CN215890414U - 一种压缩天然气加气站压缩机组出厂测试平台 - Google Patents

Abstract

本申请涉及压缩机组测试设备技术领域，尤其涉及一种压缩天然气加气站压缩机组出厂测试平台，以解决现有技术测试过程中无法模拟现场实际工况。该平台包括第一压缩天然气储气瓶具有第一输送口，第一输送口连通有第一管路，第一管路上连通有第一压力传感器与第一控制阀门。第一输送口通过第一管路与压缩机组的入口相连通，压缩机组的出口连通有第二管路，第二管路上连通有第二压力传感器、背压阀组、第三压力传感器、第二控制阀门与第四压力传感器。第二压力传感器用于检测出口的压力。第三压力传感器用于检测背压阀组的压力。第二压缩天然气储气瓶具有第二输送口，第二输送口与第二管路相连通。本申请用于压缩机组测试。

Description

一种压缩天然气加气站压缩机组出厂测试平台

技术领域

本申请涉及压缩机组测试设备技术领域，尤其涉及一种压缩天然气加气站压缩机组出厂测试平台。

背景技术

CNG(压缩天然气)压缩机组是CNG加气子站最核心设备，它的作用是将CNG槽车中的天然气增压后注入CNG站用储气瓶组或储气井中(CNG站用储气瓶组和储气井的作用是一样的，CNG加气站上储存天然气，下文简称“站用储气瓶组”)，压缩机组的气源是CNG槽车，站用储气瓶组的气体来自压缩机组，同时站用储气瓶组气体通过加气机给天然气燃料汽车充气，工作过程中CNG槽车的压力和站用储气瓶组的压力时刻变化，即CNG槽车压力(压缩机组气源压力)逐渐降低，站用储气瓶组的压力(压缩机组排气压力)在一定范围内波动。压缩机组的性能及运行的稳定性直接影响加气站的效率，影响客户的利益，影响城市交通运输。然而目前CNG压缩机组出厂前需要测试。

在实现上述测试的过程中，至少存在如下问题：无法模拟现场实际工况，压缩机组性能及稳定性无法得到保证。

实用新型内容

本申请的实施例提供一种压缩天然气加气站压缩机组出厂测试平台，用于解决现有技术测试过程中无法模拟现场实际工况，压缩机组性能及稳定性无法得到保证的问题。

为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：

本申请实施例提供了一种压缩天然气加气站压缩机组出厂测试平台。该压缩天然气加气站压缩机组出厂测试平台包括第一压缩天然气储气瓶与第二压缩天然气储气瓶。第一压缩天然气储气瓶具有第一输送口，第一输送口连通有第一管路，第一管路上连通有第一压力传感器与第一控制阀门。第一压力传感器用于检测第一压缩天然气储气瓶的压力。第一输送口通过第一管路与压缩机组的入口相连通，压缩机组的出口连通有第二管路。第二管路上连通有第二压力传感器、背压阀组、第三压力传感器、第二控制阀门与第四压力传感器。第二压力传感器用于检测出口的压力。第三压力传感器用于检测背压阀组的压力。第二压缩天然气储气瓶具有第二输送口，第二输送口与第二管路相连通，第四压力传感器用于检测第二压缩天然气储气瓶的压力。

本申请实施例提供的压缩天然气加气站压缩机组出厂测试平台。在使用时，以第一压缩天然气储气瓶模拟CNG槽车。第二压缩天然气储气瓶模拟加气站固定式储气瓶。打开第一控制阀门和第二控制阀门。第一压缩天然气储气瓶中的高压气体通过第一压力传感器进入压缩机组中。经过压缩机组增压后的气体依次经过第二压力传感器、背压阀组、第三压力传感器、第二控制阀门与第四压力传感器进入低压的第二压缩天然气储气瓶。第一压力传感器检测第一压缩天然气储气瓶的压力。第二压力传感器检测压缩机组排气的压力。第三压力传感器检测背压阀组的设定压力值。第四压力传感器检测第二压缩天然气储气瓶的压力。并记录测试数据，以满足模拟现场实际工况，压缩机组性能及稳定性得到保证。

可选地，第二管路上连通有第一止回阀，第一止回阀位于压缩机组与第二压力传感器之间。第一压力传感器位于第一压缩天然气储气瓶与第一控制阀门之间。背压阀组位于第二压力传感器与第三压力传感器之间。第二控制阀门位于第三压力传感器与第四压力传感器之间。

