CN112963735B - 燃用lng设备的燃料增压控制方法及系统 - Google Patents

燃用lng设备的燃料增压控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种燃用LNG设备的燃料增压控制方法及系统，方法包括检测设备的实际供需情况，根据所检测的实际供需情况确定当前所投入使用的增压管路的数量是否与设备燃料所需量相匹配；若不匹配，则根据检测结果调整投入使用的增压管路的数量。采用本发明用变工况下的需求用量来指导供给量的调节，调整投入使用的增压管路的数量适时调整供给量，使得从根源上减少放空气的产生，解决现有技术都从对已放空的气体进行处理的角度，导致的难以做到放空量最大减少的问题，实现大范围调节供给量，以使设备所需量与供给量之间的贴合，各种工况下减少放空气的产生，即实现空载～中间～满载甚至过载的全工况下减少放空气的产生，并节约能耗。

Description

燃用LNG设备的燃料增压控制方法及系统
技术领域
本发明涉及LNG技术领域，尤其涉及一种燃用LNG设备的燃料增压控制方法及系统。
背景技术
现有LNG(液化天然气，Liquefied Natural Gas，简称LNG)技术中，一般为按照额定工况的耗气量配置LNG的增压系统以及供液量，增压设备本身排量可调范围很有限，因此当LNG液被增压时，在非额定工况下，并不能使用增压设备对LNG液进行大范围的调节，可能不能满足设备实际工况的需求，或者可能会额外多出大量的LNG液被送到增压系统后的气化系统中被气化成LNG气化气。
现有技术着眼点多数在通过增加回收设备，来回收多余被气化的LNG放空气，减少LNG放空气的量，但是现有技术是基于供液量有限改变的基础上增加回收，没有从根本上解决问题。
发明内容
本发明公开一种燃用LNG设备的燃料增压系统，以从根本上解决变工况下的放空多的问题。
为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：
一种燃用LNG设备的燃料增压控制方法，包括
检测设备的实际供需情况，根据所检测的实际供需情况确定当前所投入使用的增压管路的数量是否与设备燃料所需量相匹配；若不匹配，则
根据检测结果调整投入使用的增压管路的数量。
所述检测设备的实际供需情况的步骤包括：检测出液汇管或增压管路出口处的压力，获得检测值；
根据所检测的实际供需情况确定当前所投入使用的增压管路的数量是否与设备燃料所需量相匹配的步骤包括：如果所述检测值不在预设范围内，则判定当前所投入使用的增压管路的数量与设备燃料所需量不匹配；
所述根据检测结果调整投入使用的增压管路的数量的步骤，包括：
若检测值大于预设值，则减少投入使用的增压管路的数量；
若检测值小于预设值，则增加投入使用的增压管路的数量。
一种燃用LNG设备的燃料增压系统，包括进液汇管、出液汇管、多个增压管路以及控制器，所述增压管路设置在所述进液汇管和所述出液汇管之间，多个所述增压管路并列设置，所述增压管路上分别设置进液截断阀和增压泵，所述控制器分别与所述进液截断阀和所述增压泵控制连接，所述控制器用于根据检测结果控制所述截断阀和/或所述增压泵。
所述出液汇管处设置压力检测元件，所述压力检测元件与所述控制器信号连接，所述压力检测元件检测所述出液汇管处的压力用于确定设备的实际供需情况。
在所述增压管路位于所述增压泵的下游设置压力检测元件，所述压力检测元件与所述控制器信号连接，所述压力检测元件检测所述增压泵的下游的压力用于确定设备的实际供需情况。
多个所述增压管路中的其中至少一个增压管路的进液截断阀包括电动执行机构，所述电动执行机构与所述控制器控制连接。
多个所述增压管路中的其中至少一个增压管路的进液截断阀包括气动执行机构，所述气动执行机构与所述控制器控制连接。
多个所述增压管路中的其中至少一个增压管路的进液截断阀包括手柄或手轮。
所述增压泵包括驱动机调节器，所述驱动机调节器与所述控制器控制连接。
所述增压管路上设置放散管路和止回阀，所述放散管路与所述控制器控制连接。
所述增压管路上设置回流管路，所述回流管路与所述增压泵连接。
所述进液汇管和所述出液汇管中包括用于缓冲的罐体。
本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：
