CN115342296A - 一种基于在线称重的液氮快速智能充装系统 - Google Patents

一种基于在线称重的液氮快速智能充装系统 Download PDF

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Abstract

本发明属于液氮充装技术领域，具体提供了一种基于在线称重的液氮快速智能充装系统，包括在线称重台、DCS控制器、充装管路及装有液氮的平底罐，在线称重台用于实施监测槽车的重量；DCS控制器根据在线称重台所监测到的重量数据信息，判断槽车是否充定，若未充定，则控制充装管路导通以充装液氮；若充定，则控制液氮加压泵关闭以停止充装液氮。整个液氮充装全过程由DCS控制器智能控制，且液氮充装重量精准；通过液氮加压泵将平底罐内液氮加压到一定压力后充入槽车，由于加压泵后的液氮以高于槽车压力充入槽车，充车速度快节约充装时间；此外，槽车不必边充液边排放气体，从而减少了液氮损耗。

Description

一种基于在线称重的液氮快速智能充装系统
技术领域
本发明涉及液氮充装技术领域，更具体地，涉及一种基于在线称重的液氮快速智能充装系统。
背景技术
空分装置所产液氮一般储存在大型平底罐中，平底罐设计压力较低一般为20KPa，运行压力更低。液氮外销时，传统工艺是依靠平底罐自身静压力对液体槽车进行充装。由于充装压力不高，存在以下不足：
(1)为了保证充入槽车，槽车必须边充液边排放气体(给槽车降压)，造成液氮损耗；
(2)充装速度慢，充装时间较长影响销售进度；
(3)充装前槽车先磅秤称重，转场液氮充装，通过管路流量计累计值达到充装量后停止充装，再转场称磅秤重，用充装前、后的称重值的差值来进行销售结算，工序复杂，与销售目标量有偏差。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的传统液氮充装工序复杂且效率低的技术问题。
本发明提供了一种基于在线称重的液氮快速智能充装系统，包括在线称重台、DCS控制器、充装管路及装有液氮的平底罐，所述充装管路一端连接平底罐，另一端用于接通至槽车以充装液氮；
所述在线称重台用于实施监测所述槽车的重量；
所述DCS控制器根据所述在线称重台所监测到的重量数据信息，判断槽车是否充定，若未充定，则控制所述充装管路导通以充装液氮；若充定，则控制所述液氮加压泵关闭以停止充装液氮。
优选地，所述充装管路上沿着液氮充装流向依次设有进泵自动阀、液氮加压泵及泵后充车自动阀；
所述进泵自动阀入口与所述平底罐连接，所述进泵自动阀出口与所述液氮加压泵连接，所述液氮加压泵出口与所述泵后充车自动阀连接，所述泵后充车自动阀与槽车连接；
所述DCS控制器用于根据所述在线称重台的重量数据信息以控制进泵自动阀、液氮加压泵及泵后充车自动阀的开启或关闭。
优选地，当所述DCS控制器根据所述在线称重台所监测到的重量数据信息判断槽车未充定时，则控制所述进泵自动阀、液氮加压泵及泵后充车自动阀依次开启；
当所述DCS控制器根据所述在线称重台所监测到的重量数据信息判断槽车充定时，则控制所述进泵自动阀、液氮加压泵及泵后充车自动阀依次关闭。
优选地，所述充装管路上设有泵后排放自动阀，所述泵后排放自动阀位于所述液氮加压泵及泵后充车自动阀之间。
优选地，所述充装管路上设有泵后排放手动阀，所述泵后排放手动阀位于所述泵后排放自动阀的前面。
优选地，所述充装管路上设有泵后压力传感器，所述泵后压力传感器位于所述液氮加压泵的出口处，所述泵后压力传感器与所述DCS控制器电连接。
优选地，所述充装管路上设有槽车入口压力传感器，所述槽车入口压力传感器位于所述槽车入口处，所述槽车入口压力传感器与所述DCS控制器电连接。
