CN112413399A - 一种隔膜式压缩机用气体增压系统 - Google Patents

一种隔膜式压缩机用气体增压系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种隔膜式压缩机用气体增压系统，解决现有加氢站隔膜压缩机的频繁开关、能耗高的技术问题。本发明包括第一管路、第二管路、第一回路管路、第二回路管路、排气管路、放散管路和气阀控制系统；第一管路设有进气压力变送器、进气气动球阀、精过滤器、隔膜压缩机、冷却器、排气压力变送器、温度变送器和排气气动球阀，第一回路管路上设有调节阀和回路气动球阀，第二回路管路上设有回路手动球阀，排气管路上设有排气安全阀和第一阀门，放散管路上设有放散气动球阀；气阀控制系统分别与进气气动球阀、排气气动球阀、放散气动球阀和回路气动球阀连接。本发明避免了压缩机频繁启停，同时降低功耗，提高了设备的使用寿命。

Description

一种隔膜式压缩机用气体增压系统
技术领域
本发明属于压缩机用气体增压技术领域，具体涉及一种隔膜式压缩机用气体增压系统。
背景技术
目前，随着清洁能源逐渐被重视，氢能作为低碳和零碳能源正在脱颖而出，作为一种理想的新的合能体能源。加氢站发展尤为迅速，如雨后春笋在各地孕育发展，而加氢站中主要通过隔膜压缩机组完成氢气的增压工作，因此一种安全、合理且多功能的气体增压工艺流程不可或缺。
由于隔膜压缩机的特殊性，在初次运行或一段时间未运行后再次运行时应先进行鼓泡模式，排出气缸油腔内的空气，鼓泡模式完成后才能正常增压。而在鼓泡前，还应通入惰性气体进行置换空气，完成后再通入增压介质置换氮气，排出管道内所有杂质气体，方可启动压缩机进行鼓泡，完成后再运行模式进行气体增压或循环。
因此，本发明提供了一种隔膜式压缩机用气体增压系统，通过对进气气动球阀、排气气动球阀、回路气动球阀、放散气动球阀等阀门在不同工况下的组合开关，实现加氢站隔膜压缩机置换模式、鼓泡模式、运行模式等多种功能模式的切换，保障加氢场站的安全运行。运用此系统，避免了压缩机频繁启停，同时降低功耗，提高了设备的使用寿命。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种隔膜式压缩机用气体增压系统，解决现有加氢站隔膜压缩机的频繁开关、能耗高的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种隔膜式压缩机用气体增压系统包括氢气进气口、高压排气去顺序盘和放散塔，还包括连接于氢气进气口和高压排气去顺序盘的第一管路，依次设于第一管路上的进气压力变送器、进气气动球阀、精过滤器、隔膜压缩机、冷却器、排气压力变送器、温度变送器和排气气动球阀，连接于冷却器和精过滤器之间的第一回路管路，连接于排气气动球阀出口与进气气动球阀进口之间的第二回路管路，连接于放散塔上的第二管路，连接于第一管路和第二管路之间的排气管路，连接于第一回路管路和第二管路之间的放散管路，以及气阀控制系统；第一管路进气口连有氮气进气管和氢气进气管，第一回路管路上设有调节阀和回路气动球阀，第二回路管路上设有回路手动球阀，排气管路上设有排气安全阀和第一阀门，放散管路上设有放散气动球阀；气阀控制系统分别与进气气动球阀、排气气动球阀、放散气动球阀和回路气动球阀连接。
进一步地，氮气进气管与氮气进气口连接。
进一步地，氢气进气管与氢气进气口连接，氢气进气管上设有粗过滤器。
进一步地，粗过滤器与第二管路之间连接有第一旁通管路，第一旁通管路上设有进气安全阀。
进一步地，隔膜压缩机与第二管路之间连接有第二旁通管路，第二旁通管路上设有气缸压力开关。
进一步地，排气安全阀和第一阀门并联有第三旁通管路，第三旁通管路上设有第二阀门。
进一步地，气阀控制系统包括控制管路和依次串联设于控制管路上的过滤器、仪表风压力变送器和若干个电磁阀。
进一步地，控制管路进口与仪表风进气管连接，仪表风进气管与仪表风进气口相连。
进一步地，电磁阀包括第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀，第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀并联。
