CN216715858U - 一种自动化低温液态化学品充装系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种降低操作人员暴露风险的自动化低温液态化学品充装系统。一种自动化低温液态化学品充装系统，包括：液相鹤管，用于连通所充装的对象车辆；气相鹤管，用于连通所充装的对象车辆；充装管路，连通于液相鹤管，充装管路设有流量计、第一调节阀、第一压力检测计、温度检测计和第一切断阀；预冷管路，连通于充装管路，预冷管路设有第二调节阀；氮气吹扫管路；闪蒸气回收管路；放空管路；控制系统。本实用新型基于减少人员操作及暴露风险以提高低温液态化学品安全高效的外输的目的进行创新，各输送环节具有安全泄放功能，实现结合工业控制、紧急切断和安全泄放的三级风险防护，实现安全可靠的无人值守全自动定量装车。

Description

一种自动化低温液态化学品充装系统

技术领域

本实用新型涉及一种液态化学品充装系统，具体涉及一种自动化低温液态化学品充装系统。

背景技术

低温化工行业中，为了能够稳定的控制生产风险及危险品的外输，有效的消除安全隐患，生产企业会制定严格的外输管理方法，但是，实际应用中，很多企业只是在规范要求下实现定量外输，未能实现无人员干预，这样就存在操作人员在有害环境下暴露的风险。特别是对于易燃、有毒、低温的液态化学品，在充装外输的过程中，需要操作人员严格按照相关操作规程执行充装任务，若稍有不慎造成泄漏，极有可能出现低温灼伤、人员中毒甚至爆炸的不利后果。对于化工行业事故的防范近年来越来越被重视，各生产厂家也开发了多种化学品充装系统或定量装车系统，以降低人员暴露在危险场合的风险，但在设计层面对于系统整体安全性的考虑仍有欠缺，现有系统的部分操作仍存在人员暴露的风险。

发明内容

基于以上背景，本实用新型的目的在于提供一种降低操作人员暴露风险的自动化低温液态化学品充装系统，解决背景技术中所述的问题。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种自动化低温液态化学品充装系统，包括：

液相鹤管，用于连通所充装的对象车辆；

气相鹤管，用于连通所充装的对象车辆；

充装管路，连通于液相鹤管，所述充装管路设有流量计、第一调节阀、第一压力检测计、温度检测计和第一切断阀；

预冷管路，连通于充装管路，所述预冷管路设有第二调节阀；

氮气吹扫管路，分别连通于液相鹤管和气相鹤管，所述氮气吹扫管路设有第二切断阀；闪蒸气回收管路，分别连通于气相鹤管和充装管路，所述闪蒸气回收管路与充装管路之间设有泄压阀；

放空管路，分别连通于液相鹤管、气相鹤管、充装管路和闪蒸气回收管路；

控制系统，所述控制系统分别与流量计、第一调节阀、第一压力检测计、温度检测计、第一切断阀、第二调节阀、第二切断阀和泄压阀电性连接。

作为优选，所述液相鹤管包括液相充装管路、液相吹扫管路和液相放空管路，所述液相充装管路一端连通充装管路，液相充装管路另一端连通所充装的对象车辆，所述液相吹扫管路一端连通氮气吹扫管路，液相吹扫管路另一端连通液相充装管路，所述液相放空管路一端连通放空管路，液相放空管路另一端连通液相充装管路。

作为优选，所述液相充装管路、液相吹扫管路和液相放空管路分别设有第三切断阀、第四切断阀和第五切断阀，所述第三切断阀、第四切断阀和第五切断阀分别与控制系统电性连接。

作为优选，所述液相充装管路设有第二压力检测计。

作为优选，所述气相鹤管包括气相回收管路、气相吹扫管路和气相放空管路，所述气相回收管路一端连通充装管路，气相回收管路另一端连通所充装的对象车辆，所述气相吹扫管路一端连通氮气吹扫管路，气相吹扫管路另一端连通气相回收管路，所述气相放空管路一端连通放空管路，气相放空管路另一端连通气相回收管路。