优选地，所述充装管路上设有充车止回阀，所述充车止回阀位于所述泵后充车自动阀与所述槽车之间。
优选地，所述充装管路上设有泵后充车手动阀，所述泵后充车手动阀位于所述泵后充车自动阀的前方。
优选地，所述充装管路上设有管路安全排放阀，所述管路安全排放阀位于所述液氮加压泵及泵后充车自动阀之间。
有益效果：本发明提供的一种基于在线称重的液氮快速智能充装系统，包括在线称重台、DCS控制器、充装管路及装有液氮的平底罐，所述充装管路一端连接平底罐，另一端用于接通至槽车以充装液氮；所述在线称重台用于实施监测所述槽车的重量；所述DCS控制器根据所述在线称重台所监测到的重量数据信息，判断槽车是否充定，若未充定，则控制所述充装管路导通以充装液氮；若充定，则控制所述液氮加压泵关闭以停止充装液氮。整个液氮充装全过程由DCS控制器智能控制，自动开启、关闭液氮加压泵及相应管路，实现了智能充装，且液氮销售重量精准；通过液氮加压泵将平底罐内液氮加压到一定压力后充入槽车，由于加压泵后的液氮以高于槽车压力充入槽车，充车速度快节约充装时间；此外，槽车不必边充液边排放气体，从而减少了液氮损耗。
附图说明
图1为本发明提供的一种基于在线称重的液氮快速智能充装系统框图。
附图标记说明：1-进泵自动阀；2-液氮加压泵；3-泵后压力传感器；4-管路安全排放阀；5-泵后充车手动阀；6-泵后充车自动阀；7-充车止回阀；8-槽车入口压力传感器；9-在线称重台；10-泵后排放手动阀；11-泵后排放自动阀；12-DCS控制器；13-平底罐。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
图1为本发明提供的一种基于在线称重的液氮快速智能充装系统，包括在线称重台9、DCS控制器12、充装管路及装有液氮的平底罐13，所述充装管路一端连接平底罐13，另一端用于接通至槽车以充装液氮；所述在线称重台9用于实施监测所述槽车的重量；所述DCS控制器12根据所述在线称重台9所监测到的重量数据信息，判断槽车是否充定，若未充定，则控制所述充装管路导通以充装液氮；若充定，则控制所述液氮加压泵2关闭以停止充装液氮。其中，充定即根据需要充到一定的量。
整个液氮充装全过程由DCS控制器12智能控制，自动开启、关闭液氮加压泵2及相应管路，实现了智能充装，且液氮销售重量精准；通过液氮加压泵2将平底罐13内液氮加压到一定压力后充入槽车，由于加压泵后的液氮以高于槽车压力充入槽车，充车速度快节约充装时间；此外，槽车不必边充液边排放气体，从而减少了液氮损耗。
通过液氮加压泵2将平底罐13内液氮加压到一定压力后充入槽车，快速充装充装时间短，减少槽车排放损失。槽车始终在线称重，DCS控制器12通过计算充装前和充装实时值的差值，自动开启、关闭液氮加压泵2，按设定量精确充装，直接结算减少工序。并设有相关自动保护设施。
优选的方案，所述充装管路上沿着液氮充装流向依次设有进泵自动阀1、液氮加压泵2及泵后充车自动阀6；
所述进泵自动阀1入口与所述平底罐13连接，所述进泵自动阀1出口与所述液氮加压泵2连接，所述液氮加压泵2出口与所述泵后充车自动阀6连接，所述泵后充车自动阀6与槽车连接；
所述DCS控制器12用于根据所述在线称重台9的重量数据信息以控制进泵自动阀1、液氮加压泵2及泵后充车自动阀6的开启或关闭。
