式之一。
为了扩大LNG的使用范围，当前通常采取在预定的位置设置L-CNG加气站的方式，在预定的位置为长途运输重卡、公交车或出租车及其他待加气设备加注液化天然气和高压天然气以及向管道提供低压天然气。
L-CNG加气站一般主要包括储液罐、带有低温潜液泵的泵撬和带有低温注塞泵的泵撬、高压空温气化器、水浴加热器、顺序控制盘、储气瓶组、加液机和加气机和控制装置组成。
其中，通过低温潜液泵、加液机、控制系统向重卡、公交车，以及其他设备加注液化天然气(Liquefied Natural Gas，LNG)。
再通过低温注塞泵撬通过高压空温气化器、水浴加热器、顺序控制盘、储气瓶组、加气机、及控制系统，直接向汽车或其他待加气设备加注CNG(Compressed Natural Gas)。
在整个L-CNG加气站中，低温潜液泵泵橇、和低温注塞泵撬是整个加气站的两个核心部件，用来为加液系统提供动力。其中加液泵撬的核心部件是潜液泵，为了提高加气站的加液能力，还可以设置多个潜液泵，来为一个或多个加液机以预定的压力和流量供液。
低温注塞泵撬是向高压空温气化器提供LNG的核心装置，根据实际工况可以设置一台或两台，在控制上也可以设置为一用一备，也可以设置为同时起泵。
此外，低温注塞泵的出口应达到25map，LNG的温度为-162度，低温高压状态下会造成设备的极其不稳定，活塞环需要频繁的更换，维修费用极高，也是本领域的技术难题。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种吸排液动力装置及加气站，取消现有技术中L-CNG加气站采用低温柱塞泵作为供液动力设备，改变了现有供液动力设备所存在的制造成本高、使用维护费用高等问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种吸排液动力装置，包括控制器和至少一个吸排液罐；所述吸排液罐包括罐体和气压调节机构；
所述罐体上设有进液口、排液口、排气口，所述排液口位于所述罐体的底端，所述排气口位于所述罐体的顶端；
所述气压调节机构与所述罐体的排气口连接，并与所述控制器信号连接；
所述进液口、排液口、排气口内分别设有一电磁阀，所述电磁阀与所述控制器信号连接，由控制器控制其工作状态。
进一步的，所述气压调节机构包括加热装置和排气装置，所述加热装置固定在所述罐体上，所述排气装置的进气口与所述罐体的排气口连接，所述加热装置和排气装置与所述控制器信号连接。
进一步的，所述加热装置包括控制开关以及固定在所述罐体内的加热棒或环绕所述罐体侧壁固定连接的加热带，所述加热棒或加热带与所述控制开关电连接，所述控制开关与所述控制器信号连接。
进一步的，所述排气装置包括压缩机，所述压缩机的进气口与所述罐体的排气口连接，该压缩机的控制端与所述控制器信号连接。
进一步的，所述吸排液罐还包括压力检测器，所述压力检测器固定在所述罐体内，该压力检测器与所述控制器信号连接。
进一步的，所述吸排液罐还包括温度检测器，所述温度检测器固定在所述罐体内，该温度检测器与所述控制器信号连接。
进一步的，所述吸排液罐有两组，分别与所述控制器信号连接。
一种加气站，包括LNG储液罐、液气转化加气装置和上述任意一吸排液动力装置；
所述LNG储液罐上设有第一排液口，所述吸排液动力装置的进液口与所述第一排液口连接；
所述液气转化加气装置上设有液化天然气进口，该液化天然气进口与所述吸排液动力装置的排液口连接；
所述LNG储液罐和液气转化加气装置分别与所述吸排液动力装置中的控制器信号连接。
进一步的，所述加气站还包括上位机，所述控制器与所述上位机信号连接。
进一步的，所述液气转化加气装置包括依次连接的高压空温气化器、水浴加热器、顺序控制盘、储气瓶组和加气机；
所述储气瓶组包括低压储气瓶组、中压储气瓶组和高压储气瓶组。