作为优选，所述气相回收管路、气相吹扫管路和气相放空管路分别设有第六切断阀、第七切断阀和第八切断阀，所述第六切断阀、第七切断阀和第八切断阀分别与控制系统电性连接。

作为优选，所述放空管路与充装管路之间、以及放空管路与闪蒸气回收管路之间均设有安全阀，所述安全阀均与控制系统电性连接。

作为优选，所述控制系统包括电性连接的PLC控制器和上位机，所述PLC控制器分别与流量计、第一调节阀、第一压力检测计、温度检测计、第一切断阀、第二调节阀、第二切断阀和泄压阀电性连接，所述上位机至少设有鹤管连接确认按钮、启动按钮和急停按钮。

作为优选，还包括具有地磅的车辆称重装置，所述车辆称重装置与控制系统电性连接。

作为优选，还包括用于连接所充装的对象车辆以释放静电的静电接地夹。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型的一种自动化低温液态化学品充装系统，基于减少人员操作及暴露风险以提高低温液态化学品安全高效的外输的目的进行创新，各输送环节具有安全泄放功能，实现结合工业控制、紧急切断和安全泄放的三级风险防护，实现安全可靠的无人值守全自动定量装车。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本实用新型的实施例，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获得其他的附图。

图1是本实用新型自动化低温液态化学品充装系统的结构示意图。

图中：1、液相鹤管；2、气相鹤管；3、充装管路；4、预冷管路；5、氮气吹扫管路；6、闪蒸气回收管路；7、放空管路；8、PLC控制器；9、上位机；10、车辆称重装置；11、静电接地夹；101、第三切断阀；102、第四切断阀；103、第五切断阀；104、第二压力检测计；105、液相充装管路；106、液相吹扫管路；107、液相放空管路；201、第六切断阀；202、第七切断阀；203、第八切断阀；204、气相回收管路；205、气相吹扫管路；206、气相放空管路；301、流量计；302、第一调节阀；303、第一压力检测计；304、温度检测计；305、第一切断阀；401、第二调节阀；501、第二切断阀；601、泄压阀；602、第三压力检测计；701、第一安全阀；702、第二安全阀；703、第三安全阀；704、第四安全阀。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本实用新型的实施并不局限于下面的实施例，对本实用新型所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本实用新型保护范围。

在本实用新型中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。下述实施例中的部件或设备如无特别说明，均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

本实用新型公开了一种自动化低温液态化学品充装系统，包括液相鹤管、气相鹤管、充装管路、预冷管路、氮气吹扫管路、闪蒸气回收管路、放空管路和控制系统。液相鹤管用于连通所充装的对象车辆，气相鹤管用于连通所充装的对象车辆，充装管路连通于液相鹤管，充装管路设有流量计、第一调节阀、第一压力检测计、温度检测计和第一切断阀，预冷管路连通于充装管路，预冷管路设有第二调节阀，氮气吹扫管路分别连通于液相鹤管和气相鹤管，氮气吹扫管路设有第二切断阀，闪蒸气回收管路分别连通于气相鹤管和充装管路，闪蒸气回收管路与充装管路之间设有泄压阀，放空管路分别连通于液相鹤管、气相鹤管、充装管路和闪蒸气回收管路，控制系统分别与流量计、第一调节阀、第一压力检测计、温度检测计、第一切断阀、第二调节阀、第二切断阀和泄压阀电性连接。

该自动化低温液态化学品充装系统基于减少人员操作及暴露风险以提高低温液态化学品安全高效的外输的目的进行创新，各输送环节具有安全泄放功能，实现结合工业控制、紧急切断和安全泄放的三级风险防护，实现安全可靠的无人值守全自动定量装车。以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

如图1所示的一种自动化低温液态化学品充装系统，包括液相鹤管1、气相鹤管2、充装管路3、预冷管路4、氮气吹扫管路5、闪蒸气回收管路6、放空管路7和控制系统，还包括车辆称重装置10和静电接地夹11。

