CN219606743U - 一种多储罐气体供应系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多储罐气体供应系统，属于氦气液化生产领域。多储罐气体供应系统包括气体多个储气罐、气体管理装置、高压管道、低压管道、压缩机和氦气液化设备；每一个储气罐的进气口分别与第一管道连通，每一个储气罐的出气口分别与第二管道连通，每一个储气罐的进气口设有第一阀门，每一个储气罐的出气口设有第二阀门；高压管道的一端分别与压缩机的出气端连通，另一端与氦气液化设备的进气端和气体管理装置连通。通过控制一个储气罐中的气体压强，以避免其它储气罐中的气体压强太小时，压缩机无法正常运行，即通过控制一个储气罐中的气体压强，以提升压缩机在运行时的稳定性，同时大大减少了剩余储气罐中的气体残留量，降低了生产成本。

Description

一种多储罐气体供应系统

技术领域

本实用新型涉及氦气液化生产技术领域，尤其涉及一种多储罐气体供应系统。

背景技术

在氦气液化装置中气体管理装置要求氦气储罐压力为4～10bara，由于低压管道中的压强为1bara到2bara，当每个储气罐中的压力低于4bara，压缩机在运行的过程中，是将低压气体压缩为高压气体，当第一管道进入压缩机中的气压不足时，则会影响压缩机的正常运行。

因此，需要储气罐中的压力不小于4bara。而当每个储气罐中的压强均低于4bara时，剩余氦气不能继续供应给液化设备进行液化，造成30％～40％的氦气残留在储气罐中，增加了生产成本。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种多储罐气体供应系统。

本实用新型提供如下技术方案：一种气体供应系统，包括气体多个储气罐、气体管理装置、油气分离设备、压缩机和氦气液化设备；

每一个所述储气罐的进气口分别与第一管道连通，每一个所述储气罐的出气口分别与第二管道连通，每一个所述储气罐的进气口设有第一阀门，每一个所述储气罐的出气口设有第二阀门；

所述高压管道的两端分别与所述油气分离设备的一端和所述压缩机的出气端连通，所述油气分离设备的另一端通过第一连接管与所述氦气液化设备和所述气体管理装置连通；

所述低压管道的一端分别与第二管道和所述气体管理装置连通，所述低压管道的另一端分别与所述压缩机的进气端和所述氦气液化设备连通。

在本实用新型的一些实施例中，所述第二管道上设有第一调节阀门。

进一步地，所述气体管理装置包括导向管、第二调节阀门和第三调节阀门；

所述导向管的两端分别与所述第一连接管连通；

所述第二调节阀门和第三调节阀门相间隔的设置在所述导向管上。

进一步地，所述气体管理装置包括第一压力传感器和第二压力传感器；

所述第一压力传感器设置在所述第一管道上，所述第二压力传感器分别与所述第二调节阀门和所述第三调节阀门连接。

进一步地，所述第一连接管上设有第四调节阀门，所述第四调节阀门位于所述导向管的两端之间。

进一步地，所述第一连接管的压强为P，当P的取值大于设定压强Pmin时，所述第三调节阀门打开，所述第二调节阀门关闭；当P的取值大于设定压强Pmax时，所述第二调节阀门打开，所述第三调节阀门关闭。

进一步地，所述低压管道上设有第五调节阀门。

进一步地，所述多个储气罐至少包括缓冲罐、第一储气罐和第二储气罐；

所述缓冲罐、所述第一储气罐和所述第二储气罐相间隔设置。

进一步地，所述缓冲罐、所述第一储气罐和所述第三储气罐分别为氦气储气罐。

进一步地，所述氦气液化设备为氦气液化设备。

本实用新型的实施例具有如下优点：通过将多个储气罐的通过第二管道与低压管道连通，并通过低压管道与压缩机连通，以使得储气罐中的气体能够通过压缩机增压后输送至氦气液化设备中，通过将储气罐中的进气口通过第一管道与气体管理装置连通，同时将气体管理装置与氦气液化设备连通。通过控制一个储气罐中的气体压强，以避免其它储气罐中的气体压强太小时，压缩机无法正常运行，即通过控制一个储气罐中的气体压强，以提升压缩机在运行时的稳定性，同时大大减少了剩余储气罐中的气体残留量，降低了生产成本。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型的一些实施例提供的一种多储罐气体供应系统的一视角的结构示意图。