进一步的，所述加气站还包括排气利用装置，该排气利用装置包括低压储气罐、输送管道、调压阀和流量计，所述低压储气罐的进口与所述排气装置的出气口连接，所述低压储气罐的出口通过调压阀与所述输送管道的一端连接，该输送管道的另一端与城镇管网连接，所述输送管道上设有流量计，所述流量计与所述控制器信号连接。
相对于现有技术，本发明所述的吸排液动力装置及加气站具有以下优势：
(1)本发明所述的吸排液动力装置，取代低温柱塞泵为L-CNG液体增压并保持设定的加气压力，以将储液罐内的LNG输送至高压空温气化器内。
(2)本发明所述的加气站，在没有低温柱塞泵的情况下，为加气站提供相同的CNG供气能力的同时，降低整体建站成本、减少使用中的维护费用。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的加气站结构原理示意图；
图2为本发明实施例所述的加气站控制原理示意图。
附图标记说明：
1-LNG储液罐；a-控制器；2-吸排液罐；21-罐体；211-进液口；212-排液口；213-排气口；22-加热装置；221-控制开关；23-排气装置；24-压力检测器；25-温度检测器；3-液气转化加气装置；31-高压空温气化器；32-水浴加热器；33-顺序控制盘；34-储气瓶组；35-加气机；4-上位机；5-排气利用装置；51-低压储气罐；52-调压阀；53-输送管道；54-流量计；6-城市管网。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1和2所示，本发明中的吸排液动力装置，包括控制器a和至少一个吸排液罐2；吸排液罐2包括罐体21和气压调节机构；
罐体21上设有进液口211、排液口212、排气口213，排液口212位于罐体21的底端，以便于罐体21内液化天然气的全部排出，排气口213位于罐体21的顶端，以便于罐体21内高温天然气的上升排出；
气压调节机构与罐体21的排气口213连接，并与控制器a信号连接，用以调节罐体21内气压的大小，实现罐体21的吸液和排液；
进液口211、排液口212、排气口213内分别设有一电磁阀，电磁阀与控制器a信号连接，控制器a向位于进液口211、排液口212和排气口213内的电磁阀发送控制信号，电磁阀开启或关闭，进而实现进液口211、排液口212和排气口213的开启或关闭。
气压调节机构包括加热装置22和排气装置23，加热装置22固定在罐体21上，以便于对罐体21内液化天然气的加热，进而增大罐体21内气压，方便增大气压的气态天然气将罐体21内的液化天然气排出，排气装置23的进气口与罐体21的排气口213连接，用以实现罐体21内气体的排放，进而降低罐体21内的气压，实现罐体21的吸液，加热装置22和排气装置23与控制器a信号连接。
加热装置22包括控制开关221以及固定在罐体21内的加热棒或环绕罐体21侧壁固定连接的加热带，加热棒或加热带与控制开关221电连接，控制开关221与控制器a信号连接，控制器a向控制开关221发送控制信号，控制开关221连通或断开，进而实现加热棒或加热带的工作发热或停止工作发热，当罐体21内完成液态天然气的填充后，控制器a控制加热棒或加热带工作发热，液态天然气受热后部分气化，气态天然气随着温度的升高压强增大，并将该罐体21内的液态天然气通过排液口212向液气转化加气装置3压出。
排气装置23包括压缩机，压缩机的进气口与罐体21的排气口213连接，该压缩机的控制端与控制器a信号连接，实现对罐体21排出的高温气体的降温降压。
吸排液罐2还包括压力检测器24，压力检测器24固定在罐体21内，该压力检测器24与控制器a信号连接，实现对罐体21内压力的检测。
吸排液罐2还包括温度检测器25，温度检测器25固定在罐体21内，该温度检测器25与控制器a信号连接，实现对罐体21内温度的检测。