液相鹤管1用于连通所充装的对象车辆，液相鹤管1包括液相充装管路105、液相吹扫管路106和液相放空管路107，液相充装管路105一端连通充装管路3，液相充装管路105另一端连通所充装的对象车辆，液相吹扫管路106一端连通氮气吹扫管路5，液相吹扫管路106另一端连通液相充装管路105，液相放空管路107一端连通放空管路7，液相放空管路107另一端连通液相充装管路105。

液相充装管路105、液相吹扫管路106和液相放空管路107分别设有第三切断阀101、第四切断阀102和第五切断阀103，第三切断阀101、第四切断阀102和第五切断阀103分别与控制系统电性连接。

第三切断阀101用于在充装时打开，直至充装完成关闭。第四切断阀102在充装完成后利用氮气把低温液体顶入对象车辆，连续动作几次，输出脉冲气，待充装后，再打开第五切断阀103进行鹤管泄压，待压力低于安全设定值后关闭。

液相充装管路105设有第二压力检测计104。第二压力检测计104检测液相充装管路105的压力，当压力低于设定值时判断可以安全卸除液相鹤管1与所充装的对象车辆的连接。

气相鹤管2用于连通所充装的对象车辆，气相鹤管2包括气相回收管路204、气相吹扫管路205和气相放空管路206，气相回收管路204一端连通充装管路3，气相回收管路204另一端连通所充装的对象车辆，气相吹扫管路205一端连通氮气吹扫管路5，气相吹扫管路205另一端连通气相回收管路204，气相放空管路206一端连通放空管路7，气相放空管路206另一端连通气相回收管路204。

气相回收管路204、气相吹扫管路205和气相放空管路206分别设有第六切断阀201、第七切断阀202和第八切断阀203，第六切断阀201、第七切断阀202和第八切断阀203分别与控制系统电性连接。第六切断阀201用于在充装和泄压过程中打开以回收闪蒸气气体，第七切断阀202为置换阀门，若对象车辆在充装前装过其他介质如液氧、液氩等其他低温液体，为了获得稳定的组分，打开第七切断阀202并配合第八切断阀203利用氮气对对象车辆中的其他介质进行置换，从而获得稳定可靠的介质。

充装管路3连通于液相鹤管1，充装管路3设有流量计301、第一调节阀302、第一压力检测计303、温度检测计304和第一切断阀305。流量计301为质量流量计301，输出脉冲，根据流过的介质计算出充装的重量。第一调节阀302根据装车过程需要调整开启过程速率，实现预充、快充、缓冲的过程。第一压力检测计303在充装管路3的压力过高时，报警并停止第一调节阀302的开启过程并通知控制系统打开泄压阀601防止管道超压。温度检测计304在检测到充装管路3的温度高于设定值时判断气相过多、液相没有达到预冷效果，通知控制系统暂停作业程序以进行故障排查。第一切断阀305起到区域隔断作用，在充装过程中若出现全厂紧急停车、火灾状况、现场泄露、误充等情况下，进行紧急切断。

预冷管路4连通于充装管路3，预冷管路4设有第二调节阀401。第二调节阀401在预冷操作环节与温度检测计304配合进行连锁控制，以控制预冷速率，当温度检测计304检测温度达到设定值时候判断预冷完成。

氮气吹扫管路5分别连通于液相鹤管1和气相鹤管2，氮气吹扫管路5设有第二切断阀501。

闪蒸气回收管路6分别连通于气相鹤管2和充装管路3，闪蒸气回收管路6与充装管路3之间设有泄压阀601，闪蒸气回收管路6还设有第三压力检测计602，用于检测闪蒸气回收管路6的压力。