优选的方案，充装管路包括DCS控制器12，及沿着液氮充装流向依次设置的进泵自动阀1、液氮加压泵2及泵后充车自动阀6；所述进泵自动阀1入口与平底罐13连接，所述进泵自动阀1出口与所述液氮加压泵2连接，所述液氮加压泵2出口与所述泵后充车自动阀6连接，所述泵后充车自动阀6与槽车连接；所述DCS控制器12用于控制进泵自动阀1、液氮加压泵2及泵后充车自动阀6的开启或关闭。通过DCS控制器12集体控制进泵自动阀1、液氮加压泵2及泵后充车自动阀6的统一开启或关闭，只需要给出一个开关信号即可，不需要用到计算机程序，操作简单。DCS控制器12的开关信号的发出可以是通过人工去操作，也可以是自动定时触发或者通过外界信号条件触发。比如DCS控制器12接收在线称重台9的重量信息，当重量信息达到预设值时(说明槽车已充定液氮)，DCS控制器12则触发关闭信号，自动控制关闭进泵自动阀1、液氮加压泵2及泵后充车自动阀6，否则就自动控制开启。
优选的方案，当所述DCS控制器12根据所述在线称重台9所监测到的重量数据信息判断槽车未充定时，则控制所述进泵自动阀1、液氮加压泵2及泵后充车自动阀6依次开启；
当所述DCS控制器12根据所述在线称重台9所监测到的重量数据信息判断槽车充定时，则控制所述进泵自动阀1、液氮加压泵2及泵后充车自动阀6依次关闭。
优选的方案，所述充装管路上设有泵后排放自动阀11，所述泵后排放自动阀11位于所述液氮加压泵2及泵后充车自动阀6之间。泵后排放手动阀10位于所述泵后排放自动阀11的前面。泵后压力传感器3位于所述液氮加压泵2的出口处，所述泵后压力传感器3与所述DCS控制器12电连接。槽车入口压力传感器8位于所述槽车入口处，所述槽车入口压力传感器8与所述DCS控制器12电连接。充车止回阀7位于所述泵后充车自动阀6与所述槽车之间。泵后充车手动阀5位于所述泵后充车自动阀6的前方。管路安全排放阀4位于所述液氮加压泵2及泵后充车自动阀6之间。具体的工作原理如下：
通过液氮加压泵2将平底罐13内液氮加压到一定压力后充入槽车，实现快速充装。使得充装时间缩短，减少槽车排放损失。槽车始终在线称重，DCS控制器12通过计算充装前和充装实时值的差值，按设定量精确充装，直接结算减少工序。充装全过程由DCS控制器12智能控制，自动开启、关闭液氮加压泵2及相应管路，实现智能充装。
具体过程如下：
第一步，将槽车移动至在线称重台9上，槽车通过快速接头与充装管路相连接，充装管路的另一端与平底罐13连通，平底罐13内填装有液氮。其中，充装管路上设有一系列的泵及阀。
第二步，DCS控制器12以接收到的销售重量作为设定值，开始启动充装程序，同时实时接收在线称重台上的重量数据信息，便可以实时掌握槽车的整体重量。
第三步，充装程序开启后，首先开启进泵自动阀1，此时液氮从平底罐13内放出至液氮加压泵2的前端，利用液氮本身的低温对液氮加压泵2进行预冷。通过在设定时间内进行冷却，然后再开启液氮加压泵2，同时关闭泵后充车自动阀6，此时泵后排放手动阀10一直处于开状态，DCS控制器12控制泵后排放自动阀11，先将充装管路内的空气和液体排出。
第四步，设定时间过后，对液氮加压泵2和充装管路预冷完毕。关闭泵后排放自动阀11，DCS控制器控制关闭泵后排放自动阀11，并控制开启泵后充车自动阀6，液氮加压泵2将液氮加压后向槽车进行充液。
第五步，槽车始终在在线称重台9上称重，并通过DCS控制器12来进行分析实时重量。当充装前和充装实时值的差值，差值即为充装的液氮重量。
当该差值达到设定值后，关闭平底罐13内的液氮充车泵，关闭泵后充车自动阀6，关闭进泵自动阀1，开启泵后排放自动阀11排出管路残液后关闭。
其中，在充装过程中，通过泵后压力传感器3及槽车入口压力传感器8分别实时监测液氮加压泵2出口处的管路压力及槽车入口处的管路压力。当监测时发现液氮加压泵2后的管路压力检测值偏高或槽车入口管路压力检测值超过设定值时，DCS控制器12立即依次控制关闭液氮加压泵2、关闭泵后充车自动阀6及关闭进泵自动阀1。然后开启泵后排放自动阀11排出充装管路的残液，以保护充装系统和槽车。并报警提示处理。
优选的方案，在泵后充车自动阀6的后面充装管路上设有充车止回阀7，用于防止槽车液氮返流回平底罐13。