采用本发明的燃用LNG设备的燃料增压控制方法及系统，用变工况下的需求用量来指导供给量的调节，调整投入使用的增压管路的数量适时调整供给量，使得从根源上减少放空气的产生，解决现有技术都从对已放空的气体进行处理的角度，导致的难以做到放空量最大减少的问题，从而解决现有技术的问题，实现大范围地调节供给量，以使设备所需量与供给量之间最大程度地贴合，从而使得各种工况下减少放空气的产生，即实现空载～中间～满载甚至过载的全工况下减少放空气的产生，以解决变工况下的放空多的问题，并节约能耗。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，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为本发明燃用LNG设备的增压控制方法示意图；
图2为本发明燃用LNG设备的增压系统示意图。
附图标记说明：
10 进液汇管
20 出液汇管
40 压力检测元件
50 控制器
60 放散管路
70 回流管路
100 增压管路
110 进液截断阀
120 增压泵
121 驱动机调节器
130 止回阀
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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。
以下结合附图，详细说明本发明各个实施例公开的技术方案。
如图1-2所示，本发明提供一种燃用LNG设备的燃料增压控制方法，该方法包括：
S10，检测设备的实际供需情况；
S15，根据所检测的实际供需情况确定当前所投入使用的增压管路的数量是否与设备燃料所需量相匹配；若不匹配，则
S20，根据检测结果调整投入使用的增压管路的数量。
本发明中的变工况，是指燃用LNG设备不同载荷下的各种工况，包括额定载荷下的额定工况、超过额定载荷下的过载工况、未加载荷下的空载工况，及载荷处于空载到额定载荷之间的中间载荷工况。变工况时设备所需的供液量也不同。
本发明的燃用LNG设备的燃料增压控制方法用变工况下的需求用量来指导供给量的调节，调整投入使用的增压管路的数量适时调整供给量，使得从根源上减少放空气的产生，解决现有技术从对已放空的气体进行处理的角度，导致的难以做到放空量最大减少的问题，从而解决现有技术的问题，实现各种工况下减少放空气的产生，以解决变工况下的放空多的问题。
本发明实施例中，步骤S10包括：检测出液汇管或增压管路出口处的压力，获得检测值；
步骤S15包括：如果所述检测值不在预设范围内，则判定当前所投入使用的增压管路的数量与设备燃料所需量不匹配；
如果所述检测值在预设范围内，说明现在实际供需达到平衡，当前所投入使用的增压管路的数量与设备燃料所需量相匹配，以该状态继续进行。
步骤S20，包括：
若检测值大于预设值，则减少投入使用的增压管路的数量；
若检测值小于预设值，则增加投入使用的增压管路的数量。
若检测值大于预设值，则说明供给量大于设备所需量，减少投入使用的增压管路的数量，减少供给量，直到达到供需平衡；
若检测值小于预设值，则说明供给量小于设备所需量，增加投入使用的增压管路的数量，增加供给量，直到达到供需平衡。
本发明的燃用LNG设备的燃料增压控制方法，根据供需关系，供给量小于设备所需量时，增加供给量，供给量大于设备所需量时，减少供给量，通过供给量的调节，即调整投入使用的增压管路的数量适时调整供给量，使得从根源上减少放空气的产生，解决现有技术都从对已放空的气体进行处理的角度，导致的难以做到放空量最大减少的问题，从而解决现有技术的问题，实现各种工况下减少放空气的产生。
如图2所示，本发明还提供一种燃用LNG设备的燃料增压系统，该增压系统包括进液汇管10、出液汇管20、多个增压管路100,200,……n00,以及控制器50，所述增压管路设置在所述进液汇管10和所述出液汇管20之间，多个所述增压管路并列设置，所述增压管路上分别设置进液截断阀110和增压泵120，所述控制器50分别与所述截断阀和所述增压泵120控制连接，所述控制器50用于根据检测结果控制所述进液截断阀110和/或所述增压泵120。
上述增压系统中，检测设备的实际供需情况，控制器50根据所检测的实际供需情况确定当前所投入使用的增压管路100的数量是否与设备燃料所需量相匹配；若不匹配，则根据检测结果调整投入使用的增压管路100的数量。用不同工况下的需求用量来指导供给量的调节，控制器50用于根据检测结果控制所述截断阀和/或所述增压泵120，以调整投入使用的增压管路100的数量适时调整供给量，使得从根源上减少放空气的产生，解决现有技术都从对已放空的气体进行处理的角度，导致的难以做到放空量最大减少的问题，从而解决现有技术的问题，实现各种工况下减少放空气的产生。