进一步地，第一电磁阀与进气气动球阀和排气气动球阀相连，第二电磁阀与放散气动球阀相连，第三电磁阀与回路气动球阀相连。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明结构简单、设计科学合理，使用方便，通过电磁阀对气动阀门的开关控制，实现各气动阀门在不同工况下的组合开关，完成加氢站隔膜压缩机置换模式、鼓泡模式、运行模式等多种功能模式的切换，保障加氢场站的安全运行，避免了压缩机频繁启停，同时降低功耗，提高了设备的使用寿命。
本发明包括设有隔膜压缩机的第一管路、各回流管路、各旁通管路和设于管路上的气动阀门，通过电磁阀对气动阀门的开关控制，实现不同管路的通断，完成加氢站隔膜压缩机的不同模式。本发明用于置换模式时，第一管路连通氮气进气口，进气气动球阀、排气气动球阀和放散气动球阀打开，隔膜压缩机内进行氮气置换；用于鼓泡模式时，回路气动球阀和放散气动球阀打开，隔膜压缩机空载荷运行进行鼓泡排气；用于运行模式时，第一管路连通氢气进气口，进气气动球阀和排气气动球阀打开，氢气进入隔膜压缩机；用于循环模式时，打开回路气动球阀，增压后的高压气体通过调节阀将压力降低至合适进气压力范围，回到压缩机进气口，开始循环运行。通过以上操作实现隔膜压缩机置换模式、鼓泡模式、运行模式等多种功能模式的切换，同时运行模式结束后开始的循环模式，使压缩机待机，避免了压缩机频繁启停，提高了压缩机易损件寿命。
附图说明
图1为本发明示意图。
其中，附图标记对应的名称为：1-第一管路，11-高压排气去顺序盘，12-进气压力变送器，13-进气气动球阀，14-精过滤器，15-隔膜压缩机，16-冷却器，17-排气压力变送器，18-温度变送器，19-排气气动球阀，101-氮气进气管，102-氮气进气口，111-氢气进气管，112-氢气进气口，113-粗过滤器，2-第二管路，21-放散塔，3-第一回路管路，31-调节阀，32-回路气动球阀，4-第二回路管路，41-回路手动球阀，5-排气管路，51-排气安全阀，52-第一阀门，6-放散管路，61-放散气动球阀，7-第一旁通管路，71-进气安全阀，8-第二旁通管路，81-气缸压力开关，9-第三旁通管路，91-第二阀门，120-控制管路，121-过滤器，122-仪表风压力变送器，123-仪表风进气管，124-仪表风进气口，125-第一电磁阀，126-第二电磁阀，127-第三电磁阀。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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或者以特定的方位构造和操作，因此其不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
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；当然的，还可以是机械连接，也可以是电连接；另外的，还可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，或者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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明提供的一种隔膜式压缩机用气体增压系统结构简单、设计科学合理，使用方便，通过电磁阀对气动阀门的开关控制，实现各气动阀门在不同工况下的组合开关，控制不同实现不同管路的通断，完成加氢站隔膜压缩机置换模式、鼓泡模式、运行模式等多种功能模式的切换，保障加氢场站的安全运行，避免了压缩机频繁启停，同时降低功耗，提高了设备的使用寿命。
