CN219493835U - 高效率的lng加气站 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于LNG加注设备技术领域，具体公开了一种高效率的LNG加气站，包括LNG储罐和LNG泵橇，LNG储罐高于LNG泵橇且LNG储罐与LNG泵橇间的高度差不小于两米，LNG储罐通过进液管和回气管分别与LNG泵橇的进液端和回气端连通，LNG泵橇的出液管道与LNG加液机的进液口连通，进液管和回气管均为直线管道，直线管道包括直管和弯头，直管的两端通过弯头分别与LNG储罐和LNG泵橇连接，弯头的弯曲角度为45°。采用本技术方案，利用LNG储罐和LNG泵橇的结构，提升进液能力，改善加注效率。

Description

高效率的LNG加气站

技术领域

本实用新型属于LNG加注设备技术领域，涉及一种高效率的LNG加气站。

背景技术

随着能源行业和环保事业的发展，天然气作为一种清洁能源近年来有了前所未有的发展。其中，LNG(Liquefied Natural Gas，液化天然气)加气站以其投资少、见效快、服务灵活等特点，普遍为商家看好，发展更为迅速，目前已遍布全国大小城镇。另外，燃气车辆由于价格较燃油车辆平均降低百分之三十的费用，深得汽车行业和运输业的青睐，更加推动了天然气行业的发展。

在当前石油资源日益减少，而清洁能源越来越为人们所熟知的情况下，天然气越来越受到青睐，很多国家都将LNG列为首选燃料，故现在中国对LNG产业的发展越来越重视，许多LNG加气站项目也在规划和实施中。为了保证生产过程的安全可靠和生产的连续性，提高自动化水平，并适应整个工艺需要，采用以PLC(可编程控制器)为主的集中和分散相结合的自动化控制系统，实现对LNG加气站加注，卸车，调压等功能的监控和报警的功能。

目前，LNG加注普遍采用潜液泵进行加注，加注过程如下：加注前需对潜液泵进行预冷(LNG通过落差，从储罐自流到潜液泵泵池，对潜液泵进行充分的预冷)，潜液泵预冷完成(达到设定值)，潜液泵启动给LNG提供动力，LNG走大循环对管道、加液机流量计、加液枪进行预冷；加液机判断预冷完成后，将加液枪拔下来，插入车载杜瓦瓶，给车载杜瓦瓶进行加注。加注过程中，若潜液泵预冷不彻底，进液不充分，或者加注压力不稳定，容易引起潜液泵抽空，加液机跳枪，以及多次加注，加不满等情况，导致加注效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高效率的LNG加气站，提升进液能力，改善加注效率。

为了达到上述目的，本实用新型的基础方案为：一种高效率的LNG加气站，包括LNG储罐和LNG泵橇，所述LNG储罐高于LNG泵橇且LNG储罐与LNG泵橇间的高度差不小于两米，所述LNG储罐通过进液管和回气管分别与LNG泵橇的进液端和回气端连通，LNG泵橇的出液管道与LNG加液机的进液口连通，所述进液管和回气管均为直线管道。

本基础方案的工作原理和有益效果在于：设置LNG储罐和LNG泵橇间的高度差，增加LNG潜液泵的静压头，且能满足储罐低液位下加注(储罐剩余液体≤1吨)，降低储罐的残液，有利于卸车，利于进液。同时进液管和回气管采用直线管道，直线管道两端连接的距离相比弯折管道更短，进液所需经过的路径更短，加快进液效率。

进一步，所述直线管道包括直管和弯头，所述直管的两端通过弯头分别与LNG储罐和LNG泵橇连接，所述弯头的弯曲角度为45°或135°。

管道采用两点之间直连的方式，减少弯头和降低长度。

进一步，所述进液管采用DN65及以上管道，所述回气管采用DN40及以上管道，所述出液管道采用DN40及以上管道。

调整管路的口径，提升进液能力。

进一步，所述LNG泵橇的出液管道上设有安全阀，所述安全阀的整定压力设为1.85MPa以上。

设置LNG泵橇出口安全阀及其整定压力，防止安全阀起跳，利于使用。

进一步，还包括LNG泵出口压力控制系统，所述LNG泵出口压力控制系统包括第一压力传感器、第一比较器和第二比较器；

所述第一压力传感器安装在LNG泵橇的出口处，第一压力传感器的输出端与第一比较器和第二比较器的第一输入端连接；

所述第一比较器的第二输入端连接有第一压力阈值存储器，第二比较器的第二输入端连接有第二压力阈值比较器，所述第一比较器的输出端与LNG泵橇上的LNG泵的调大频率控制端连接，所述第二比较器的输出端与LNG泵橇上的LNG泵的调小频率控制端连接，第二压力阈值大于第一压力阈值。

