CN213810013U - 一种lng多泵智能联合加注橇 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LNG多泵智能联合加注橇，具体涉及液化天然气领域，包括橇框架，所述橇框架的内部固定安装有若干不锈钢组合管段，所述橇框架的内部固定安装有第一低温泵池，所述第一低温泵池的内部固定安装有低温离心泵，所述橇框架的顶端固定安装有燃气检测探头。本实用新型通过采用人工智能技术，使各设备间围绕共同目标，相互学习、相互适应，利用人工智能技术在控制系统中增加了运行状态实时监测，一旦监测到运行中信号断线、流量计掉电、压力传感器故障、人为误操作等，系统会自动停止加气作业，并将故障信息显示于控制系统显示界面，大大提高了工作效率和便于用户对故障做出判断，实现自动化、智能化。

Description

一种LNG多泵智能联合加注橇

技术领域

本实用新型实施例涉及液化天然气领域，具体涉及一种LNG多泵智能联合加注橇。

背景技术

液化天然气（简称LNG）作为低碳、清洁的能源，具有环保性、经济性、能量密度大、运输方便、安全性好、经济效益显著等的特性、船用领域以气带油市场空间广阔。据测算，使用LNG 作为燃料可以节约20％-30％的燃料费用。

目前，常规的槽车对液化天然气受注舶加注LNG的方式是由LNG槽车、加注软管和LNG动力船舶串联连接，LNG从LNG槽车经软管输送至LNG动力船舶的LNG储罐中，这种“一对一”的加注方式操作简单且安全快捷，在槽车加注中得到广泛应用，但在槽车对液化天然气受注船舶储罐LNG加注上，运用一辆车加注的时间较长，“一对一”的加注方式耗时耗力、加注效率较低，且运营成本高。而由于近期大型船舶LNG改造及新建大型LNG船舶的需求不稳定，直接建设规模较大的固定式LNG加注站为其进行配套加注，投资较大且风险高。

实用新型内容

为此，本实用新型实施例提供一种LNG多泵智能联合加注橇，通过采用人工智能技术，使各设备间围绕共同目标，相互学习、相互适应，利用人工智能技术在控制系统中增加了运行状态实时监测，一旦监测到运行中信号断线、流量计掉电、压力传感器故障、人为误操作等，系统会自动停止加气作业，并将故障信息显示于控制系统显示界面，大大提高了工作效率和便于用户对故障做出判断，实现自动化、智能化，已解决加注模式存在建站成本高、建设周期长，加注效率低、能耗高、BOG浪费量大、加注繁琐复杂、耗时耗力、智能化水平不高导致的问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：一种LNG多泵智能联合加注橇，包括橇框架，所述橇框架的内部固定安装有若干不锈钢组合管段，所述橇框架的内部固定安装有第一低温泵池，所述第一低温泵池的内部固定安装有低温离心泵，所述橇框架的顶端固定安装有燃气检测探头，所述不锈钢组合管段的外表面固定安装有安全阀，所述橇框架的顶端位于燃气检测探头的一侧固定安装有防爆灯，所述不锈钢组合管段的外表面位于安全阀的一侧固定安装有低温短轴截止阀，所述橇框架的内部位于第一低温泵池的一侧固定安装有第二低温泵池，所述橇框架的内壁固定安装有放散管道，所述不锈钢组合管段的外表面一侧固定安装有低温质量流量计，所述不锈钢组合管段的一端固定安装有第一拉断阀。

进一步地，所述不锈钢组合管段的外表面固定安装有第二拉断阀，所述不锈钢组合管段的外表面位于第二拉断阀的上方固定安装有第三拉断阀，所述不锈钢组合管段的外表面位于第二拉断阀的一侧固定安装有第四拉断阀。