优选的方案，在泵后排放自动阀11的前面充装管路上配置泵后排放手动阀10，泵后排放手动阀10处于常开状态，当泵后排放自动阀11需要检修维护时手动关闭泵后排放手动阀10即可，方便高效，且不会影响到整个充装管路的正常工作。
优选的方案，在泵后充车自动阀6的前面充装管路上设有泵后充车手动阀5，泵后充车手动阀5处于常开状态，当泵后充车自动阀6需要检修维护时手动关闭泵后充车手动阀5即可，方便高效，且不会影响到整个充装管路的正常工作。
优选的方案，在液氮加压泵2的后面充装管路上安装有管路安全排放阀4，当充装管路超压时，管路安全排放阀4(机械式)打开放空充装管路以保护整个充装系统。
需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于在线称重的液氮快速智能充装系统，其特征在于，包括在线称重台、DCS控制器、充装管路及装有液氮的平底罐，所述充装管路一端连接平底罐，另一端用于接通至槽车以充装液氮；
所述在线称重台用于实施监测所述槽车的重量；
所述DCS控制器根据所述在线称重台所监测到的重量数据信息，判断槽车是否充定，若未充定，则控制所述充装管路导通以充装液氮；若充定，则控制所述液氮加压泵关闭以停止充装液氮。
2.根据权利要求1所述的基于在线称重的液氮快速智能充装系统，其特征在于，所述充装管路上沿着液氮充装流向依次设有进泵自动阀、液氮加压泵及泵后充车自动阀；
所述进泵自动阀入口与所述平底罐连接，所述进泵自动阀出口与所述液氮加压泵连接，所述液氮加压泵出口与所述泵后充车自动阀连接，所述泵后充车自动阀与槽车连接；
所述DCS控制器用于根据所述在线称重台的重量数据信息以控制进泵自动阀、液氮加压泵及泵后充车自动阀的开启或关闭。
3.根据权利要求2所述的基于在线称重的液氮快速智能充装系统，其特征在于，当所述DCS控制器根据所述在线称重台所监测到的重量数据信息判断槽车未充定时，则控制所述进泵自动阀、液氮加压泵及泵后充车自动阀依次开启；
当所述DCS控制器根据所述在线称重台所监测到的重量数据信息判断槽车充定时，则控制所述进泵自动阀、液氮加压泵及泵后充车自动阀依次关闭。
4.根据权利要求2所述的基于在线称重的液氮快速智能充装系统，其特征在于，所述充装管路上设有泵后排放自动阀，所述泵后排放自动阀位于所述液氮加压泵及泵后充车自动阀之间。
5.根据权利要求4所述的基于在线称重的液氮快速智能充装系统，其特征在于，所述充装管路上设有泵后排放手动阀，所述泵后排放手动阀位于所述泵后排放自动阀的前面。
6.根据权利要求2所述的基于在线称重的液氮快速智能充装系统，其特征在于，所述充装管路上设有泵后压力传感器，所述泵后压力传感器位于所述液氮加压泵的出口处，所述泵后压力传感器与所述DCS控制器电连接。
7.根据权利要求2或6所述的基于在线称重的液氮快速智能充装系统，其特征在于，所述充装管路上设有槽车入口压力传感器，所述槽车入口压力传感器位于所述槽车入口处，所述槽车入口压力传感器与所述DCS控制器电连接。
8.根据权利要求2所述的基于在线称重的液氮快速智能充装系统，其特征在于，所述充装管路上设有充车止回阀，所述充车止回阀位于所述泵后充车自动阀与所述槽车之间。
9.根据权利要求2所述的基于在线称重的液氮快速智能充装系统，其特征在于，所述充装管路上设有泵后充车手动阀，所述泵后充车手动阀位于所述泵后充车自动阀的前方。
10.根据权利要求2所述的基于在线称重的液氮快速智能充装系统，其特征在于，所述充装管路上设有管路安全排放阀，所述管路安全排放阀位于所述液氮加压泵及泵后充车自动阀之间。
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