第一压力传感器采集压力信号并传输至第一比较器和第二比较器，由第一比较器和第二比较器判断是否需要进行相应调频，控制简单，便于操作。这样保证LNG泵出口压力恒定，利于出液。

进一步，所述LNG泵出口压力控制系统控制LNG泵橇的出口压力恒定为1.6-1.7MPa。

出口压力调整到1.6-1.7MPa，保证加液机端压力在1.6MPa,流速提高到60Kg/min以上，改善加液效率。

进一步，还包括储罐压力控制系统，所述储罐压力控制系统包括上进液阀、下进液阀、第二压力传感器、第三比较器和第四比较器；

所述第二压力传感器设置在LNG储罐内，所述上进液阀和下进液阀分别安装在LNG储罐连通的上进液管和下进液管上；

所述第二压力传感器的输出端与第三比较器和第四比较器的第一输入端连接，所述第三比较器的第二输入端连接有第三压力阈值存储器，第三比较器的输出端与上进液阀的控制端连接；

所述第四比较器的第二输入端连接有第四压力阈值存储器，第四比较器的输出端与下进液阀的控制端连接，第三压力阈值小于第四压力阈值。

第二压力传感器采集LNG储罐内的压力信号，并传输至第三比较器和第四比较器，判断LNG储罐内的压力是否波动，自动控制上进液阀和下进液阀的开、闭，LNG储罐的实际压力低于设定值时，打开上进液阀，关闭进液阀；LNG储罐内的实际压力高于设定值时，关闭进液阀，开下进液阀，保证LNG储罐内的压力维持在设定值范围内。

进一步，所述储罐压力控制系统控制LNG储罐内压力维持在0.6-0.9Mpa。

这样可以减少LNG自流到泵池后的气蚀现象，减少泵抽空；可以降低泵的运行频率，从而减少能耗。且长时间满频运行，容易影响泵的使用寿命，频率降低后，可以变相延长泵寿命。

附图说明

图1是本实用新型高效率的LNG加气站的结构示意图。

说明书附图中的附图标记包括：LNG储罐1、LNG泵橇2、进液管3、回气管4、安全阀5、LNG泵出口压力控制系统6、弯头7、直管8、出液管道9、LNG加液机10、上进液管11、下进液管12、上进液阀13、下进液阀14、加液枪15。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本实用新型公开了一种高效率的LNG加气站，提升加注效率且不超压，以实现安全、快速加注的控制。

如图1所示，LNG加气站包括LNG储罐1(如高真空缠绕储罐：CDL-60/CDW-60；朱光砂填充储罐：CFL-60/CFW-60等)和LNG泵橇2(如单泵橇：JYQ-CD10A；双泵橇：JYQ-CS10A)，LNG储罐1高于LNG泵橇2且LNG储罐1与LNG泵橇2间的高度差不小于两米，LNG储罐1通过进液管3和回气管4分别与LNG泵橇2的进液端和回气端连通，LNG泵橇2的出液管道9与LNG加液机10的进液口连通，LNG加液机10上安装有加液枪15，进液管3、回气管4和出液管道9均为直线管道。

本实用新型的一种优选方案中，直线管道包括直管8和弯头7，直管8的两端通过弯头7分别与LNG储罐1和LNG泵橇2连接，直管8倾斜摆放，弯头7的弯曲角度为45°或135°。管道采用两点之间直连的方式，减少LNG泵橇2与LNG储罐1之间的联接管道的弯头7数量和管道距离。

本实用新型的一种优选方案中，根据需要调整LNG泵橇2与LNG储罐1之间的进液管3道尺寸，进液管3采用DN65及以上口径的管道，回气管4采用DN40及以上口径的管道，出液管道9采用DN40及以上管道。调整管路的口径，提升进液能力。管道内的低温液体，自然气化后，回到LNG储罐1；通过上进液阀13、下进液阀14的打开/关闭对LNG储罐1进行增压和调饱和。