主要元件符号说明：

100-储气罐；110-缓冲罐；120-第一储气罐；130-第二储气罐；200-油气分离设备；300-压缩机；400-氦气液化设备；500-第一管道；600-第二管道；700-第一阀门；710-第一控制阀门；720-第二控制阀门；730-第三控制阀门；800-第二阀门；810-第四控制阀门；820-第五控制阀门；830-第六控制阀门；900-第一连接管；1000-第一调节阀门；1100-导向管；1200-第二调节阀门；1300-第三调节阀门；1400-第一压力传感器；1500-第二压力传感器；1600-第四调节阀门；1700-第五调节阀门；1800-高压管道；1900-低压管道。

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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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在本实用新型中的具体含义。

此外，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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在模板的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本实用新型的一些实施例提供一种多储罐气体供应系统，主要应用于氦气的储存、液化及氦气的供应，该气体供应系统包括气体多个储气罐100、气体管理装置、高压管道1800、低压管道1900、压缩机300和氦气液化设备400。其中，多个储气罐100之间相间隔设置。

具体的，所述的储气罐100用于存储原料气，通过管道和压缩机300给氦气液化设备400提供液化的原料。需要说明的是，储气罐100的数量可以是两个或两个以上任意数值的个数，可根据实际情况具体设定。

其中，所述油气分离设备200，即油气分离器，是把气体和杂质(如油蒸汽、水蒸汽等)分离开来的一种设备。

需要说明的是，本实施例中所述的压缩机300为氦气压缩机，氦气压缩机，就是用来把大体积的气体压缩到小体积的气体的设备，是一种气体发生装置，是将机械能转换为气体压力能的转换装置。

另外，将每一个所述储气罐100的进气口分别与第一管道500连通，即储气罐100中储存的气体能够通过第一管道500排出。同时，将每一个所述储气罐100的出气口分别与第二管道600连通，以使得外部的气体能够通过第二管道600输入至储气罐100中，并通过储气罐100将气体存储。

氦气液化设备400，通过制冷机循环把氦气降温和冷凝成液态的超低温设备。

同时，在每一个所述储气罐100的设有第一阀门700，每一个所述储气罐100的设有第二阀门800，储气罐100通过第一阀门700，经过第一管道500、第三调节阀门1300(此时，第二调节阀门1200关闭)向低压管道1900供应原料氦气，保证低压管道1900的压力。当高压管道1800超过预设压力时，通过开启第二调节阀门1200(此时，第三调节阀门1300关闭)，第一管道500和第一阀门700，进行泄压(也就是向储气罐100充气)，保证整个液化系统运行过程中的压力稳定。具体的，第一阀门700包括第一控制阀门710、第二控制阀门720和第三控制阀门730，第二阀门800包括第四控制阀门810、第五控制阀门820和第六控制阀门830。其中，第一控制阀门710设置在缓冲罐110的进气端，第四控制阀门810设置在缓冲罐110的出气端；第二控制阀门720设置在第一储气罐120的进气端，第五控制阀门820设置在第一储气罐120的出气端；第三控制阀门730设置在第二储气罐130的进气端，第六控制阀门830设置在第二储气罐130的出气端。

缓冲罐110压力保持在0.4～1MPa之间，保证液化系统运行平稳。多储罐气体供应系统(这里是指缓冲罐110、第一储气罐120和第二储气罐130)压力都在0.4～1MPa之间，通过开启第一阀门700，气体从储气罐100经过第一控制阀700进入第一管道500、第三调节阀门1300第四调节阀门1600向低压管道1900供应气体，进行液化。