进一步地，所述橇框架的内壁一侧固定安装有从站柜。

进一步地，所述第一低温泵池的顶端固定安装有低温液位传感器。

根据权利要求所述的一种LNG多泵智能联合加注橇，其特征在于：所述第一低温泵池的顶端位于低温液位传感器的一侧固定安装有温度变送器。

进一步地，所述橇框架的内壁四周固定安装有低温绝热管。

进一步地，所述橇框架的内部位于第一低温泵池与第二低温泵池之间固定安装有组合式汽化器。

本实用新型实施例具有如下优点：

1、本实用新型自动化、智能化程度高；常用的所有功能全部由PLC控制现场的紧急切断阀完成，无需操作人员频繁手动操作；各泵联合工作时，相互适应与协调配合性强；

2、所有工艺设备橇上集成，集成化高占地面积小，较少现场安装环节，建设周期短、效率高；

3、储罐橇体集成增压系统，可以给槽车卸车增压；

4、设计严密的压力和流速保护系统，使超压、过流保护更加准确可靠；

5、电路系统和管路系统相互隔离，保证系统防爆安全性；

6、原装进口的高精度质量流量计，并采用Modbus通信协议进行数据采集，保证加注计量的准确可靠性；

7、更加优化的泵池设计，尽可能的减少系统热损及气蚀损坏；

8、工艺流程合理、科学，最大限度减少运行时的BOG产生及排放量；

9、所有放散气体均汇流通过EAG加热器加热后再集中排放,确保放散的安全性；

10、内部液相管线采用真空绝热管路大大降低了系统的热损失；

11、站控各主要控制点采用紧急切断阀进行控制，在无电源或控制气源时，所有紧急切断阀均处于关闭状态，这种气动直接控制，防爆电磁阀间接控制阀门的方式有利于保证运行的可靠性和安全性，各紧急切断阀可实现远程控制，自动化控制更先进；

12、站控系统设有分级ESD控制系统，用于实现在站控需人工紧急控制停止的时候，用于区域或整个场站的控制，以确保整个加气站的安全性和可靠性；

13、安全控制可靠，出现安全事故时，系统自动声光电报警并启动安全控制流程，确保设备和人员的安全；

14、LNG卸车、加注防拉脱装置机械防拉脱原理是拉索或其它机械结构控制卸车液相上的紧急切断阀控制气路,当拉脱状况发生，就立即截断控制气源，使液相的紧急切断阀关闭，防止LNG流出避免事故扩大。且在适当的管路设计L型垂直力臂结构，弯曲部位削薄处理，利用杠杆原理使拉断在固定位置，缩小损失。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本实用新型提供的整体结构示意图；

图2为本实用新型提供的整体的侧视图；

图3为本实用新型提供的整体的俯视图。

图中：1橇框架、2不锈钢组合管段、3第一低温泵池、4低温离心泵、5燃气检测探头、6安全阀、7防爆灯、8低温短轴截止阀、9第二低温泵池、10放散管道、11低温质量流量计、12第一拉断阀、13第二拉断阀、14第三拉断阀、15第四拉断阀、16从站柜、17低温液位传感器、18温度变送器、19低温绝热管、20组合式汽化器。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

参照说明书附图1-3，该实施例的一种LNG多泵智能联合加注橇，包括橇框架1，所述橇框架1的内部固定安装有若干不锈钢组合管段2，所述橇框架1的内部固定安装有第一低温泵池3，所述第一低温泵池3的内部固定安装有低温离心泵4，所述橇框架1的顶端固定安装有燃气检测探头5，所述不锈钢组合管段2的外表面固定安装有安全阀6，所述橇框架1的顶端位于燃气检测探头5的一侧固定安装有防爆灯7，所述不锈钢组合管段2的外表面位于安全阀6的一侧固定安装有低温短轴截止阀8，所述橇框架1的内部位于第一低温泵池3的一侧固定安装有第二低温泵池9，所述橇框架1的内壁固定安装有放散管道10，所述不锈钢组合管段2的外表面一侧固定安装有低温质量流量计11，所述不锈钢组合管段2的一端固定安装有第一拉断阀12。

进一步地，所述不锈钢组合管段2的外表面固定安装有第二拉断阀13，所述不锈钢组合管段2的外表面位于第二拉断阀13的上方固定安装有第三拉断阀14，所述不锈钢组合管段2的外表面位于第二拉断阀13的一侧固定安装有第四拉断阀15。

进一步地，所述橇框架1的内壁一侧固定安装有从站柜16，各种传感器对温度、压力、液位等物理量进行自动监测，确保加气站各部分正常运行。

进一步地，所述第一低温泵池3的顶端固定安装有低温液位传感器17，用于对第一低温泵池3的液位进行检测。

根据权利要求4所述的一种LNG多泵智能联合加注橇，其特征在于：所述第一低温泵池3的顶端位于低温液位传感器17的一侧固定安装有温度变送器18，用于显示LNG温度且带信号输出的专用仪表。