本实用新型的一种优选方案中，LNG泵橇2的出口与LNG加液机10连通，LNG泵橇2的出液管道9上(即设置在LNG泵橇2的出口处)设有安全阀5(可采用如DA22F-40P DN15*20；DA22F-40P DN10*10等)，安全阀5的整定压力设为1.85MPa以上。设置LNG泵橇2出口安全阀5及其整定压力，利于使用。

本实用新型的一种优选方案中，根据泵后压力＝G储罐1压力+泵本身的扬程，LNG加气站还包括LNG泵出口压力控制系统6，LNG泵出口压力控制系统6包括第一压力传感器、第一比较器和第二比较器，本方案中的压力传感器可采用26PC01SMT、ZCH304等，比较器优选但不限于为LM324、LM339。

第一压力传感器固定安装(可采用焊接、粘接、镶嵌等连接方式)在LNG泵橇2的出口处，第一压力传感器的输出端与第一比较器和第二比较器的第一输入端电性连接。

第一比较器的第二输入端电性连接有第一压力阈值存储器，第一比较器的输出端与LNG泵橇上的LNG泵的调大频率控制端电性连接。第二比较器的第二输入端电性连接有第二压力阈值比较器，第二比较器的输出端与LNG泵橇上的LNG泵的调小频率控制端电性连接，第二压力阈值大于第一压力阈值。

第一压力传感器采集LNG泵橇2出口处的压力信号，并传输至第一比较器和第二比较器。第一比较器对比第一压力传感器采集的压力信号与第一压力阈值存储器内的压力阈值，当第一压力传感器采集的压力信号小于第一压力阈值存储器内的压力阈值，第一压力比较器的输出控制信号至LNG泵上橇的LNG泵的调大频率控制端，调整LNG泵橇2上的LNG泵的转速加快，增大压力。第二比较器与第一比较器的操作同理，当第一压力传感器采集的压力信号大于第二压力阈值存储器内的压力阈值，第二比较器输出控制信号至LNG泵的调小频率控制端，调小LNG泵的转速，减小压力。

优选，LNG泵出口压力控制系统6控制LNG泵橇2的出口压力恒定为1.6-1.7Mpa或及其以上。出口压力调整到1.6-1.7MPa，保证LNG加液机10端压力在1.6MPa,流速提高到60Kg/min以上，改善加液效率。

本实用新型的一种优选方案中，LNG加气站还包括储罐压力控制系统，储罐压力控制系统包括上进液阀13(如DJ661F-40P DN40等)、下进液阀14(如DJ661F-40P DN40)、第二压力传感器和第三比较器。第二压力传感器设置在LNG储罐1内，第二压力传感器可粘贴或镶嵌在LNG储罐1内壁上，或者依靠线路悬吊在LNG储罐1的内顶部。上进液阀13和下进液阀14分别安装在LNG储罐连通的上进液管11和下进液管12上，上进液管11的一端与LNG储罐1的顶部连通，另一端与下进液管12连通。下进液管12一端与LNG储罐1的底部连通，另一端依次连通LNG加液机10和LNG泵橇2。优选，储罐压力控制系统控制LNG储罐1内压力维持在0.6-0.9Mpa，也可维持在0.8MPa，使LNG储罐1内压力稳定，利于后续加注。

第二压力传感器的输出端与第三比较器第一输入端和第四比较器的第一输入端电性连接，第三比较器的第二输入端电性连接有第三压力阈值存储器，第三比较器的输出端与上进液阀13的控制端电性连接。第四比较器的第二输入端电性连接有第四压力阈值存储器，第四比较器的输出端与下进液阀14的控制端电性连接，第三压力阈值小于第四压力阈值。上进液阀13和下进液阀14可采用常闭开关或常开开关。

例如，上进液阀13和下进液阀14均采用常闭开关，第二压力传感器采集LNG储罐1内的压力信号，并传输至第三比较器和第四比较器。第三比较器对比第二压力传感器采集的压力信号与第三压力阈值存储器内的压力阈值信号的数值大小，当第二压力传感器采集的压力信号小于第三压力阈值存储器内的压力阈值信号时，判断LNG储罐1内压力过小，需要增压。此时，第三比较器输出控制信号至上进液阀13的控制端，自动控制上进液阀13打开，下进液阀14仍然闭合，进行LNG储罐1增压。LNG储罐1增压后可减少泵转速，有利于节能；同时减少气蚀现象，降低泵抽空和减少对泵的损伤。