吸排液罐2有两组，分别与控制器a信号连接，实现两组吸排液罐2的交替工作，当一组吸排液罐2通过排液口212排出液态天然气时，另一组吸排液罐2通过进液口211由LNG储液罐1输入液态天然气，使得一组吸排液罐2完成排液过程后，另一组吸排液罐2能够接替上组继续排液，实现液态天然气的持续输出。
如图1和2所示，本发明中的加气站，包括LNG储液罐1、液气转化加气装置3和上述任意一吸排液动力装置；
LNG储液罐1上设有第一排液口，吸排液动力装置的进液口211与第一排液口连接；
液气转化加气装置3上设有液化天然气进口，该液化天然气进口与吸排液动力装置的排液口212连接；
LNG储液罐1和液气转化加气装置3分别与吸排液动力装置中的控制器a信号连接。
加气站还包括上位机4，控制器a与上位机4信号连接。
液气转化加气装置3包括依次连接的高压空温气化器31、水浴加热器32、顺序控制盘33、储气瓶组34和加气机35；
储气瓶组34包括低压储气瓶组、中压储气瓶组和高压储气瓶组。
加气站还包括排气利用装置5，该排气利用装置5包括低压储气罐51、输送管道53、调压阀52和流量计54，低压储气罐51的进口与排气装置23的出气口连接，低压储气罐51的出口通过调压阀52与输送管道53的一端连接，该输送管道53的另一端与城镇管网连接，输送管道53上设有流量计54，流量计54与控制器a信号连接。
本发明中吸排液动力装置的工作过程在加气站的工作过程当中，且该加气站的工作过程为：
步骤1，控制器a控制罐体21的进液口211和排气口213内的电磁阀打开，罐体21内的气体通过排气口213及排气装置23排出，罐体21内压力达到一定的较低数值，罐体21由LNG储液罐1吸液，直至罐体21内液态天然气液面达到一定高度；
步骤2，控制器a控制进液口211和排气口213内的电磁阀关闭，控制开关221连通，排液口212内的电磁阀打开，此时加热棒或加热带开始加热罐体21内的液态天然气，一小部分液态天然气气化，该小部分气态天然气在加热棒或加热带的加热下，温度升高，压强增大，并下压位于罐体21下端的液态天然气，液态天然气由罐体21的排液口212向高压空温气化器31输出；
步骤3，高压空温气化器31、水浴加热器32、顺序控制盘33和储气瓶组34依次对低温液态天然气进行气化、升温和调压，并通过加气机35向汽车或其他待加气设备加注常温气态天然气。
在上述过程中吸排液罐至少一组，即吸排液罐可以有多组，多组吸排液罐交替进行步骤1和步骤2，最优为两组，当第一组吸排液罐在进行步骤1时，第二组吸排液罐进行步骤2，当第二组吸排液罐完成排液过程后，第一组吸排液罐接替第二组吸排液罐继续进行排液过程，实现了液态天然气的持续供应。
在上述过程中还可以添加一组吸排液罐为低温潜液泵和加液机提供低温液态天然气。
在步骤1中控制器通过压力检测器24和温度检测器25确定罐体21内液态天然气的液面高度，同时确定吸排液罐工作状态；
当压力传感器24达到第一设定压力值，温度传感器25达到第一设定温度值时，说明罐体21排液过程完成，故此时控制器a向排液口212的电磁阀输出关闭的控制信号，向进液口211和排气口213的电磁阀输出打开的控制信号，向排气装置23输出工作控制信号，此时排气装置23由罐体21内向外排气，罐体21由LNG储液罐1吸液；
当压力传感器24达到第二设定压力值，温度传感器25达到第二设定温度值时，说明罐体21进液过程完成，故此时控制器a向进液口211和排气口213的电磁阀输出关闭的控制信号，向加热装置22的控制开关221输出连通的控制信号，向排液口212的电磁阀输出打开的控制信号，此时加热装置使一小部分液态天然气气化，并升温升压，将液态天然气由排液口排至高压空温气化器。
