CN111795299A - 一种cng加气装置及加气方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种CNG加气装置及加气方法，属于CNG加气领域。包括低压储气井、高压储气井以及分别与低压储气井、高压储气井的进气口连通的顺序控制盘，顺序控制盘的进气口设有进气压缩机，还包括出气压缩机以及设置在出气压缩机出气口的储气罐，出气压缩机的进气口与高压储气井的出气口连通，出气压缩机的出气口还设有加气站，同时加气站的的进气口分别与低压储气井以及高压储气井的出气口连通，本发明相避免了压缩机由于频繁启停机而出现故障或损坏的情况发生。并且本发明由于采用顺序控制盘根据加气机的压力和低压储气井以及高压储气井的压力对气体进行分配，使得供气系统更加安全高效。

Description

一种CNG加气装置及加气方法
技术领域
本发明涉及CNG加气领域，具体涉及一种CNG加气装置及加气方法。
背景技术
目前在用压缩天然气(CompressedNaturalGas，CNG)常规加气站对车用气瓶充装压强大多为20MPa，随着CNG汽车的车用气瓶的不断完善，将车用气瓶的使用压强提高已势在必行。压强提升后CNG汽车的续航里程可以在现有的基础上进一步提升，可以促进我国压缩天然气产业快速发展，具有良好的经济效益和社会效益。然后如何提供一种行之有效的方案以提升加气压强，是目前天然气加气领域亟待解决的问题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出了一种CNG加气装置及加气方法，具体技术方案如下：
一种CNG加气装置，包括低压储气井、高压储气井以及分别与低压储气井、高压储气井的进气口连通的顺序控制盘，低压储气井和高压储气井内的天然气压强依次递增，顺序控制盘的进气口设有进气压缩机，还包括出气压缩机以及设置在出气压缩机出气口的储气罐，出气压缩机的进气口与高压储气井的出气口连通，出气压缩机的出气口还设有加气站，同时加气站的的进气口分别与低压储气井以及高压储气井的出气口连通，并且储气罐内的压强大于高压储气井内的压强。
作为优选，顺序控制盘设有高压控制阀和低压控制阀。
作为优选，低压储气井的出气口亦与出气压缩机的进气口连通。
作为优选，进气压缩机的进气口设有CNG净化器。
作为优选，低压储气井、高压储气井以及储气罐内均设有压力传感器。
作为优选，在各连接用气体管道上均设有控制阀。
一种采用上述CNG加气装置的CNG加气方法，依次包括以下步骤：
S1：将CNG运输车中的天然气卸入到CNG净化器中，经CNG净化器净化后的天然气通过气体管道进入到进气压缩机中；
S2：进入到进气压缩机的天然气经进气压缩机升压后通过顺序控制盘进入到低压储气井和高压储气井中；
S3：加气站分别从低压储气井和高压储气井中取气，并对相应压力需求的待加气汽车的车用气瓶加气，直至车用气瓶的压强与对应储气井的压强相等；
S4：高压储气井的天然气进入到出气压缩机，经出气压缩机升压后进入到储气罐内，加气站从储气罐内取气并对需求超高压天然气的汽车车用气瓶加气
作为优选，步骤S2中，顺序控制盘通过高压顺序阀及低压顺序阀根据加气站、低压储气井以及高压储气井的压力对天然气进行分配，
当加气站中的压力低于20MPa，则顺序控制盘上的高压顺序阀和低压顺序阀关闭，天然气通过顺序控制盘上的高压出气孔和低压出气孔直接进入加气站对汽车气瓶加气；
当天然气加气机中的压力高于20MPa，则顺序控制盘上的高压顺序阀打开，天然气低压顺序阀关闭，天然气通过顺序控制盘上的高压出气孔进入高压储气井，当天然气高压存储瓶组的压力达到22MPa时，顺序控制盘上的高压顺序阀关闭，低压顺序阀打开，天然气通过顺序控制盘上的低压出气孔进入低压储气井；