同理，第四比较器对比第二压力传感器采集的压力信号与第四压力阈值存储器内的压力阈值信号的数值大小，当第二压力传感器采集的压力信号大于第四压力阈值存储器内的压力阈值信号时，判断LNG储罐1内压力过大，需要减压。此时，第四比较器输出控制信号至下进液阀14的控制端，自动控制下进液阀14打开，上进液阀13仍然闭合，进行LNG储罐1减压。保证LNG储罐1的压力维持在设定值左右，利于使用。

若上进液阀13和下进液阀14均采用常开开关，则第三比较器和第四比较器均通过非门后，再分别与上进液阀13和下进液阀14的控制端电性连接。

或者上进液阀13采用常开开关，下进液阀14采用常闭开关，则第三比较器通过非门后与上进液阀13的控制端电性连接，第四比较器直接与下进液阀14的控制端电性连接。

再或者上进液阀13采用常闭开关，下进液阀14采用常开开关，同理第四比较器通过非门后与下进液阀14的控制端电性连接。

且为防止储罐压力在此设定值上下浮动，导致阀门频繁开关，可在上进液阀13、下进液阀14的启动端安装一个延时定时器，控制对应进液阀延时启动，延时定时器内可设置10秒左右的延时。始终保持有一个阀门处于打开状态，不能同时关闭阀门。

本实用新型利用LNG储罐1和LNG泵橇2的结构改进，以及对LNG储罐1和LNG泵橇2的压力控制，使得LNG加液机10端压力能够维持在1.6Mpa，加注流速能够达到60Kg/min，且车载气瓶压力在1.4MPa以下时不需要回气，LNG加注量明显增加。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、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。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种高效率的LNG加气站，其特征在于，包括LNG储罐和LNG泵橇，所述LNG储罐高于LNG泵橇且LNG储罐与LNG泵橇间的高度差不小于两米，所述LNG储罐通过进液管和回气管分别与LNG泵橇的进液端和回气端连通，LNG泵橇的出液管道与LNG加液机的进液口连通，所述进液管和回气管均为直线管道。

2.如权利要求1所述的高效率的LNG加气站，其特征在于，所述直线管道包括直管和弯头，所述直管的两端通过弯头分别与LNG储罐和LNG泵橇连接，所述弯头的弯曲角度为45°或135°。

3.如权利要求1所述的高效率的LNG加气站，其特征在于，所述进液管采用DN65及以上管道，所述回气管采用DN40及以上管道，所述出液管道采用DN40及以上管道。

4.如权利要求1所述的高效率的LNG加气站，其特征在于，所述LNG泵橇的出液管道上设有安全阀，所述安全阀的整定压力设为1.85MPa以上。

5.如权利要求1所述的高效率的LNG加气站，其特征在于，还包括LNG泵出口压力控制系统，所述LNG泵出口压力控制系统包括第一压力传感器、第一比较器和第二比较器；

所述第一压力传感器安装在LNG泵橇的出口处，第一压力传感器的输出端与第一比较器和第二比较器的第一输入端连接；

所述第一比较器的第二输入端连接有第一压力阈值存储器，第二比较器的第二输入端连接有第二压力阈值比较器，所述第一比较器的输出端与LNG泵橇上的LNG泵的调大频率控制端连接，所述第二比较器的输出端与LNG泵橇上的LNG泵的调小频率控制端连接，第二压力阈值大于第一压力阈值。

6.如权利要求5所述的高效率的LNG加气站，其特征在于，所述LNG泵出口压力控制系统控制LNG泵橇的出口压力恒定为1.6-1.7MPa。

7.如权利要求1所述的高效率的LNG加气站，还包括储罐压力控制系统，所述储罐压力控制系统包括上进液阀、下进液阀、第二压力传感器、第三比较器和第四比较器；

所述第二压力传感器设置在LNG储罐内，所述上进液阀和下进液阀分别安装在LNG储罐连通的上进液管和下进液管上；

所述第二压力传感器的输出端与第三比较器和第四比较器的第一输入端连接，所述第三比较器的第二输入端连接有第三压力阈值存储器，第三比较器的输出端与上进液阀的控制端连接；

所述第四比较器的第二输入端连接有第四压力阈值存储器，第四比较器的输出端与下进液阀的控制端连接，第三压力阈值小于第四压力阈值。

8.如权利要求7所述的高效率的LNG加气站，其特征在于，所述储罐压力控制系统控制LNG储罐内压力维持在0.6-0.9Mpa。