进一步地，所述橇框架1的内壁四周固定安装有低温绝热管19，各核心部件的连接纽带，主要负责输送低温液体到各个部件。

进一步地，所述橇框架1的内部位于第一低温泵池3与第二低温泵池9之间固定安装有组合式汽化器20。

实施场景具体为：本实用LNG多泵智能联合加注橇设备主要由低温离心泵4、第一低温泵池3、第二低温泵池9、卸车增压器、组合式汽化器20以及和放散管道10、安全阀6、仪控系统等集成一起，集成化程度高，大大减少了建站的周期和成本；LNG多泵智能联合加注橇工艺流程是将集成于橇的所有设备通过PLC控制、上位机监控系统以及现场各项仪表实现LNG加注及相关设备的工艺流程控制，信号数据采集和状态监控，实现智能化控制；四台泵集成在一个橇框架1上，工作时需要3-4台泵同时工作，为了保证每台泵的正常工作从而保证加注橇的最大工作效率；在管道工艺设计上，须应尽量减少压力损失，减少LNG从每台泵出液口到汇管到加注软管这段管道间流动过程中产生涡流和紊流现象；将止回阀尽量靠近汇管设计制作，减少汇管上各支管的长度和容积，可有效减少LNG加注过程中在管道内产生的涡流和紊流，较小流速损失，提高加注效率；减少汇管上的支管数量和选用合理管径的支管，可有效减少LNG加注过程中在管道内产生的涡流和紊流，较小流速损失，提高加注效率；严格设备筛选，特别是压力变送器的实际测量精度和止回阀的开启压力尽量保存一致，确保各泵输出进入汇管前的压力保存一致；站控系统软件设计各泵监控通讯及管控机制，根据各泵输出压力调整各泵的工作频率，确保各泵输出进入汇管前的压力保存一致； 采用人工智能技术，建立数学模型和科学算法，加强设备系统间的相互学习和自适应；采用人工智能技术，严格控制执行低温离心泵4的自学习，通过控制系统软件加强低温离心泵4的相互学习和适应，实现多泵智能联合加注，提升整体效率。

工作原理：参照说明书附图1-3，LNG多泵智能联合加注橇主要有以下几方面工艺流程：管路惰化净化及泄漏测试流程、预冷流程、增压流程、加注流程、吹扫流程、惰化流程等。

1、管路惰化净化及泄漏测试流程

加注管路连接好后，须通入氮气吹扫，以便清除不锈钢组合管段2中水分及氧气，惰化操作直到加注管路中氧气体积含量小于 1%才结束，否则应进行第2次惰化操作，直到符合规定为止，惰化操作后，加注管路连接部分应用氮气增压至管线额定压力用以测试管线是否存在泄漏，在惰化满足要求后，需使用天然气对加注不锈钢组合管段2进行净化操作，排除加注不锈钢组合管段2中的氮气。

2、预冷流程

预冷操作的相关要求如下：

a) 在下列情况下应对加注管路及其设备进行预冷：

1) 初次投产前；

2) 长时间处于停运状态；

3) 维修、改造后再次投入使用。

b) 对泵和管路预冷时，当泵入口与溢流口温度均低于-100℃，且两者相差小于 3℃，再延时 15 分钟，则认为已经完成预冷；

c) 对质量流量计进行预冷，满足质量流量计的驱动增益要求，确保计量准确性；

d) 加注臂或加注软管的预冷应按照制造商的要求进行。

3、增压流程

由于槽车到达时储罐内压力通常只有1-2bar的压力，且槽车液位与低温离心泵4入口高度差较低，不能满足前低温离心泵4正常工作的进液口压力和流速，故需要用卸车增压器对槽车储罐进行增压，增压过程须严格监控槽车储罐内压力，不得导致槽车储罐安全阀6起跳。

4、加注流程

加注作业的相关要求如下：

a) 当液货舱手动阀门已经确认开启，相关工作人员在加注区域之外待命后，加注双方应通过约定 的通讯方式发出准备就绪的信号，并启动加注泵开始加注作业；

b) 加注传输过程中双方都要对系统压力、舱容和设备运行情况进行监控。如果监视发现有问题或 者出现问题的征兆，加注作业需要立刻停止，直到检查完毕和问题修复之后才能重新启动加注；

c) 为保持水上加注站液货舱和受注船燃料舱内温度相当及减少蒸发气体，在初始加注时需要采用 小流量输送方式，通过顶部加注对受注船燃料舱进行预冷降温，整个预冷过程应确保双方的加 注管路及附件达到预定的温度；