当天然气低压存储瓶组的压力达到22MPa时，顺序控制盘上的高压顺序阀和低压顺序阀同时打开，天然气通过顺序控制盘上的高压出气孔和低压出气孔同时进入低压储气井和高压储气井，直至压力达到25Mpa。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过出气压缩机和储气罐的设置，可以为CNG汽车的车用气瓶提供更大压强的压缩天然气，满足车用气瓶充装压强日益提升的需求，从而进一步提升CNG汽车的续航里程，促进压缩天然气产业快速发展，具有良好的经济效益和社会效益。同时，相较于当车用气瓶内压缩天然气的压强未达到其充装压强时，单纯通过进气压缩机将天然气压缩至车用气瓶的充装压强的方式，避免了压缩机由于频繁启停机而出现故障或损坏的情况发生。并且本发明由于采用顺序控制盘根据加气机的压力和低压储气井以及高压储气井的压力对气体进行分配，使得供气系统更加安全高效。
附图说明
图1为本发明中CNG加气装置的结构示意图；
图2为本发明中实施例提供的另一CNG加气装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连通'、”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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
参见图1到图2，本发明中的CNG加气装置包括进气压缩机4、顺序控制盘3、低压储气井1、高压储气井2、出气压缩机5、储气罐6和加气站7。进气压缩机4的进气口设有CNG净化器8，CNG净化器8用于对CNG运输车内的天然气进行净化，提高了天然气的气体质量。顺序控制盘3的进气口与进气压缩机4连接，并且顺序控制盘3设有高压控制阀31和低压控制阀32，顺序控制盘3通过高压顺序阀及低压顺序阀根据加气站7、低压储气井1以及高压储气井2的压力对天然气进行分配。顺序控制盘3的出气口分别与低压储气井1和高压储气井2的进气口连接，低压储气井1和高压储气井2内的天然气压强依次递增，当被加满压缩天然气后高压储气井2内的压强大于低压储气井1内的压强，本发明实施例中，当被加满压缩天然气后低压储气井1内的压强约15-20MPa，高压储气井2内的压强约20-25MPa。
储气罐6内天的然气压强高于高压储气井2内的天然气压强，并且储气罐6的出气口分别与出气压缩机5以及加气站7连接。进气压缩机4用于将天然气压缩至低压储气井1以及高压储气井2，出气压缩机5用将高压储气井2内的天然气压缩至储气罐6内。当被加满压缩天然气时，储气罐6内的压强大于高压储气井2内的压强。低压储气井1以及高压储气井2分别与加气站7的进气口连接，当需要对CNG汽车的车用气瓶进行加气时，可通过加气站7分别从低压储气井1以及高压储气井2取气，并向车用气瓶中加入压缩天然气。
出气压缩机5的进气口与高压储气井2的出气口连接，出气压缩机5的出气口与储气罐6连接，用于将高压储气井2中的压缩天然气进一步压缩至储气罐6内，产生更高压强的压缩天然气。当被加满压缩天然气后，储气罐6的压强大于高压储气井2内的压强。本发明实施例中，当被加满压缩天然气后储气罐6内的压强在30MPa左右。本发明实施例中，出气压缩机5的进气口与高压储气井2连接。在其他的一些实施例中，出气压缩机5的进气口也可与低压储气井1连接。
储气罐6与加气站7的进气口连接，在对CNG汽车的车用气瓶进行加气时，由于车用气瓶的使用压强提高，当加气站7分别从低压储气井1以及高压储气井2取气并向车用气瓶中加入压缩天然气后，车用气瓶中压缩天然气的压强还未达到其充装压强。此时，加气站7再从压强更高的储气罐6内取气并向车用气瓶中加入压缩天然气，从而使得车用气瓶中压缩天然气的压强达到其充装压强。本发明实施例中，出气压缩机5与储气罐6为独立设置的两个设备。在其他实施例中，出气压缩机5与储气罐6还可集成于一体设置，即可采用自带储气罐6的出气压缩机5。进气压缩机4和出气压缩机5可以采用，但不限于机械压缩机和液压压缩机等，本发明实施例中，进气压缩机4采用机械压缩机，第二压缩机采用液压压缩机。