当第一储气罐120(或第二储气罐130)中储罐气体压力高于1MPa时，不能通过相应的第二控制阀门720(或第三控制阀门730)直接向第一管道供应原料气。此情况需要开启第四控制阀门810、第五控制阀门820(或第六控制阀门830)，第一储气罐120(或第二储气罐130)通过第五控制阀门820(或第六控制阀门830)、第四控制阀门810，向缓冲罐供气(保持缓冲罐压力0.4～1MPa)；在通过第一阀门700进入第一管道500、第三调节阀门1300第四调节阀门1600向低压管道1900供应气体，进行液化。

当储罐系统压力接近于0.4MPa，缓冲罐110关闭第四控制阀门810，保持第一控制阀门710开启；第一储气罐120和第二储气罐130关闭第二控制阀门720和第三控制阀门730，开启第五控制阀门820和第六控制阀门830，通过第一调节阀门1000和第二管道600给低压管道1900供应原料氦气液化，直至第一储气罐120和第二储气罐130中压力与低压管道1900一样。

另外，储气罐100中第一储气罐120和第二储气罐130中的残余原料氦气(压力低于0.4MPa时)通过第一储气罐120中的第五控制阀门820和第二储气罐130中的第六控制阀门830、第一调节阀门1000和第二管道600进入到低压管道1900，通过压缩机300增压使第二压力传感器1500高于设定压力，氦气依次经过高压管道1800、油气分离设备200，第二调节阀门1200、第一管道500和缓冲罐110的第一阀门700进行集中储存至缓冲罐110中，并提高缓冲罐110的压强。

同时，将所述低压管道1900一端分别与储气罐100、第一管道500和第二管道600连通，所述低压管道1900的另一端与压缩机300的进气端连接，以通过储气罐100向压缩机300供气。高压管道1800的两端分别与所述油气分离设备200的一端和所述压缩机300的出气端连通。具体的，高压管道1800的进气口与所述压缩机300的出气口连通，以使得通过压缩机300压缩后的气体通过高压管道1800的进气口进入到高压管道1800中，并通过高压管道1800的出气口进入到油气分离设备200中，通过油气分离设备200将气体中的油蒸汽、水蒸汽分离，从而获得洁净的气体。

另外，通过将所述油气分离设备200的另一端通过第一连接管900与所述氦气液化设备400和所述气体管理装置连通，以使得经油气分离设备200分离后的气体通过第一连接管900进入至氦气液化设备400中，并通过液化设备将气体液化。

需要说明的是，在本实施例中所述的气体是指氦气。

在本实施例中，通过将油气分离设备200与气体管理装置连接，以使得通过油气分离后的气体能够通过气体管理装置进入至储气罐100中，从而调节储气罐100中的压强。

另外，在本实用新型的一些实施例中，多个所述储气罐100至少包括缓冲罐110、第一储气罐120和第二储气罐130，所述缓冲罐110、所述第一储气罐120和所述第二储气罐130相互间隔设置。这里的多个所述储气罐100至少包括缓冲罐110、第一储气罐120和第二储气罐130是指，多个所述储气罐中还包括其他储气罐，其他储气罐的数量可以是一个、两个或两个以上任意数值的个数，可根据实际情况具体设定。

需要说明的是，所述缓冲罐110、所述第一储气罐120和所述第二储气罐130分别为氦气储气罐100。

通过将所述低压管道1900的一端分别与第二管道600和所述气体管理装置连通，以通过气体管理装置调节低压管道中的压强。同时，将所述低压管道的另一端分别与所述压缩机300的进气端和所述氦气液化设备400的回气端连通，以便利用氦气液化设备400回气循环和压缩机300运行稳定。

在本实用新型的一些实施例中，先开启储气罐100的第一阀门700，储气罐100中的气体经过第一管道500，同时通过调节第三调节阀门1300排出气体，以使气体进入低压管道1900，并给氦气液化设备400供应原料气。当储气罐100的压强降低至4bara时，关闭第一储气罐120的第二控制阀门720和第二储气罐130的第三控制阀门730，开启第二阀门800，第一储气罐120和/或第二储气罐130中的气体通过第二管道600进入至低压管道1900中，第一储气罐120中的气体和/或第二储气罐130中的气体继续通过低压管道1900进入至压缩机300中，并通过压缩机300进行加压，并使得加压后的气体通过高压管道1800进入至氦气液化设备400中进行液化。需要说明的是，由于只要缓冲罐110中的压强为4bara，第一储气罐120和第二储气罐130中的气体压强可以通过压缩机300完全抽出，大大减少了第一储气罐120和第二储气罐130中的气体的残留量，从而降低生产成本。