可选地，压缩天然气加气站压缩机组出厂测试平台还包括第三管路、第四管路与第五管路。第三管路的一端与第一管路相连通。第三管路和第一管路连通处位于第一控制阀门与压缩机组之间，第三管路的另一端与第二管路相连通。第三管路和第二管路连通处位于第二控制阀门与第四压力传感器之间。第三管路上连通有第三控制阀门。第四管路的一端与第一管路相连通，第四管路和第一管路相连通处位于第一压力传感器与第一控制阀门之间。第四管路的另一端与第二管路相连通，第四管路和第二管路连通处位于第二控制阀门与第三压力传感器之间。第四管路上连通有第四控制阀门。第五管路的一端与第一管路相连通，第三管路和第一管路的连通处位于第五管路和第一管路连通处与第一控制阀门之间。第五管路上连通有第五控制阀门。

可选地，第五管路上连通有第二止回阀。

可选地，第一管路上连通有第三止回阀，第三止回阀位于第五管路和第一管路连通处与第三管路和第一管路连通处之间。

可选地，第一管路上连通有流量计，流量计位于第三管路和第一管路连通处与第三止回阀之间。

可选地，压缩天然气加气站压缩机组出厂测试平台还包括控制器，该控制器与第一压力传感器的控制端、第四压力传感器的控制端、第一控制阀门的控制端、第二控制阀门的控制端、第三控制阀门的控制端、第四控制阀门的控制端与第五控制阀门的控制端相连接。控制器用于采集获取第一压力传感器与第四压力传感器的压力值，并向第一控制阀门的控制端、第二控制阀门的控制端、第三控制阀门的控制端、第四控制阀门的控制端与第五控制阀门的控制端发送控制指令。控制指令用于指示第一控制阀门、第二控制阀门、第三控制阀门、第四控制阀门与第五控制阀门的开启与关闭。

可选地，控制器与流量计的控制器相连接，控制器用于采集获取流量计的流量值。

可选地，控制器与第二压力传感器以及第三压力传感器的控制端相连接，控制器用于采集获取第二压力传感器与第三压力传感器的压力值。

可选地，第一控制阀门、第二控制阀门、第三控制阀门、第四控制阀门与第五控制阀门均为气动球阀。

附图说明

图1为现有技术提供的压缩天然气子站压缩机组出厂测试平台的一种模块结构示意图；

图2为本申请实施例提供的压缩天然气加气站压缩机组出厂测试平台的一种模块结构示意图；

图3为本申请实施例提供的压缩天然气加气站压缩机组出厂测试平台的另一种模块结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种控制系统的流程示意图；

图5为本申请实施例提供的一种用于控制阀门的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”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申请和简化描述，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，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；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申请中的具体含义。

压缩天然气子站压缩机组出厂测试不能对整机进行全工况的测试。参照图1所示为现有技术测试平台包括气瓶10与第一压缩机组20。第一压缩机组入口通过第一输送管道30与气瓶出口相连通，在该第一输送管道30上连通有用于放气的放气阀40与用于补气的补气阀50。第一压缩机组出口通过第二输送管道60与气瓶入口相连通。第二输送管道60上连通有手动调节阀70。在测试的过程中，无法模拟现场CNG槽车和站用储气瓶组压力时刻变化的工况。只能使用氮气或空气测试，机组压力、温度与流量等参数测试数据偏差大。

本申请实施例提供了一种压缩天然气加气站压缩机组出厂测试平台。参照图2所示该压缩天然气加气站压缩机组出厂测试平台包括第一压缩天然气储气瓶1与第二压缩天然气储气瓶2。第一压缩天然气储气瓶1具有第一输送口，第一输送口连通有第一管路100，第一管路100上连通有第一压力传感器3与第一控制阀门4。第一压力传感器3用于检测第一压缩天然气储气瓶1的压力。第一输送口通过第一管路100与压缩机组7的入口相连通，压缩机组7的出口连通有第二管路200，第二管路200上连通有第二压力传感器11、背压阀组12、第三压力传感器13、第二控制阀门17与第四压力传感器14。第二压力传感器11用于检测出口的压力。第三压力传感器13用于检测背压阀组12的压力。第二压缩天然气储气瓶2具有第二输送口，第二输送口与第二管路200相连通，第四压力传感器14用于检测第二压缩天然气储气瓶2的压力。

