CN110220118A - 液化压缩天然气高压柱塞泵管路系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液化压缩天然气高压柱塞泵管路系统。液化压缩天然气高压柱塞泵管路系统包括高压柱塞泵、进液管、出液管、气相管及回流管。进液管与高压柱塞泵的进液口连通。出液管与高压柱塞泵的出液口连通。气相管的一端与高压柱塞泵的回气口连通，另一端与所述出液管连通。回气管设有排气口，气相管上设有第一紧急切断阀。回流管的一端与进液管连通，另一端与出液管连通，回流管上设有第二紧急切断阀。高压柱塞泵启动或停止时，第一紧急切断阀打开，液化气体经排气口排出，对出液管内泄压。第一紧急切断阀关闭，打开第二紧急切断阀，液化天然气的气液两相混合物回流至进液管内再进入高压柱塞泵循环，对气液两相混合物进行气液分离。

Description

液化压缩天然气高压柱塞泵管路系统

技术领域

本发明涉及一种液化压缩天然气系统，特别是一种液化压缩天然气高压柱塞泵管路系统。

背景技术

将液化天然气LNG(liquefied natural gas)通过加压、气化转变为压缩天然气CNG(Compressed Natural Gas)的工艺简称为液化—压缩天然气L-CNG。高压柱塞泵是L-CNG加气站中将1.2MPa的低压LNG加压形成25MPa的高压LNG的主要核心设备。低温储罐中的LNG经过高压柱塞泵加压后，高压LNG通过气化器等设备的温度调整，成为具有环境温度的高压CNG，最终通过加气机为以CNG为燃料的汽车加气。

在上述LNG的加压过程中，低温LNG液体必须处于一个饱和状态或者一定的过冷状态，如果液体过于接近气相点，则会存在气液两相流通过柱塞泵，在泵的液体吸入阀工作中产生阻力损失，从而造成输送流量不稳定，出现柱塞泵汽蚀等问题。

另外，目前L-CNG高压柱塞泵启动和停止时，泵排出管的LNG残压使经汽化器气化后以放空的形式排放了，造成LNG的浪费，不利于节能。

发明内容

本申请的目的在于，一方面提供能够解决高压柱塞泵输送的LNG液体流量不稳定和高压柱塞泵气蚀等问题，另一方面能够解决高压柱塞泵启动或停止时，出液管内LNG残压回收利用等问题。

一种液化压缩天然气高压柱塞泵管路系统，包括：

高压柱塞泵，设有进液口、出液口、回气口；

进液管，与所述高压柱塞泵的进液口连通；

出液管，与所述高压柱塞泵的出液口连通；

回气管，与所述高压柱塞泵的回气口连通，所述回气管设有排气口；

气相管，其一端与所述高压柱塞泵的回气口连通，另一端与所述出液管连通，所述气相管上设有第一紧急切断阀；

回流管，其一端与所述进液管连通，另一端与所述出液管连通，所述回流管上设有第二紧急切断阀；

其中，所述高压柱塞泵启动或停止时，所述第一紧急切断阀打开，液化气体经所述排气口排出，对所述出液管内泄压，所述第一紧急切断阀关闭，打开所述第二紧急切断阀，气液两相混合物回流至所述进液管内再进入所述高压柱塞泵循环，对所述气液两相混合物进行气液分离。

在其中一实施方式中，所述回流管上设有调压阀，所述调压阀用于对进入所述气相管内的气体减压。

在其中一实施方式中，所述调压阀为高压低温调压阀。

在其中一实施方式中，还包括手动低温截止阀，所述手动低温截止阀与所述第一紧急切断阀并联。

在其中一实施方式中，还包括第一安全阀，所述第一安全阀设于所述出液管上。

在其中一实施方式中，还包括第二安全阀，所述第二安全阀设于所述气相管上。

在其中一实施方式中，所述第一紧急切断阀为气动紧急切断阀。

在其中一实施方式中，所述第二紧急切断阀为气动紧急切断阀。

在其中一实施方式中，还包括回收装置，所述回收装置设于所述回气管的排气口处。

在其中一实施方式中，还包括用于对液化天然气进行气化的汽化器，所述汽化器设于所述回气管的排气口，且所述汽化器与所述回收装置连通。

本实施方式的液化压缩天然气高压柱塞泵管路系统，在进液管和出液管之间设置回流管形成液体回流管路。在高压柱塞泵的启动初期和停止后，将LNG液流通过高压柱塞泵中进行空载自循环，将LNG液流介质气液混合物气液分离，LNG气相通过高压柱塞泵的回气口排出，从而避免了高压柱塞泵产生LNG液体流量不稳定和汽蚀现象。

