RU2208199C1 - Gas dispensing station for charging vehicle cylinders with compressed natural gas - Google Patents
Gas dispensing station for charging vehicle cylinders with compressed natural gas Download PDFInfo
- Publication number
- RU2208199C1 RU2208199C1 RU2002123895A RU2002123895A RU2208199C1 RU 2208199 C1 RU2208199 C1 RU 2208199C1 RU 2002123895 A RU2002123895 A RU 2002123895A RU 2002123895 A RU2002123895 A RU 2002123895A RU 2208199 C1 RU2208199 C1 RU 2208199C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- cylinders
- section
- sections
- pressure
- Prior art date
Links
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области использования компримированного природного газа на транспортных средствах в качестве моторного топлива. The invention relates to the use of compressed natural gas in vehicles as a motor fuel.
Известна автомобильная газонаполнительная компрессорная станция (АГНКС), содержащая компрессор с приводом, линию подачи газа из магистрального трубопровода в компрессор, устройство предварительной очистки и замера расхода газа, адсорберную установку осушки газа под давлением нагнетания компрессора, аккумулятор для хранения газа и соединенные с ним газозаправочные колонки [1]. Known automobile gas filling compressor station (CNG filling station), containing a compressor with a drive, a line for supplying gas from the main pipeline to the compressor, a device for pre-treatment and measurement of gas flow, an adsorption unit for gas dehydration under compressor discharge pressure, a gas storage tank and gas columns connected to it [1].
Создание газозаправочной сети из таких станций является процессом весьма долговременным и дорогостоящим, особенно с учетом удаленных от АГНКС мест базирования транспортных средств. Кроме того, радиус действия транспортных средств, работающих на газе, становится зависимым от расстояния между АГНКС и местом их базирования. В результате транспортные средства теряют много времени, совершая "холостой" пробег на заправку, а также значительную (до 20%) часть топлива. При расстояниях более 10-15 км между АГНКС и местом базирования транспорта поездка на АГНКС для заправки газом становится нерентабельной. Особенно это наглядно на примере сельхозтехники, удаленной от АГНКС до 100 и более километров. The creation of a gas filling network from such stations is a very long-term and expensive process, especially taking into account the locations of vehicles located far from the CNG filling stations. In addition, the range of vehicles running on gas becomes dependent on the distance between the CNG stations and their location. As a result, vehicles lose a lot of time, making a “blank” run for refueling, as well as a significant (up to 20%) part of the fuel. At distances of more than 10-15 km between the CNG filling station and the location of the vehicle, a trip to the CNG filling station for gas refueling becomes unprofitable. This is especially evident in the example of agricultural machinery, remote from CNG stations up to 100 or more kilometers.
Ближайшим аналогом заявленного изобретения является передвижная газонаполнительная установка для заправки баллонов и сосудов компримированным природным газом, включающая установленные на автотранспортном средстве газораспределительный блок и газобаллонную или газоемкостную установку, состоящую из нескольких секций газовых баллонов или емкостей, соединенных трубопроводами с газораспределительным блоком [2]. The closest analogue of the claimed invention is a mobile gas filling unit for filling cylinders and vessels with compressed natural gas, including a gas distribution unit installed on a vehicle and a gas cylinder or gas storage unit consisting of several sections of gas cylinders or containers connected by pipelines to a gas distribution block [2].
Реализация с помощью такой станции двухступенчатой заправки транспортных средств вначале бескомпрессорым способом путем передавливания газа из газобаллонной установки газовоза с начальным давлением до 25 МПа в баллоны автомобилей до давления 20 МПа позволяет разрядить газовоз в лучшем случае на 50%, а затем с помощью дожимного компрессора, всасывающего газ из газобаллонной установки газовоза под остаточным давлением и нагнетающего в баллоны транспортных средств также до давления 20 МПа, увеличивает степень опорожнения газобаллонной установки газовоза до 90%. The implementation of a two-stage refueling of vehicles with the help of such a station is initially uncompressed by transferring gas from a gas-cylinder installation of a gas carrier with an initial pressure of up to 25 MPa to automobile cylinders to a pressure of 20 MPa, which allows the gas carrier to be discharged by 50% at best, and then using a booster compressor that sucks gas from a gas cylinder installation of a gas carrier under residual pressure and forcing vehicles into cylinders also up to a pressure of 20 MPa, increases the degree of emptying of the gas cylinder Gas carrier up to 90%.