本申请实施例提供的压缩天然气加气站压缩机组出厂测试平台。在使用时，以第一压缩天然气储气瓶1模拟CNG槽车。第二压缩天然气储气瓶2模拟加气站固定式储气瓶。打开第一控制阀门4和第二控制阀门17。第一压缩天然气储气瓶1中的高压气体通过第一压力传感器3进入压缩机组7中。经过压缩机组7增压后的气体依次经过第二压力传感器11、背压阀组12、第三压力传感器13、第二控制阀门17与第四压力传感器14进入低压的第二压缩天然气储气瓶2。第一压力传感器3检测第一压缩天然气储气瓶1的压力。第二压力传感器11检测压缩机组7排气的压力。第三压力传感器13检测背压阀组的设定压力值。第四压力传感器14检测第二压缩天然气储气瓶2的压力。并记录测试数据，以满足模拟现场实际工况，压缩机组7性能及稳定性得到保证。

在本申请的一些实施例中，为了切换测试过程，以第二压缩天然气储气瓶2模拟CNG槽车。第一压缩天然气储气瓶1模拟加气站固定式储气瓶。参照图3所示第二管路200上连通有第一止回阀10，第一止回阀10位于压缩机组7与第二压力传感器11之间。第一压力传感器3位于第一压缩天然气储气瓶1与第一控制阀门4之间。背压阀组12位于第二压力传感器11与第三压力传感器13之间。第二控制阀门17位于第三压力传感器13与第四压力传感器14之间。压缩天然气加气站压缩机组出厂测试平台还包括第三管路300、第四管路400与第五管路500。第三管路300的一端与第一管路100相连通。第三管路300和第一管路100连通处位于第一控制阀门4与压缩机组7之间，第三管路300的另一端与第二管路200相连通。第三管路300和第二管路200连通处位于第二控制阀门17与第四压力传感器14之间。第三管路300上连通有第三控制阀门15。第四管路400的一端与第一管路100相连通，第四管路400和第一管路100相连通处位于第一压力传感器3与第一控制阀门4之间。第四管路400的另一端与第二管路200相连通，第四管路400和第二管路200连通处位于第二控制阀门17与第三压力传感器13之间。第四管路400上连通有第四控制阀门16。第五管路500的一端与第一管路100相连通，第三管路300和第一管路100的连通处位于第五管路500和第一管路100连通处与第一控制阀门4之间。第五管路500上连通有第五控制阀门8。第五管路500上连通有第二止回阀9。第一管路100上连通有第三止回阀6，第三止回阀6位于第五管路500和第一管路100连通处与第三管路300和第一管路100连通处之间。第一管路100上连通有流量计5，流量计5位于第三管路300和第一管路100连通处与第三止回阀6之间。

基于上述基础，为了便于控制与数据记录。参照图4所示压缩天然气加气站压缩机组出厂测试平台还包括控制器600，该控制器600可以是PLC控制器。该控制器600与第一压力传感器3的控制端、第四压力传感器14的控制端、第一控制阀门4的控制端、第二控制阀门17的控制端、第三控制阀门15的控制端、第四控制阀门16的控制端与第五控制阀门8的控制端相连接。控制器600用于采集获取第一压力传感器3与第四压力传感器14的压力值，并向第一控制阀门4的控制端、第二控制阀门17的控制端、第三控制阀门15的控制端、第四控制阀门16的控制端与第五控制阀门8的控制端发送控制指令。控制指令用于指示第一控制阀门4、第二控制阀门17、第三控制阀门15、第四控制阀门16与第五控制阀门8的开启与关闭。控制器600与流量计5的控制器600相连接，控制器600用于采集获取流量计5的流量值。控制器600与第二压力传感器11以及第三压力传感器13的控制端相连接，控制器600用于采集获取第二压力传感器11与第三压力传感器13的压力值。

基于上述基础，具体的测试流程：第一压缩天然气储气瓶1模拟CNG槽车，第二压缩天然气储气瓶2模拟加气站固定式储气瓶组。首先打开第一控制阀门4和第二控制阀门17。关闭第三控制阀门15、第四控制阀门16与第五控制阀门8。第一压缩天然气储气瓶1中的高压气体(空气、氮气或天然气)依次通过第一压力传感器3、第一控制阀门4、流量计5与第三止回阀6进入压缩机组7，经过压缩机组7增压后的气体依次经过第一止回阀10、第二压力传感器11、背压阀组12、第三压力传感器13、第二控制阀门17与第四压力传感器14进入低压的第二压缩天然气储气瓶2。

压缩机组7主要由工艺气系统、液压动力系统、仪表系统、仪表风系统、主机缸系统与控制系统等组成。天然气由入口管线进入CNG液压压缩机组内，依次流经进气气动阀、初级过滤器。然后进入一级压缩缸，在一级气缸中被压缩后排出，再进入一级冷却器进行冷却。一级冷却后经过级间过滤器过滤，再进入二级压缩缸中被压缩排出，进入二级冷却器进行冷却，后经过末级精密过滤器过滤，经过气动球阀等排出压缩机组7。