将高压柱塞泵的出液管的气动的第一紧急切断阀和手动低温截止阀连接到回气管上。在高压柱塞泵启动时和停止后，出液管中的LNG残压经调压后进入回气管，再经汽化器气化后形成BOG气体，可通过BOG回收装置进行回收利用。

因此，上述液化压缩天然气高压柱塞泵管路系统不仅解决了高压柱塞泵排出液体流量不稳定和汽蚀的问题，同时也解决了出液管内LNG残压回收利用的问题，延长了产品的使用寿命，也提高了经济效益。

附图说明

图1为本实施方式的液化压缩天然气高压柱塞泵管路系统的结构示意图；

图2为图1所示的液化压缩天然气高压柱塞泵管路系统的模块示意图。

附图标记说明如下：11、高压柱塞泵；111、回气口；112、进液口；113、出液口；114、排气口；10、回气管；12、进液管；13、出液管；14、气相管；15、回流管；16、第一紧急切断阀；17、第二紧急切断阀；18、调压阀；19、手动低温截止阀；101、第一安全阀；102、第二安全阀；103、回收装置；104、汽化器。

具体实施方式

尽管本发明可以容易地表现为不同形式的实施方式，但在附图中示出并且在本说明书中将详细说明的仅仅是其中一些具体实施方式，同时可以理解的是本说明书应视为是本发明原理的示范性说明，而并非旨在将本发明限制到在此所说明的那样。

由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本发明的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本发明的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。

在附图所示的实施方式中，方向的指示(诸如上、下、左、右、前和后)用于解释本发明的各种元件的结构和运动不是绝对的而是相对的。当这些元件处于附图所示的位置时，这些说明是合适的。如果这些元件的位置的说明发生改变时，则这些方向的指示也相应地改变。

以下结合本说明书的附图，对本发明的较佳实施方式予以进一步地详尽阐述。

参见图1，本发明提出一种液化压缩天然气高压柱塞泵管路系统。液化压缩天然气高压柱塞泵管路系统包括高压柱塞泵11、回气管10、进液管12、出液管13、气相管14及回流管15。LNG液流通过进液管12泵入到高压柱塞泵11内，经过高压柱塞泵11加压从出液管13输出。

高压柱塞泵11用于泵压液体。高压柱塞泵11借助其工作腔里的容积周期性变化来达到输送液体的目的。并且，高压柱塞泵11设有回气口111、进液口112及出液口113。

回气管10与高压柱塞泵11的回气口111连通。进液管12与高压柱塞泵11的进液口112连通。LNG液流从进液管12进入到高压柱塞泵11内。

出液管13与高压柱塞泵11的出液口113连通。出液管13用于泵出LNG液流。

气相管14的一端与回气管10连通，另一端与出液管13连通。回气管10设有排气口114，气相管14上设有第一紧急切断阀16。具体地，第一紧急切断阀16为气动紧急切断阀。

回流管15的一端与进液管12连通，另一端与出液管13连通，回流管15上设有第二紧急切断阀17。具体地，第二紧急切断阀17为气动紧急切断阀。LNG液流从出液管13流入到回流管15内，并通过回流管15重新进入到进液管12内，再进入高压柱塞泵11进行再循环。

高压柱塞泵11启动或停止时，第一紧急切断阀16打开，液化气体经排气口114排出，对出液管13内泄压，第一紧急切断阀16关闭，打开第二紧急切断阀17，液化天然气的气液两相混合物回流至进液管12内再进入高压柱塞泵11进行循环，对该气液两相混合物进行气液分离。

回流管15上设有调压阀18。调压阀18用于对进入气相管14内的气体减压。具体地，调压阀18为高压低温调压阀。

液化压缩天然气高压柱塞泵管路系统还包括手动低温截止阀19。手动低温截止阀19与第一紧急切断阀16并联。当第一紧急切断阀16失效的时候，手动低温截止阀19可以通过人工手动控制，将气相管14打开。

液化压缩天然气高压柱塞泵管路系统还包括第一安全阀101。第一安全阀101设于出液管13上。第一安全阀101受外力作用下处于常闭状态，当出液管13内的气压压力升高超过规定值时，通过向系统外排放气体来防止出液管13内气体压力超过规定数值。

液化压缩天然气高压柱塞泵管路系统还包括第二安全阀102。第二安全阀102设于回气管10上。第二安全阀102受外力作用下处于常闭状态，当回气管10内的气压压力升高超过规定值时，通过向系统外排放气体来防止回气管10内气体压力超过规定数值。