本发明包括氢气进气口112、高压排气去顺序盘11和放散塔21，其特征在于：还包括连接于氢气进气口112和高压排气去顺序盘11的第一管路1，依次设于第一管路1上的进气压力变送器12、进气气动球阀13、精过滤器14、隔膜压缩机15、冷却器16、排气压力变送器17、温度变送器18和排气气动球阀19，连接于冷却器16和精过滤器14之间的第一回路管路3，连接于排气气动球阀19出口与进气气动球阀13进口之间的第二回路管路4，连接于放散塔21上的第二管路2，连接于第一管路1和第二管路1之间的排气管路5，连接于第一回路管路3和第二管路2之间的放散管路6，以及气阀控制系统；第一管路1进气口连有氮气进气管101和氢气进气管111，第一回路管路3上设有调节阀31和回路气动球阀32，第二回路管路4上设有回路手动球阀41，排气管路5上设有排气安全阀51和第一阀门52，放散管路6上设有放散气动球阀61；气阀控制系统分别与进气气动球阀13、排气气动球阀19、放散气动球阀61和回路气动球阀32连接。
本发明通过电磁阀对气动阀门的开关控制，实现不同管路的通断，完成加氢站隔膜压缩机的不同模式运行。本发明用于置换模式时，第一管路1连通氮气进气口102，进气气动球阀13、排气气动球阀19和放散气动球阀61打开，隔膜压缩机15内进行氮气置换；用于鼓泡模式时，回路气动球阀32和放散气动球阀61打开，隔膜压缩机15空载荷运行进行鼓泡排气；用于运行模式时，第一管路1连通氢气进气口112，进气气动球阀13和排气气动球阀19打开，氢气进入隔膜压缩机15；用于循环模式时，打开回路气动球阀32，增压后的高压气体通过调节阀31将压力降低至合适进气压力范围，回到隔膜压缩机15进气口，开始循环运行。通过以上操作实现隔膜压缩机15置换模式、鼓泡模式、运行模式等多种功能模式的切换，同时运行模式结束后开始的循环模式，使隔膜压缩机15待机，避免了压缩机频繁启停，提高了压缩机易损件寿命。
结合图1，对本发明置换模式进一步说明，首先第一管路1连接压缩机氮气进气口102，打开或关闭相应手动阀门，现场操作柜启动置换功能，此时第一电磁阀125、第二电磁阀126和第三电磁阀127通电，控制打开进气气动球阀13、排气气动球阀19和回路气动球阀32，关闭放散气动球阀61，观察进排气压力变送器17、温度变送器18，压力达到设定值后，停止置换功能；然后关闭进气气动球阀13、排气气动球阀19和回路气动球阀32，开启放散气动球阀61，将氮气进行放散，重复操作两到三次，关闭或开启相应手动阀门进行手动放散，最后复原阀门状态，完成氮气置换。
结合图1，对本发明鼓泡模式进一步说明，完成压缩机气体置换后，现场操作柜启动鼓泡功能，此时关闭进气气动球阀13和排气气动球阀19，打开回路气动球阀32和放散气动球阀61，同时隔膜压缩机15电机启动，隔膜压缩机15开始空载荷运行，运行过程中通过气缸回油管路视镜观察油液状态，油液中空气排尽后结束鼓泡流程，隔膜压缩机15停机，各气动阀门复位。
结合图1、对本发明运行模式进一步说明，完成压缩机鼓泡功能后，现场操作柜启动运行模式，此时压缩机进气压力变送器12等相关检测器检测相关数据，确认各参数无误、设备无报警，并且启动信号有效后，第一管路1连接氢气进气口112，开启进气气动球阀13和排气气动球阀19，关闭回路气动球阀32和放散气动球阀61，同时隔膜压缩机15电机启动，隔膜压缩机15开始运行，氢气依次通过粗过滤器113、精过滤器14进入到压缩机气缸，压缩后的高温高压气体通过排气端设置的冷却器16进行冷却，后端排气压力变送器17和温度变动器18检测排气压力、温度是否在允许范围中，如超出设定范围，压缩机启动保护机制，立即停机；若无报警停机信号，则正常输出额定压力、气量，继续运行。
增压结束后，压缩机不会立即停止，此时压缩机进入循环状态，打开回路气动球阀32，关闭进气气动球阀13和排气气动球阀19，原压缩后的高压气体通过调节阀31将压力降低至合适进气压力范围后，回到压缩机进气口，开始循环运行，一定时间内无加氢信号，隔膜压缩机15停止运行处于待机状态，开启放散气动球阀61，其他气动阀门复位。通过循环模式使压缩机待机，避免了压缩机频繁启停，提高了压缩机易损件寿命。
本发明所述的回路手动阀门41在需要手动维修或不启用压缩机增压时开启。
本发明所述的气缸压力开关81用于检测隔膜压缩机15气缸是否发生泄漏，若产生泄漏问题，则立即停机，保护压缩机不受二次损伤。