其中，通过控制缓冲罐110中的气体压强大于4bara，以避免储气罐100中的气体压强太小时，压缩机300无法正常运行，即通过控制缓冲罐110中的气体压强，以保证压缩机300在运行时的稳定性，同时大大减少了第一储气罐120和第二储气罐130中的气体残留量，降低了生产成本。

需要说明的是，在本实用新型的一些实施例中，以缓冲罐110、第一储气罐120和第二储气罐130作为示例进行说明。另外，所述储气罐100的数量可根据实际情况具体设定，不仅限于两个或三个。

可以理解的是，当储气罐100的数量为二个以上的任意个数时，只需要控制其中一个储气罐100中的气体压强不小于4bara时，通过调节第一阀门700和第二阀门800，以使其余的储气罐100中的气体通过第二管道600、低压管道、压缩机300和油气分离设备200进入至氦气液化设备400中进行液化，直至其余储气罐100中的压强与低压管道中的压强平衡，以大大降低储气罐100中的气体残留量，提高原料气的利用率，降低生产成本。

另外，在本实用新型的一些实施例中，只要保证缓冲罐110储存压力小于10bara，可以提高第一储气罐120和第二储气罐130储存原料氦气压力高于15bara。具体的，先通过打开第一控制阀门710，通过第一管道500给低压管道1900供应氦气，至缓冲罐110压力降低至5bara以下时，打开第一储气罐120中的第五控制阀门820，进行均压，即将第一储气罐120部分氦气转移至缓冲罐110，同时第一储气罐120压力降低可直接供气压力范围。第二储气罐130依此操作，可以提升第一储气罐120和第二储气罐130原料氦气储气量，节约储气罐数量，减少设备投入资金。

在本实用新型的一些实施例中，通过将缓冲罐110的第四控制阀门810关闭，并将第一储气罐120中的第五控制阀门820和第二储气罐130中的第六控制阀门830打开，同时将第一储气罐120和第二储气罐130的第一阀门700关闭，将缓冲罐110的第一控制阀门710打开，以使第一储气罐120和第二储气罐130中的气体通过低压管道1900，利用压缩机300增压后，通过高压管道1800和油气分离设备200，启动第二调节阀门1200，通过第一管道500输入至缓冲罐110中，以提升缓冲罐110中的气体压强。

如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，所述气体管理装置包括导向管1100、第二调节阀门1200和第三调节阀门1300。

其中，导向管1100的两端分别与第一连接管900连通。同时，将所述第二调节阀门1200和第三调节阀门1300相间隔的设置在所述导向管1100上。需要说明的是，第二调节阀门1200为泄压阀，所述第三调节阀门1300为加载阀。

具体的，通过开启第二调节阀门1200以降低由油气分离设备200排出的气体的压强，当第二调节阀门1200开启，且第三调节阀门1300关闭时，以使得从油气分离设备200排出的气体能够通过导向管1100进入至第一管道500中，并通过第一阀门700的进气口进入至储气罐100中，以降低第一连接管900道中的压强，同时增加储气罐100中的压强。

另外，当第三调节阀门1300开启时，且第一阀门700开启时，储气罐100向低压管道1900供应氦气，通过压缩机300增压，提高高压管道1800的压力。需要说明的是，第二调节阀门1200和第三调节阀门1300不能同时开启，即第二调节阀门1200和第三调节阀门1300中至少有一个是处于关闭状态。如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，所述气体管理装置包括第一压力传感器1400和第二压力传感器1500。