其中第一压力传感器3检测第一压缩天然气储气瓶1的压力，第二压力传感器11检测压缩机组7排气压力，第三压力传感器13检测背压阀组12的设定压力值，第四压力传感器14检测第二压缩天然气储气瓶2的压力，流量计5检测压缩机组7的排量。

第一压缩天然气储气瓶1与第二压缩天然气储气瓶2的切换，切换后：第二压缩天然气储气瓶2模拟CNG槽车，第一压缩天然气储气瓶1模拟加气站固定式储气瓶组；

当第一压力传感器3检测到第一压缩天然气储气瓶1中压力下降到第一压缩天然气储气瓶1的设定值时(如2MPa-3MPa)，或第四压力传感器14检测到第二压缩天然气储气瓶2的压力升高到第二压缩天然气储气瓶2的设定值时(如20MPa-25MPa)，控制器600发出切换储气瓶的命令，先打开第五控制阀门8，压缩机组7处于空载运行状态，为切换阀门留出足够时间。第三控制阀门15和第四控制阀门16打开，第一控制阀门4和第二控制阀门17关闭，切换完成后，控制器600发出指令关闭第五控制阀门8，完成储气瓶角色切换。

切换后线路：此时第二压缩天然气储气瓶2中的高压气体依次通过第四压力传感器14，第三控制阀门15、流量计5与第三止回阀6进入压缩机组7，经过压缩机组7增压后的气体依次经过第一止回阀10、第二压力传感器11、背压阀组12、第三压力传感器13、第四控制阀门16、第一压力传感器3进入低压的第一压缩天然气储气瓶1。

当第四压力传感器14检测到第二压缩天然气储气瓶2中压力下降到第二压缩天然气储气瓶2的设定值时，或第一压力传感器3检测到第一压缩天然气储气瓶1的压力升高到第一压缩天然气储气瓶1的设定值时，控制器600发出切换储气瓶的命令，先打开第五控制阀门8，压缩机组7处于空载运行状态，为切换阀门留出足够时间。第三控制阀门15和第四控制阀门16关闭，第一控制阀门4和第二控制阀门17打开，切换完成后，控制器600发出指令关闭第五控制阀门8，完成储气瓶角色切换，进入下一个测试循环。如此往复，可以实现机组在完全模拟现场工况的前提下不停机连续测试。控制器600采集获取第一压力传感器3、第二压力传感器11、第三压力传感器13与第四压力传感器14的压力值以及流量计5的流量值，再通过控制器600控制显示器显示出数据。

基于上述基础，图4为本申请实施例提供一种控制器600的流程示意图。参照图5所示的控制方法包括S1-S3。

S1：当第一压缩天然气储气瓶1模拟CNG槽车，第二压缩天然气储气瓶2模拟加气站固定式储气瓶组时。控制器600发出第一控制指令指示第一控制阀门4与第二控制阀门17打开，并指示第三控制阀门15、第四控制阀门16与第五控制阀门8关闭。控制器600采集获取第一压力传感器3、第二压力传感器11、第三压力传感器13与第四压力传感器14的压力值，以及采集获取流量计5的流量值。

S2：第一压力传感器3检测到第一压缩天然气储气瓶1的压力值小于第一压缩天然气储气瓶1设定值时，或第四压力传感器14检测到第二压缩天然气储气瓶2的压力值升高到设定值时。控制器600发出第二控制指令指示先打开第五控制阀门8，接着指示第三控制阀门15与第四控制阀门16打开，第一控制阀门4与第二控制阀门17关闭。使第二压缩天然气储气瓶2模拟CNG槽车，第一压缩天然气储气瓶1模拟加气站固定式储气瓶组。控制器600继续指示关闭第五控制阀门8。

S3：当第四压力传感器14检测到第二压缩天然气储气瓶2中的压力下降到第二压缩天然气储气瓶2设定值时，或第一压力传感器3检测到第一压缩天然气储气瓶1的压力升高到第一压缩天然气储气瓶1的设定值时。控制器600发出第二控制指令指示先打开第五控制阀门8，接着指示第三控制阀门15与第四控制阀门16关闭，第一控制阀门4与第二控制阀门17打开。控制器600继续指示第五控制阀门8关闭。

在本申请的一些实施例中，第一控制阀门4、第二控制阀门17、第三控制阀门15、第四控制阀门16与第五控制阀门8均为气动球阀。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种压缩天然气加气站压缩机组出厂测试平台，其特征在于，包括：