通过出气压缩机5和储气罐6的设置，可以为CNG汽车的车用气瓶提供更大压强的压缩天然气，满足车用气瓶充装压强日益提升的需求，从而进一步提升CNG汽车的续航里程，促进压缩天然气产业快速发展，具有良好的经济效益和社会效益。同时，相较于当车用气瓶内压缩天然气的压强未达到其充装压强时，单纯通过进气压缩机4将天然气压缩至车用气瓶的充装压强的方式，避免了压缩机由于频繁启停机而出现故障或损坏的情况发生。另外，本发明实施例提供的CNG加气装置可通过在在原有的天然气加气系统的基础上直接进行改进升级得到，且不需更换原系统的设备，改进成本低。
在使用天然气加气系统之前，首先通过进气压缩机4向高压储气井2充气，直到高压储气井内的压强达到设定值。然后再通过进气压缩机4向低压储气井1充气，直到低压储气井1内的压强达到设定值时停止充气。在使用天然气加气系统对CNG汽车的车用气瓶加气时，首先由加气站7从低压储气井取气并向车用气瓶加气，直到低压储气井1内的压强与车用气瓶内的压强保持平衡。接着从从高压储气井2取气并向车用气瓶加气，直到高压储气井2内的压强与车用气瓶内的压强保持平衡。最后，从储气罐6取气并向车用气瓶加气，直到车用气瓶内压缩天然气的压强达到其充装压强时停止充气。
低压储气井1高压储气井2以及储气罐6内均分别设置有压力传感器9。如此，可实时监测低压储气井1、高压储气井2以及储气罐6内的压缩天然气的压强，以便进气压缩机4和出气压缩机5能向低压储气井1、高压储气井2以及储气罐6内压缩入额定压强的压缩天然气，进而对CNG汽车的车用气瓶进行加气。并且本发明在各连接用气体管道上均设有控制阀10，便于工作人员进行单一管道控制。
一种采用上述CNG加气装置的CNG加气方法，依次包括以下步骤：
S1：将CNG运输车中的天然气卸入到CNG净化器8中，经CNG净化器8净化后的天然气通过气体管道进入到进气压缩机4中。
S2：进入到进气压缩机4的天然气经进气压缩机4升压后通过顺序控制盘3进入到低压储气井1和高压储气井2中。
顺序控制盘3通过高压顺序阀及低压顺序阀根据加气站7、低压储气井1以及高压储气井2的压力对天然气进行分配，
当加气站7中的压力低于20MPa，则顺序控制盘3上的高压顺序阀和低压顺序阀关闭，天然气通过顺序控制盘3上的高压出气孔和低压出气孔直接进入加气站7对汽车气瓶加气；
当加气机中的压力高于20MPa，则顺序控制盘3上的高压顺序阀打开，天然气低压顺序阀关闭，天然气通过顺序控制盘3上的高压出气孔进入高压储气井2，当天然气高压存储瓶组的压力达到22MPa时，顺序控制盘3上的高压顺序阀关闭，低压顺序阀打开，天然气通过顺序控制盘3上的低压出气孔进入低压储气井1；
当加气机的压力达到22MPa时，顺序控制盘3上的高压顺序阀和低压顺序阀同时打开，天然气通过顺序控制盘3上的高压出气孔和低压出气孔同时进入储气罐6，直至压力达到25Mpa。
S3：加气站7分别从低压储气井1和高压储气井2中取气，并对相应压力需求的待加气汽车的车用气瓶加气，直至车用气瓶的压强与对应储气井的压强相等。
S4：高压储气井2的天然气进入到出气压缩机5，经出气压缩机5升压后进入到储气罐6内，加气站7从储气罐6内取气并对需求超高压天然气的汽车车用气瓶加气；即加气站7从低压储气井1取气并对待加气汽车的车用气瓶加气，直至低压储气井1内的压强与车用气瓶内的压强相等；
加气站7从高压储气井2取气并对待加气汽车的车用气瓶加气，直至高压储气井内的压强与车用气瓶内的压强相等。