隔膜压缩机15自身适用于压缩珍稀、高纯度气体，因此尤其适用于目前的加氢子站。本发明所述的一种隔膜式压缩机用气体增压系统，可实现置换模式、鼓泡模式、运行模式等多种功能模式的切换，同时运行模式结束后开始的循环模式，相较传统子站而言，能有效避免压缩机频繁启停，可保护压缩机自身易损件、提高其使用寿命。
最后应说明的是：以上各实施例仅仅为本发明的较优实施例用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，当然更不是限制本发明的专利范围；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；也就是说，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内；另外，将本发明的技术方案直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种隔膜式压缩机用气体增压系统，包括氢气进气口(112)、高压排气去顺序盘(11)和放散塔(21)，其特征在于：还包括连接于氢气进气口(112)和高压排气去顺序盘(11)的第一管路(1)，依次设于第一管路(1)上的进气压力变送器(12)、进气气动球阀(13)、精过滤器(14)、隔膜压缩机(15)、冷却器(16)、排气压力变送器(17)、温度变送器(18)和排气气动球阀(19)，连接于冷却器(16)和精过滤器(14)之间的第一回路管路(3)，连接于排气气动球阀(19)出口与进气气动球阀(13)进口之间的第二回路管路(4)，连接于放散塔(21)上的第二管路(2)，连接于第一管路(1)和第二管路(2)之间的排气管路(5)，连接于第一回路管路(3)和第二管路(2)之间的放散管路(6)，以及气阀控制系统；第一管路(1)进气口连有氮气进气管(101)和氢气进气管(111)，第一回路管路(3)上设有调节阀(31)和回路气动球阀(32)，第二回路管路(4)上设有回路手动球阀(41)，排气管路(5)上设有排气安全阀(51)和第一阀门(52)，放散管路(6)上设有放散气动球阀(61)；气阀控制系统分别与进气气动球阀(13)、排气气动球阀(19)、放散气动球阀(61)和回路气动球阀(32)连接。
2.根据权利要求1所述的一种隔膜式压缩机用气体增压系统，其特征在于：氮气进气管(101)与氮气进气口(102)连接。
3.根据权利要求1所述的一种隔膜式压缩机用气体增压系统，其特征在于：氢气进气管(111)与氢气进气口(112)连接，氢气进气管(111)上设有粗过滤器(113)。
4.根据权利要求2所述的一种隔膜式压缩机用气体增压系统，其特征在于：粗过滤器(113)与第二管路(2)之间连接有第一旁通管路(7)，第一旁通管路(7)上设有进气安全阀(71)。
5.根据权利要求1所述的一种隔膜式压缩机用气体增压系统，其特征在于：隔膜压缩机(15)与第二管路(2)之间连接有第二旁通管路(8)，第二旁通管路(2)上设有气缸压力开关(81)。
6.根据权利要求1所述的一种隔膜式压缩机用气体增压系统，其特征在于：排气安全阀(51)和第一阀门(52)并联有第三旁通管路(9)，第三旁通管路(9)上设有第二阀门(91)。
7.根据权利要求1所述的一种隔膜式压缩机用气体增压系统，其特征在于：气阀控制系统包括控制管路(120)和依次串联设于控制管路(120)上的过滤器(121)、仪表风压力变送器(122)和若干个电磁阀。
8.根据权利要求7所述的一种隔膜式压缩机用气体增压系统，其特征在于：控制管路(120)进口与仪表风进气管(123)连接，仪表风进气管(123)与仪表风进气口(124)相连。
9.根据权利要求7所述的一种隔膜式压缩机用气体增压系统，其特征在于：电磁阀包括第一电磁阀(125)、第二电磁阀(126)和第三电磁阀(127)，第一电磁阀(125)、第二电磁阀(126)和第三电磁阀(127)并联。
10.根据权利要求9所述的一种隔膜式压缩机用气体增压系统，其特征在于：第一电磁阀(125)与进气气动球阀(13)和排气气动球阀(19)相连，第二电磁阀(126)与放散气动球阀(61)相连，第三电磁阀(127)与回路气动球阀(32)相连。
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