本发明实施例中可以所述出液汇管20处设置压力检测元件40，所述压力检测元件40与所述控制器50信号连接，所述压力检测元件40检测所述出液汇管20处的压力用于确定设备的实际供需情况。若压力检测元件40的检测值大于预设值，则说明供给量大于设备所需量，减少投入使用的增压管路100的数量，可以减少供给量，直到达到供需平衡；若压力检测元件40的检测值小于预设值，则说明供给量小于设备所需量，增加投入使用的增压管路100的数量，可以增加供给量，直到达到供需平衡。
本发明实施例中在所述增压管路100位于所述增压泵120的下游设置压力检测元件40，所述压力检测元件40与所述控制器50信号连接，所述压力检测元件40检测所述增压泵120的下游的压力用于确定设备的实际供需情况。若压力检测元件40的检测值大于预设值，则说明供给量大于设备所需量，减少投入使用的增压管路100的数量，可以减少供给量，直到达到供需平衡；若压力检测元件40的检测值小于预设值，则说明供给量小于设备所需量，增加投入使用的增压管路100的数量，可以增加供给量，直到达到供需平衡。
本发明实施例中，多个所述增压管路100中的其中至少一个增压管路100的进液截断阀110包括电动执行机构，所述电动执行机构与所述控制器50控制连接。控制器50可以通过控制电动执行机构的供电来实现进液截断阀110的开闭。
多个所述增压管路100中的其中至少一个增压管路100的进液截断阀110包括气动执行机构，所述气动执行机构与所述控制器50控制连接。控制器50可以通过控制气动执行机构的控制气路来实现进液截断阀110的开闭。
多个所述增压管路100中的其中至少一个增压管路100的进液截断阀110包括手动执行机构。操作人员可以手动控制手柄或手轮来实现进液截断阀110的开闭。
本发明中可以将多个增压管路100中的所述增压管路100中的进液截断阀110设置为电动控制的，也可以将多个增压管路100中的所以增压管路100中的进液截断阀110设置为气动控制的，也可以将将多个增压管路100中的所以增压管路100中的进液截断阀110设置为手动控制的，同时，三种控制方式也可以混合使用，即一个系统中可以包括三种控制方式。配置灵活，可以手动也可以自动，手动时控制系统发出指令，由操作人员来完成相关的切换。
本发明实施例中所述增压泵120包括驱动机调节器121，所述驱动机调节器121与所述控制器50控制连接。控制器50控制驱动机调节器121，从而控制增压泵120的启停和增压泵120的转速。
本发明实施例中，所述增压管路100上设置放散管路60和止回阀130，所述放散管路60与所述控制器50控制连接。由于压力变化，增压管路100中可能会出现气体，产生的气体可以通过放散管路60放散，由于严格控制了供需平衡，因此产生的气体量很少。设置的止回阀130用以避免介质向所在增压管路的增压泵的方向倒流。
所述增压管路100上设置回流管路70，所述回流管路70与所述增压泵120连接。增压泵120处压力变化，如果是柱塞泵摩擦生热，可能产生温度上升，使得液体气化，如果产生的气体，可以通过该回流管路70回流，可以回到供液设备中或放空。
本发明中设置n个增压管路100,200……n00，(n≥1，优选地n≥2)，可选地根据工况需要，相互之间的流量及额定压力相同，可选地相互间流量及额定压力不同。增压管路内的增压泵120可以进行流量调节(变频或通过管路调节流量)。可以根据需要给出适合数量的增压管路进行增压，实现大范围的不同工况下的供给流体量的调节。
配置多个增压管路时，例如配置的n个增压管路，中包含p个(1≤p≤n)增压管路，这p个增压管路的总处理量，在调节范围内，至少能够满足设备的最低流量。配置的n个增压管路，使得这n个增压管路的总处理量，在调节范围内，至少能够满足设备的各工况的总处理量。配置的n个增压管路，使得存在q个(p≤q≤n)增压管路，这q个增压管路的总处理量，在调节范围内，至少存在能够满足设备的各工况的中间处理量。这样配置的n个增压管路，可以满足设备的各工况的需求，实现大范围的调节。
配置好n个增压管路后，如下运行：
投入使用时，可先投入使用最小流量的增压管路，将出液汇管20实际压力与设备对应工况下的允许压力范围相比较，若实际压力处于允许的范围，则保持此状态下运行；若压力低于允许的压力下线P下限，则开启剩下未运行增压管路中最小排量的增压管路；重复上过程，直至实际压力处于当前工况下允许压力值之间；
工况变化时，根据实际压力和对应的工况下允许的压力上下限相比较，当实际压力低于工况下压力的下限，则在未运行的组件中开启处理量最低的增压管路；当实际压力高于工况下压力的上限，则关闭运行的所有增压管路的最低流量的增压管路。