其中，所述第一压力传感器1400设置在所述第一管道500上，以通过第一压力传感器1400检测第一管道500中的气体压强，开启第一阀门700，也可以检测储气罐100的压强。同时，将所述第二压力传感器1500分别与所述第二调节阀门1200和所述第三调节阀门1300连接，以通过第二压力传感器1500检测气体管理装置中的高压端的气体压强，通过控制第二调节阀门1200和第三调节阀门1300，以调节气体供应保证在氦液化系统运行过程中的气体压强稳定性。

具体的，第二压力传感器1500检测的压强为P，当P大于Pmax(这里Pmax是指最大预设压强)时，所述第二调节阀门1200打开，所述第三调节阀门1300关闭，此时，通过将储气罐100的第一阀门700打开，以使通过油气分离设备200分离后的气体通过导向管1100和第一管道500进入至储气罐100中，以降低高压管道1800中的气体压强。当P小于Pmax时，第二调节阀门1200关闭，停止泄压；当P小于Pmin(这里Pmin是指最小预设压强)时，所述第二调节阀门1200关闭，所述第三调节阀门1300开启，储气罐100向低压管道1900供气，通过压缩机300增压，以提升高压管道1800的压强。

在本实用新型的一些实施例中，所述第一连接管900上设有第四调节阀门1600，所述第四调节阀门1600位于所述导向管1100的两端之间。

另外，在所述低压管道1900上设有第五调节阀门1700，以通过第五调节阀门1700控制由第二管道600流向压缩机300的气体的流量。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种多储罐气体供应系统，其特征在于，包括多个储气罐、气体管理装置、高压管道、低压管道、压缩机和氦气液化设备；

每一个所述储气罐的进气口分别与第一管道连通，每一个所述储气罐的出气口分别与第二管道连通，每一个所述储气罐的进气口设有第一阀门，每一个所述储气罐的出气口设有第二阀门；

所述高压管道的一端分别与所述压缩机的出气端连通，另一端与所述氦气液化设备的进气端和所述气体管理装置连通；

所述低压管道的一端分别与所述第二管道和所述气体管理装置连通，所述低压管道的另一端分别与所述压缩机的进气端和所述氦气液化设备连通。

2.根据权利要求1所述的多储罐气体供应系统，其特征在于，所述第二管道上设有第一调节阀门。

3.根据权利要求1所述的多储罐气体供应系统，其特征在于，所述气体管理装置包括导向管、第一连接管、第二调节阀门和第三调节阀门；

所述第一连接管的两端分别与所述第二管道和所述氦气液化设备连通，所述导向管的两端分别与所述第一连接管连通；

所述第二调节阀门和第三调节阀门相间隔的设置在所述导向管上。

4.根据权利要求3所述的多储罐气体供应系统，其特征在于，所述气体管理装置包括第一压力传感器和第二压力传感器；

所述第一压力传感器设置在所述第一管道上，所述第二压力传感器设置在高压管道上，分别控制所述第二调节阀门和所述第三调节阀门开启。

5.根据权利要求3所述的多储罐气体供应系统，其特征在于，所述第一连接管上设有第四调节阀门，所述第四调节阀门位于所述导向管的两端之间。

6.根据权利要求3所述的多储罐气体供应系统，其特征在于，所述高压管道的压强为P，当P的取值大于设定压强Pmin时，所述第三调节阀门打开，所述第二调节阀门关闭，所述储气罐向所述低压管道补充气体；

当P的取值大于设定压强Pmax时，所述第二调节阀门打开，所述第三调节阀门关闭，以使所述高压管道中的气体通过所述第一管道反向流向所述储气罐。

7.根据权利要求1所述的多储罐气体供应系统，其特征在于，所述低压管道上设有第五调节阀门。

8.根据权利要求1所述的多储罐气体供应系统，其特征在于，所述多个储气罐至少包括缓冲罐、第一储气罐和第二储气罐；

所述缓冲罐、所述第一储气罐和所述第二储气罐相间隔设置。

9.根据权利要求8所述的多储罐气体供应系统，其特征在于，所述缓冲罐、所述第一储气罐和所述第二储气罐均为氦气储气罐。

10.根据权利要求1所述的多储罐气体供应系统，其特征在于，所述氦气液化设备为氦气液化设备。