放空管路7分别连通于液相鹤管1、气相鹤管2、充装管路3和闪蒸气回收管路6，放空管路7与闪蒸气回收管路6之间设有第一安全阀701，为了进一步提升安全泄放的作用，放空管路7与充装管路3之间设置三个安全阀，分别为第二安全阀702、第三安全阀703和第四安全阀704，其中第二安全阀702位于充装管路3的流量计301之前，第三安全阀703位于第一调节阀302与第一切断阀305之间，第四安全阀704位于第一切断阀305之后。上述四个安全阀均与控制系统电性连接，用于管道超压时的安全泄放。

控制系统包括电性连接的PLC控制器8和上位机9，PLC控制器8分别与流量计301、第一调节阀302、第一压力检测计303、温度检测计304、第一切断阀305、第二调节阀401、第二切断阀501、第一安全阀701、第二安全阀702、第三安全阀703、第四安全阀704和泄压阀601电性连接，上位机9至少设有鹤管连接确认按钮、启动按钮和急停按钮，为了进一步提升操作安全性，上位机9还可以根据实际需要增加具有其它功能的操作按钮。

车辆称重装置10具有地磅，车辆称重装置10与控制系统电性连接，用于在充装过程中和质量流量计301的读数进行比对以防止过充。

静电接地夹11用于连接所充装的对象车辆以释放静电。

以槽车充装LNG为例，本实施例的操作流程为，

1、连接静电夹，槽车进入指定的装车区后连接静电接地夹11；

2、连接槽车，槽车司机在装车人员的指引下按照操作规程连接气相鹤管2及液相鹤管1；

3、鹤管连接完成，操作司机安装完成后打开槽车上的上下进料阀且打开气相手阀后按下鹤管连接确认按钮；

4、工作人员对连接情况确认，工作人员确认装车管线连接无误后，人员退出到安全区域；

5、工作人员信息核对，工作人员在上位机9刷司机人员提供的充车卡，核对显示的车牌号、司机信息等，如信息匹配按启动按钮进行下一步；

6、预冷，在预冷过程中第一调节阀302缓慢打开5％左右的开度，让低温液体化学品缓慢进入充装管路3；打开第二调节阀401，动作过程根据程序设定以温度检测计304为基础算出预冷的时间采用斜率控制分段控制，例如，30℃降到20℃阶段的第二调节阀401开度为2％，20℃降到0℃阶段的第二调节阀401开度为3％，0℃降到-10℃阶段第二调节阀401开度为4％，-10℃降到-30℃阶段第二调节阀401开度为6％，-30℃降到-80℃阶段第二调节阀401开度为15％，直到预冷达到预期效果。

7、准备充装，关闭第二调节阀401，打开气相鹤管2的第六切断阀201，2秒后，逐步打开第一切断阀305和液相鹤管1的第三切断阀101；

8、充装，第一调节阀302根据预设定的程序执行缓充-慢充-陕充-缓充-关闭的工作流程。第一个缓充的过程是为了让液相鹤管1及槽车在充装的过程中缓慢冷透，有效消除应力及低温对槽车的内罐造成的影响。最后一个缓充的过程主要是为精确计量，让槽车不多充的情况下尽量接近预充值。在充车过程中地磅实施传输槽车装车量与质量流量计301的充车质量进行对比，如果偏差过大进行报警并提醒工作人员检修。

9、充装结束，充装结束后关闭第一切断阀305、第一调节阀302及第三切断阀101。

10、低温液体反吹，打开第四切断阀102，5-10S左右，通过氮气把残留在鹤管与槽车之间的低温液体化学品吹进槽车。

11、卸车离场，此时槽车已经全部充装完成。司机及工作人员取下静电接地夹11归位，并拆开鹤管连接件后离场。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自动化低温液态化学品充装系统，其特征在于：该自动化低温液态化学品充装系统包括：

液相鹤管（1），用于连通所充装的对象车辆；

气相鹤管（2），用于连通所充装的对象车辆；

充装管路（3），连通于液相鹤管（1），所述充装管路（3）设有流量计（301）、第一调节阀（302）、第一压力检测计（303）、温度检测计（304）和第一切断阀（305）；