按照上述控制方法及系统用变工况下的需求用量来指导供给量的调节，调整投入使用的增压管路的数量适时调整供给量，使得从根源上减少放空气的产生，解决现有技术都从对已放空的气体进行处理的角度，导致的难以做到放空量最大减少的问题，从而解决现有技术的问题，实现大范围调节供给量，以使设备所需量与供给量之间的贴合，减少各种工况下放空气的产生，即实现空载～中间～满载甚至过载的全工况下减少放空气的产生，以解决变工况下的放空多的问题，并节约能耗。
本方法及系统对所有以LNG为燃料的有热产生的设备均适用，这些设备包括热为设备输出品之一的热能设备，包括但不限于热能橇、热能半挂车、热能车等所有输出热的设备，还包括热不为热设备输出的设备(包括但不限于有热作为附属品产出的设备如燃机发电设备，燃机驱动的设备。
本发明上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理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权利要求范围之内。

Claims (11)

1.一种燃用LNG设备的燃料增压控制方法，其特征在于，包括
检测设备的实际供需情况；
根据所检测的实际供需情况确定当前所投入使用的增压管路的数量是否与设备燃料所需量相匹配；若不匹配，则
根据检测结果调整投入使用的增压管路的数量；
其中，所述增压管路设有增压泵；
所述检测设备的实际供需情况的步骤包括：压力检测元件设置于出液汇管处，检测出液汇管的压力，获得检测值；其中，多个所述增压管路并列设置并连接在进液汇管和所述出液汇管之间；
根据所检测的实际供需情况确定当前所投入使用的增压管路的数量是否与设备燃料所需量相匹配的步骤包括：如果所述检测值不在预设范围内，则判定当前所投入使用的增压管路的数量与设备燃料所需量不匹配；
所述根据检测结果调整投入使用的增压管路的数量，包括：
至少一个所述增压管路的总处理量，在调节范围内，至少应满足燃用LNG设备的燃料增压系统的最低流量。
2.根据权利要求1所述的燃用LNG设备的燃料增压控制方法，
所述根据检测结果调整投入使用的增压管路的数量的步骤包括：
若检测值大于预设值，则减少投入使用的增压管路的数量；
若检测值小于预设值，则增加投入使用的增压管路的数量。
3.一种燃用LNG设备的燃料增压系统，其特征在于，能够执行上述权利要求1-2的方法，所述燃用LNG设备的燃料增压系统包括进液汇管、出液汇管、多个增压管路以及控制器，所述增压管路设置在所述进液汇管和所述出液汇管之间，多个所述增压管路并列设置，所述增压管路上分别设置进液截断阀和增压泵，所述控制器分别与所述截断阀和所述增压泵控制连接，所述控制器用于根据检测结果控制所述进液截断阀和/或所述增压泵；
所述出液汇管处设置压力检测元件，所述压力检测元件与所述控制器信号连接，所述压力检测元件检测所述出液汇管处的压力用于确定设备的实际供需情况。
4.根据权利要求3所述的燃用LNG设备的燃料增压系统，其特征在于，在所述增压管路位于所述增压泵的下游设置压力检测元件，所述压力检测元件与所述控制器信号连接，所述压力检测元件检测所述增压泵的下游的压力用于确定设备的实际供需情况。
5.根据权利要求3所述的燃用LNG设备的燃料增压系统，其特征在于，多个所述增压管路中的其中至少一个增压管路的进液截断阀包括电动执行机构，所述电动执行机构与所述控制器控制连接。
6.根据权利要求3所述的燃用LNG设备的燃料增压系统，其特征在于，多个所述增压管路中的其中至少一个增压管路的进液截断阀包括气动执行机构，所述气动执行机构与所述控制器控制连接。
7.根据权利要求3所述的燃用LNG设备的燃料增压系统，其特征在于，多个所述增压管路中的其中至少一个增压管路的进液截断阀包括手柄或手轮。
8.根据权利要求3-7任一所述的燃用LNG设备的燃料增压系统，其特征在于，所述增压泵包括驱动机调节器，所述驱动机调节器与所述控制器控制连接。
9.根据权利要求8所述的燃用LNG设备的燃料增压系统，其特征在于，所述增压管路上设置放散管路和止回阀，所述放散管路与所述控制器控制连接。
10.根据权利要求9所述的燃用LNG设备的燃料增压系统，其特征在于，所述增压管路上设置回流管路，所述回流管路与所述增压泵连接。
11.根据权利要求3所述的燃用LNG设备的燃料增压系统，其特征在于，所述进液汇管和所述出液汇管中包括用于缓冲的罐体。
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