第一压缩天然气储气瓶，具有第一输送口，所述第一输送口连通有第一管路，所述第一管路上连通有第一压力传感器与第一控制阀门，所述第一压力传感器用于检测所述第一压缩天然气储气瓶的压力；

所述第一输送口通过所述第一管路与压缩机组的入口相连通，所述压缩机组的出口连通有第二管路，所述第二管路上连通有第二压力传感器、背压阀组、第三压力传感器、第二控制阀门与第四压力传感器，所述第二压力传感器用于检测所述出口的压力，所述第三压力传感器用于检测所述背压阀组的压力；以及

第二压缩天然气储气瓶，具有第二输送口，所述第二输送口与所述第二管路相连通，所述第四压力传感器用于检测所述第二压缩天然气储气瓶的压力。

2.根据权利要求1所述的压缩天然气加气站压缩机组出厂测试平台，其特征在于，所述第二管路上连通有第一止回阀，所述第一止回阀位于所述压缩机组与所述第二压力传感器之间，所述第一压力传感器位于所述第一压缩天然气储气瓶与所述第一控制阀门之间，所述背压阀组位于所述第二压力传感器与所述第三压力传感器之间，所述第二控制阀门位于所述第三压力传感器与所述第四压力传感器之间。

3.根据权利要求2所述的压缩天然气加气站压缩机组出厂测试平台，其特征在于，所述压缩天然气加气站压缩机组出厂测试平台还包括：

第三管路，一端与所述第一管路相连通，所述第三管路和所述第一管路连通处位于所述第一控制阀门与所述压缩机组之间，另一端与所述第二管路相连通，所述第三管路和所述第二管路连通处位于所述第二控制阀门与所述第四压力传感器之间，所述第三管路上连通有第三控制阀门；

第四管路，一端与第一管路相连通，所述第四管路和所述第一管路相连通处位于所述第一压力传感器与所述第一控制阀门之间，另一端与所述第二管路相连通，所述第四管路和所述第二管路连通处位于所述第二控制阀门与所述第三压力传感器之间，所述第四管路上连通有第四控制阀门；以及

第五管路，一端与所述第一管路相连通，所述第三管路和所述第一管路的连通处位于所述第五管路和所述第一管路连通处与第一控制阀门之间，所述第五管路上连通有第五控制阀门。

4.根据权利要求3所述的压缩天然气加气站压缩机组出厂测试平台，其特征在于，所述第五管路上连通有第二止回阀。

5.根据权利要求3所述的压缩天然气加气站压缩机组出厂测试平台，其特征在于，所述第一管路上连通有第三止回阀，所述第三止回阀位于所述第五管路和所述第一管路连通处与所述第三管路和所述第一管路连通处之间。

6.根据权利要求5所述的压缩天然气加气站压缩机组出厂测试平台，其特征在于，所述第一管路上连通有流量计，所述流量计位于所述第三管路和所述第一管路连通处与所述第三止回阀之间。

7.根据权利要求6所述的压缩天然气加气站压缩机组出厂测试平台，其特征在于，所述压缩天然气加气站压缩机组出厂测试平台还包括：

控制器，与所述第一压力传感器的控制端、第四压力传感器的控制端、第一控制阀门的控制端、第二控制阀门的控制端、第三控制阀门的控制端、第四控制阀门的控制端与第五控制阀门的控制端相连接，所述控制器用于采集获取所述第一压力传感器与所述第四压力传感器的压力值，并向所述第一控制阀门的控制端、第二控制阀门的控制端、第三控制阀门的控制端、第四控制阀门的控制端与第五控制阀门的控制端发送控制指令，所述控制指令用于指示所述第一控制阀门、第二控制阀门、第三控制阀门、第四控制阀门与第五控制阀门的开启与关闭。

8.根据权利要求7所述的压缩天然气加气站压缩机组出厂测试平台，其特征在于，所述控制器与所述流量计的控制器相连接，所述控制器用于采集获取所述流量计的流量值。

9.根据权利要求7所述的压缩天然气加气站压缩机组出厂测试平台，其特征在于，所述控制器与所述第二压力传感器以及第三压力传感器的控制端相连接，所述控制器用于采集获取所述第二压力传感器与第三压力传感器的压力值。

10.根据权利要求7所述的压缩天然气加气站压缩机组出厂测试平台，其特征在于，所述第一控制阀门、第二控制阀门、第三控制阀门、第四控制阀门与第五控制阀门均为气动球阀。

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