本发明通过出气压缩机5和储气罐6的设置，可以为CNG汽车的车用气瓶提供更大压强的压缩天然气，满足车用气瓶充装压强日益提升的需求，从而进一步提升CNG汽车的续航里程，促进压缩天然气产业快速发展，具有良好的经济效益和社会效益。同时，相较于当车用气瓶内压缩天然气的压强未达到其充装压强时，单纯通过进气压缩机4将天然气压缩至车用气瓶的充装压强的方式，避免了压缩机由于频繁启停机而出现故障或损坏的情况发生。并且本发明由于采用顺序控制盘3根据加气机的压力和低压储气井1以及高压储气井2的压力对气体进行分配，使得供气系统更加安全高效。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本发明的较佳实施例，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 (8)

1.一种CNG加气装置，其特征在于，包括低压储气井(1)、高压储气井(2)以及分别与低压储气井(1)、高压储气井(2)的进气口连通的顺序控制盘(3)，所述低压储气井(1)和高压储气井(2)内的天然气压强依次递增，所述顺序控制盘(3)的进气口设有进气压缩机(4)，
还包括出气压缩机(5)以及设置在出气压缩机(5)出气口的储气罐(6)，所述出气压缩机(5)的进气口与高压储气井(2)的出气口连通，所述出气压缩机(5)的出气口还设有加气站(7)，同时所述加气站(7)的的进气口分别与低压储气井(1)以及高压储气井(2)的出气口连通，并且所述储气罐(6)内的压强大于所述高压储气井(2)内的压强。
2.根据权利要求1所述的CNG加气装置，其特征在于，所述顺序控制盘(3)设有高压控制阀(31)和低压控制阀(32)。
3.根据权利要求1所述的CNG加气装置，其特征在于，所述低压储气井(1)的出气口亦与出气压缩机(5)的进气口连通。
4.根据权利要求1所述的CNG加气装置，其特征在于，所述进气压缩机(4)的进气口设有CNG净化器(8)。
5.根据权利要求1所述的CNG加气装置，其特征在于，所述低压储气井(1)、高压储气井(2)以及储气罐(6)内均设有压力传感器(9)。
6.根据权利要求1所述的CNG加气装置，其特征在于，在各所述连接用气体管道上均设有控制阀(10)。
7.一种采用权利要求1至6中所述CNG加气装置的CNG加气方法，其特征在于，依次包括以下步骤：
S1：将CNG运输车中的天然气卸入到CNG净化器(8)中，经CNG净化器(8)净化后的天然气通过气体管道进入到进气压缩机(4)中；
S2：进入到进气压缩机(4)的天然气经进气压缩机(4)升压后通过顺序控制盘(3)进入到低压储气井(1)和高压储气井(2)中；
S3：所述加气站(7)分别从低压储气井(1)和高压储气井(2)中取气，并对相应压力需求的待加气汽车的车用气瓶加气，直至车用气瓶的压强与对应储气井的压强相等；
S4：所述高压储气井(2)的天然气进入到出气压缩机(5)，经出气压缩机(5)升压后进入到储气罐(6)内，所述加气站(7)从储气罐(6)内取气并对需求超高压天然气的汽车车用气瓶加气。
8.根据权利要求7所述的CNG加气方法，其特征在于：所述步骤S2中，顺序控制盘(3)通过高压顺序阀及低压顺序阀根据加气站(7)、低压储气井(1)以及高压储气井(2)的压力对天然气进行分配，
当加气站(7)中的压力低于20MPa，则顺序控制盘(3)上的高压顺序阀和低压顺序阀关闭，天然气通过顺序控制盘(3)上的高压出气孔和低压出气孔直接进入加气站(7)对汽车气瓶加气；
当加气机中的压力高于20MPa，则顺序控制盘(3)上的高压顺序阀打开，天然气低压顺序阀关闭，天然气通过顺序控制盘(3)上的高压出气孔进入高压储气井(2)，当天然气高压存储瓶组的压力达到22MPa时，顺序控制盘(3)上的高压顺序阀关闭，低压顺序阀打开，天然气通过顺序控制盘(3)上的低压出气孔进入低压储气井(1)；
当加气机的压力达到22MPa时，顺序控制盘(3)上的高压顺序阀和低压顺序阀同时打开，天然气通过顺序控制盘(3)上的高压出气孔和低压出气孔同时进入储气罐(6)，直至压力达到25MPa。
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