本发明所提供的吸排液动力装置，取代了低温注塞泵，为L-CNG液体增压并保持设定的加气压力，以将储液罐内的LNG输送至高压空温气化器内，加气站也可以在没有低温注塞泵的情况下，为加气站提供相同的CNG供气能力的同时，降低整体建站成本、减少使用中的维护费用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种吸排液动力装置，其特征在于：包括控制器(a)和至少一个吸排液罐(2)；所述吸排液罐(2)包括罐体(21)和气压调节机构；
所述罐体(21)上设有进液口(211)、排液口(212)、排气口(213)，所述排液口(212)位于所述罐体(21)的底端，所述排气口(213)位于所述罐体(21)的顶端；
所述气压调节机构与所述罐体(21)的排气口(213)连接，并与所述控制器(a)信号连接；
所述进液口(211)、排液口(212)、排气口(213)内分别设有一电磁阀，所述电磁阀与所述控制器(a)信号连接。
2.根据权利要求1所述的吸排液动力装置，其特征在于：所述气压调节机构包括加热装置(22)和排气装置(23)，所述加热装置(22)固定在所述罐体(21)上，所述排气装置(23)的进气口与所述罐体(21)的排气口(213)连接，所述加热装置(22)和排气装置(23)与所述控制器(a)信号连接。
3.根据权利要求2所述的吸排液动力装置，其特征在于：所述加热装置(22)包括控制开关(221)以及固定在所述罐体(21)内的加热棒或环绕所述罐体(21)侧壁固定连接的加热带，所述加热棒或加热带与所述控制开关(221)电连接，所述控制开关(221)与所述控制器(a)信号连接。
4.根据权利要求2所述的吸排液动力装置，其特征在于：所述排气装置(23)包括压缩机，所述压缩机的进气口与所述罐体(21)的排气口(213)连接，该压缩机的控制端与所述控制器(a)信号连接。
5.根据权利要求1所述的吸排液动力装置，其特征在于：所述吸排液罐(2)还包括压力检测器(24)，所述压力检测器(24)固定在所述罐体(21)内，该压力检测器(24)与所述控制器(a)信号连接。
6.根据权利要求1所述的吸排液动力装置，其特征在于：所述吸排液罐(2)还包括温度检测器(25)，所述温度检测器(25)固定在所述罐体(21)内，该温度检测器(25)与所述控制器(a)信号连接。
7.根据权利要求1所述的吸排液动力装置，其特征在于：所述吸排液罐(2)有两组，分别与所述控制器(a)信号连接。
8.一种加气站，其特征在于：包括LNG储液罐(1)、液气转化加气装置(3)和上述权利要求1至权利要求7中的任意一吸排液动力装置；
所述LNG储液罐(1)上设有第一排液口，所述吸排液动力装置的进液口(211)与所述第一排液口连接；
所述液气转化加气装置(3)上设有液化天然气进口，该液化天然气进口与所述吸排液动力装置的排液口(212)连接；
所述LNG储液罐(1)和液气转化加气装置(3)分别与所述吸排液动力装置中的控制器(a)信号连接。
9.根据权利要求8所述的加气站，其特征在于：所述液气转化加气装置(3)包括依次连接的高压空温气化器(31)、水浴加热器(32)、顺序控制盘(33)、储气瓶组(34)和加气机(35)；
所述高压空温气化器(31)上设有液化天然气进口；
所述储气瓶组(34)包括低压储气瓶组、中压储气瓶组和高压储气瓶组。
10.根据权利要求8所述的加气站，其特征在于：所述加气站还包括排气利用装置(5)，该排气利用装置(5)包括低压储气罐(51)、输送管道(53)、调压阀(52)和流量计(54)，所述低压储气罐(51)的进口与所述排气装置(23)的出气口连接，所述低压储气罐(51)的出口通过调压阀(52)与所述输送管道(53)的一端连接，该输送管道(53)的另一端与城镇管网连接，所述输送管道(53)上设有流量计(54)，所述流量计(54)与所述控制器(a)信号连接。
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