d) 当水上加注站液货舱和受注船燃料舱内温度相当及管路充分预冷后，可将顶部缓慢加注方式转 换到底部快速加注方式，在顶部缓慢加注时，先开启底部加注阀件再关闭顶部阀件，防止超压现象出现，在加注速率的限制范围内逐渐增大加注泵流量，如受注船燃料舱出现温度和压力偏高现象，可以再次转换到顶部加注方式进行预冷降温，也可采用顶部加注和底部加注两种方式 交替进行；

e) 当总的燃料加注量快达到时，加注速率应降至商定的补足速率，后的加注阶段要对受注船的燃料舱液面和压力进行密切监视，以防止过充或溢流；

f) 管道内液相液化天然气流速不应超过 10m/s，气相液化天然气流速不宜超过15m/s；

g) 受注船燃料舱处于高液位水平时，操作人员应先于 ESD 系统采取相应动作，切断加注过程以避 免燃料舱溢流；

h) 当商定的加注量已经完成时，受注船上的工作人员需要通过约定的通讯方式通知水上加注站的 工作人员停止加注传输。

5、吹扫流程

管线吹扫工作的相关要求如下：

a) 加注作业停泵后，应进行管线排残及吹扫操作；

b) 加注液相管路 LNG 吹扫。在加注过程中利用泵后 LNG 的一部分进行气化，气体储存在 BOG 储罐中，其压力控制在 1.1～1.2MPa。加液完成后，利用该天然气在加注管路对液相管路进行吹扫， 将一部分 LNG 吹进受注船，另一部分 LNG 吹回储罐；

c) 加注气相管路吹扫，加注完成后关闭水上加注站和受注船两侧阀门，对管路气相进行放空操作，当放散出口无放散声，放空阀无结霜现象时，关闭放空阀，完成吹扫工作。

6、惰化流程

当加注管路吹扫完毕后，软管内将会含有一定量的天然气，为避免可燃气体残留在管路内可能带来的危害，在关闭所有阀件和拆除连接管路之前，需对管路进行惰化处理，在惰化管路时，测量管路连接处的天然气体积含量应不超过 2%。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种LNG多泵智能联合加注橇，包括橇框架（1），其特征在于：所述橇框架（1）的内部固定安装有若干不锈钢组合管段（2），所述橇框架（1）的内部固定安装有第一低温泵池（3），所述第一低温泵池（3）的内部固定安装有低温离心泵（4），所述橇框架（1）的顶端固定安装有燃气检测探头（5），所述不锈钢组合管段（2）的外表面固定安装有安全阀（6），所述橇框架（1）的顶端位于燃气检测探头（5）的一侧固定安装有防爆灯（7），所述不锈钢组合管段（2）的外表面位于安全阀（6）的一侧固定安装有低温短轴截止阀（8），所述橇框架（1）的内部位于第一低温泵池（3）的一侧固定安装有第二低温泵池（9），所述橇框架（1）的内壁固定安装有放散管道（10），所述不锈钢组合管段（2）的外表面一侧固定安装有低温质量流量计（11），所述不锈钢组合管段（2）的一端固定安装有第一拉断阀（12）。

2.根据权利要求1所述的一种LNG多泵智能联合加注橇，其特征在于：所述不锈钢组合管段（2）的外表面固定安装有第二拉断阀（13），所述不锈钢组合管段（2）的外表面位于第二拉断阀（13）的上方固定安装有第三拉断阀（14），所述不锈钢组合管段（2）的外表面位于第二拉断阀（13）的一侧固定安装有第四拉断阀（15）。

3.根据权利要求1所述的一种LNG多泵智能联合加注橇，其特征在于：所述橇框架（1）的内壁一侧固定安装有从站柜（16）。

4.根据权利要求1所述的一种LNG多泵智能联合加注橇，其特征在于：所述第一低温泵池（3）的顶端固定安装有低温液位传感器（17）。

5.根据权利要求4所述的一种LNG多泵智能联合加注橇，其特征在于：所述第一低温泵池（3）的顶端位于低温液位传感器（17）的一侧固定安装有温度变送器（18）。

6.根据权利要求1所述的一种LNG多泵智能联合加注橇，其特征在于：所述橇框架（1）的内壁四周固定安装有低温绝热管（19）。

7.根据权利要求1所述的一种LNG多泵智能联合加注橇，其特征在于：所述橇框架（1）的内部位于第一低温泵池（3）与第二低温泵池（9）之间固定安装有组合式汽化器（20）。

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