请参阅图2，液化压缩天然气高压柱塞泵管路系统还包括回收装置103。回收装置103设于回气管10的排气口114处。回收装置103为BOG气体回收装置。具体在本实施方式中，液化压缩天然气高压柱塞泵管路系统还包括用于对液化天然气进行气化的汽化器104。汽化器104设于回气管10的排气口114。且汽化器104与回收装置103连通。LNG残压经调压后进入回气管10，再经汽化器气化后形成BOG气体，可通过BOG气体回收装置103进行回收利用。

高压柱塞泵11启动或关闭时，首先打开气动紧急切断阀或手动低温截止阀，泄放气相管14内的压力，经高压低温调压阀减压后进入高压柱塞泵11的回气管，10秒钟后关闭第一紧急切断阀16或手动低温截止阀19，并打开第一紧急切断阀16，LNG气液两相混合物从柱塞泵进液管12进入高压柱塞泵11，从出液管13流出，经第二紧急切断阀17、回流管15回流到进液管12。LNG液流在高压柱塞泵11的进液口112进行空载循环。在循环的过程中，由于LNG气液两相中的气相密度小，可以从高压柱塞泵11的上部空间分离出来，从高压柱塞泵11的回气管11流出。当经过一定时间的循环后，当系统检测的LNG液流温度达到要求，关闭第二紧急切断阀17，高压柱塞泵11正常运行输出高压LNG液流。

本实施方式的液化压缩天然气高压柱塞泵管路系统，在进液管12和出液管13之间设置回流管15形成液体回流管路。在高压柱塞泵11的启动初期，将LNG液流通过高压柱塞泵11中进行空载自循环，将LNG液流介质气液混合物气液分离，LNG气相通过回气管10排出，从而避免了高压柱塞泵11产生LNG液体流量不稳定和汽蚀现象。

将高压柱塞泵11的出液管13的气动的第一紧急切断阀16和手动低温截止阀17连接到回气管10上。在高压柱塞泵11启动时和停止后，出液管13中的LNG残压经调压后进入回气管10，再经汽化器104气化后形成BOG气体，可通过BOG回收装置进行回收利用。

因此，上述液化压缩天然气高压柱塞泵管路系统不仅解决了高压柱塞泵11排出液体流量不稳定和汽蚀的问题，同时也解决了出液管13内LNG残压回收利用的问题，延长了产品的使用寿命，也提高了经济效益。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种液化压缩天然气高压柱塞泵管路系统，其特征在于，包括：

高压柱塞泵，设有进液口、出液口、回气口；

进液管，与所述高压柱塞泵的进液口连通；

出液管，与所述高压柱塞泵的出液口连通；

回气管，与所述高压柱塞泵的回气口连通，所述回气管设有排气口；

气相管，其一端与所述高压柱塞泵的回气口连通，另一端与所述出液管连通，所述气相管上设有第一紧急切断阀；

回流管，其一端与所述进液管连通，另一端与所述出液管连通，所述回流管上设有第二紧急切断阀；

其中，所述高压柱塞泵启动或停止时，所述第一紧急切断阀打开，液化气体经所述排气口排出，对所述出液管内泄压，所述第一紧急切断阀关闭，打开所述第二紧急切断阀，气液两相混合物回流至所述进液管内再进入所述高压柱塞泵循环，对所述气液两相混合物进行气液分离。

2.根据权利要求1所述的液化压缩天然气高压柱塞泵管路系统，其特征在于，所述回流管上设有调压阀，所述调压阀用于对进入所述气相管内的气体减压。

3.根据权利要求2所述的液化压缩天然气高压柱塞泵管路系统，其特征在于，所述调压阀为高压低温调压阀。

4.根据权利要求1所述的液化压缩天然气高压柱塞泵管路系统，其特征在于，还包括手动低温截止阀，所述手动低温截止阀与所述第一紧急切断阀并联。

5.根据权利要求1所述的液化压缩天然气高压柱塞泵管路系统，其特征在于，还包括第一安全阀，所述第一安全阀设于所述出液管上。

6.根据权利要求1所述的液化压缩天然气高压柱塞泵管路系统，其特征在于，还包括第二安全阀，所述第二安全阀设于所述气相管上。

7.根据权利要求1所述的液化压缩天然气高压柱塞泵管路系统，其特征在于，所述第一紧急切断阀为气动紧急切断阀。

8.根据权利要求1所述的液化压缩天然气高压柱塞泵管路系统，其特征在于，所述第二紧急切断阀为气动紧急切断阀。

9.根据权利要求1所述的液化压缩天然气高压柱塞泵管路系统，其特征在于，还包括回收装置，所述回收装置设于所述回气管的排气口处。

10.根据权利要求9所述的液化压缩天然气高压柱塞泵管路系统，其特征在于，还包括用于对液化天然气进行气化的汽化器，所述汽化器设于所述回气管的排气口，且所述汽化器与所述回收装置连通。