预冷管路（4），连通于充装管路（3），所述预冷管路（4）设有第二调节阀（401）；

氮气吹扫管路（5），分别连通于液相鹤管（1）和气相鹤管（2），所述氮气吹扫管路（5）设有第二切断阀（501）；

闪蒸气回收管路（6），分别连通于气相鹤管（2）和充装管路（3），所述闪蒸气回收管路（6）与充装管路（3）之间设有泄压阀（601）；

放空管路（7），分别连通于液相鹤管（1）、气相鹤管（2）、充装管路（3）和闪蒸气回收管路（6）；

控制系统，所述控制系统分别与流量计（301）、第一调节阀（302）、第一压力检测计（303）、温度检测计（304）、第一切断阀（305）、第二调节阀（401）、第二切断阀（501）和泄压阀（601）电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种自动化低温液态化学品充装系统，其特征在于：所述液相鹤管（1）包括液相充装管路（105）、液相吹扫管路（106）和液相放空管路（107），所述液相充装管路（105）一端连通充装管路（3），液相充装管路（105）另一端连通所充装的对象车辆，所述液相吹扫管路（106）一端连通氮气吹扫管路（5），液相吹扫管路（106）另一端连通液相充装管路（105），所述液相放空管路（107）一端连通放空管路（7），液相放空管路（107）另一端连通液相充装管路（105）。

3.根据权利要求2所述的一种自动化低温液态化学品充装系统，其特征在于：所述液相充装管路（105）、液相吹扫管路（106）和液相放空管路（107）分别设有第三切断阀（101）、第四切断阀（102）和第五切断阀（103），所述第三切断阀（101）、第四切断阀（102）和第五切断阀（103）分别与控制系统电性连接。

4.根据权利要求2所述的一种自动化低温液态化学品充装系统，其特征在于：所述液相充装管路（105）设有第二压力检测计（104）。

5.根据权利要求1所述的一种自动化低温液态化学品充装系统，其特征在于：所述气相鹤管（2）包括气相回收管路（204）、气相吹扫管路（205）和气相放空管路（206），所述气相回收管路（204）一端连通充装管路（3），气相回收管路（204）另一端连通所充装的对象车辆，所述气相吹扫管路（205）一端连通氮气吹扫管路（5），气相吹扫管路（205）另一端连通气相回收管路（204），所述气相放空管路（206）一端连通放空管路（7），气相放空管路（206）另一端连通气相回收管路（204）。

6.根据权利要求5所述的一种自动化低温液态化学品充装系统，其特征在于：所述气相回收管路（204）、气相吹扫管路（205）和气相放空管路（206）分别设有第六切断阀（201）、第七切断阀（202）和第八切断阀（203），所述第六切断阀（201）、第七切断阀（202）和第八切断阀（203）分别与控制系统电性连接。

7.根据权利要求1所述的一种自动化低温液态化学品充装系统，其特征在于：所述放空管路（7）与充装管路（3）之间、以及放空管路（7）与闪蒸气回收管路（6）之间均设有安全阀，所述安全阀均与控制系统电性连接。

8.根据权利要求1所述的一种自动化低温液态化学品充装系统，其特征在于：所述控制系统包括电性连接的PLC控制器（8）和上位机（9），所述PLC控制器（8）分别与流量计（301）、第一调节阀（302）、第一压力检测计（303）、温度检测计（304）、第一切断阀（305）、第二调节阀（401）、第二切断阀（501）和泄压阀（601）电性连接，所述上位机（9）至少设有鹤管连接确认按钮、启动按钮和急停按钮。

9.根据权利要求1所述的一种自动化低温液态化学品充装系统，其特征在于：还包括具有地磅的车辆称重装置（10），所述车辆称重装置（10）与控制系统电性连接。

10.根据权利要求1所述的一种自动化低温液态化学品充装系统，其特征在于：还包括用于连接所充装的对象车辆以释放静电的静电接地夹（11）。

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