Такая газораздаточная станция в сравнении с бескомпрессорными передвижными газозаправщиками на давление газа до 25 МПа обеспечивает большую степень опорожнения газобаллонной установки (90% против 50%). Однако экономически это выгодно при значительных расстояниях от АГНКС до мест заправки транспорта (30 и более километров). При этом следует учитывать, что общее время разрядки газовоза с компрессорной установкой при двухступенчатой схеме заправки транспортных средств и стоимость такой станции в 1,5-2 раза превышает аналогичные показатели бескомпрессорных автогазозаправщиков. Поэтому в городских условиях со сравнительно небольшими расстояниями от АГНКС до мест базирования транспорта (5-10 км) газораздаточные станции описанного типа в подавляющем большинстве случаев менее эффективны в сравнении со станциями, реализующими бескомпрессорный способ заправки транспортных средств компримированным природным газом. Such a gas distribution station, in comparison with uncompressed mobile gas refueling tanks with a gas pressure of up to 25 MPa, provides a large degree of emptying of the gas cylinder installation (90% versus 50%). However, it is economically advantageous at significant distances from CNG filling stations to refueling places (30 or more kilometers). It should be borne in mind that the total discharge time of a gas carrier with a compressor unit with a two-stage fueling scheme for vehicles and the cost of such a station are 1.5-2 times higher than those of uncompressed gas tankers. Therefore, in urban conditions with relatively short distances from CNG filling stations to transportation sites (5-10 km), gas distribution stations of the described type are in the vast majority of cases less efficient compared to stations implementing the uncompressed method of refueling vehicles with compressed natural gas.
Технической задачей, поставленной в настоящем изобретении, является повышение эффективности за счет совершенствования конструктивно-технологических параметров оборудования газораздаточной станции, использующей бескомпрессорный способ заправки транспортных средств компримированным природным газом. В основу решения данной задачи заложены новые технические требования по увеличению давления газа в газобаллонной установке газовоза с 25 до 32 МПа, по обеспечению редуцирования газа с 32 до 20 МПа (давление заправки автомобилей) без гидратообразования, по определению оптимального числа и соотношения объемов баллоных секций газобаллонной установки газовоза. The technical task set in the present invention is to increase efficiency by improving the structural and technological parameters of the equipment of a gas distribution station using an uncompressed method of refueling vehicles with compressed natural gas. The basis for solving this problem is laid down new technical requirements to increase the gas pressure in a gas tank installation of a gas carrier from 25 to 32 MPa, to ensure gas reduction from 32 to 20 MPa (vehicle refueling pressure) without hydrate formation, to determine the optimal number and volume ratio of balloon sections of a gas cylinder gas carrier installation.
Поставленная задача решается тем, что газораздаточная станция заправки баллонов транспортных средств компримированным природным газом, включающая газовоз с бескомпрессорной подачей газа из установленной на нем секционной газобаллонной установки и газозаправочную колонку для заправки газом транспортных средств, согласно изобретению дополнительно снабжена выполненным в составе газовоза или в газозаправочной колонке устройством регулирования и формирования газового потока высокого давления перед заправкой транспортных средств, содержащим редуктор, понижающий давление газа до давления заправки транспортных средств, предохранительный клапан, манометр, термометр, и соединенным через гибкий рукав с каждой из секций газобаллонной установки, выполненных из баллонов, по прочности превышающих прочность заправляемых баллонов транспортных средств по меньшей мере в 1,25 раза, последовательно уменьшающимися от первой наибольшей, с которой начинают заправку баллонов, до последней наименьшей по объему, определяемому количеством равнообъемных баллонов или сосудов в каждой секции с учетом числа секций равенством:
Kn=[N-(n-2)]•K,
где Кn - количество равнообъемных баллонов или сосудов в n-й секции;
N - общее количество секций в газобаллонной установке;
k - коэффициент кратного увеличения числа равнообъемных баллонов или сосудов в каждой секции, равный 1, 2, 3...i,
n - порядковый номер секции.The problem is solved in that the gas distribution station for refueling vehicle cylinders with compressed natural gas, including a gas carrier with an unpressurized gas supply from a sectional gas cylinder installation installed on it and a gas filling station for refueling vehicles with gas, according to the invention is additionally equipped with a gas carrier or in a gas filling column a device for regulating and forming a high pressure gas stream before refueling vehicles, with holding a reducer that reduces the gas pressure to the vehicle refueling pressure, a safety valve, a manometer, a thermometer, and connected through a flexible sleeve to each of the sections of the gas cylinder installation made of cylinders that are at least 1.25 stronger than the strength of refueling vehicles times successively decreasing from the first largest, from which the filling of cylinders begins, to the last smallest in volume, determined by the number of equally-sized cylinders or vessels in each projection due to the number of sections by the equation:
K n = [N- (n-2)] • K,
where K n is the number of equally-sized cylinders or vessels in the n-th section;
N is the total number of sections in a gas installation;
k is the coefficient of a multiple increase in the number of equally-sized cylinders or vessels in each section, equal to 1, 2, 3 ... i,
n is the serial number of the section.
На чертеже изображена схема предлагаемой газораздаточной станции заправки баллонов транспортных средств компримированным природным газом бескомпрессорным способом. The drawing shows a diagram of the proposed gas distribution station refueling vehicles compressed natural gas in an unpressorized manner.
Секция содержит газовоз 1 с бескомпрессорным отбором газа из установленной на нем газобаллонной установки 2, выполненной из секций 3-8 баллонов на давление газа 32 МПа. Каждая баллонная секция оснащена предохранительным клапаном 9, манометром 10 и запорным клапаном 11. Секции попарно соединены между собой через трехходовые краны 12-12а, б и объединены общим трубопроводом 13 с трехходовым краном 14. Газовоз гибким рукавом 15 соединен с дополнительным устройством станции, содержащим редуктор 16, понижающий давление газа с 32 до 20 МПа, предохранительный клапан 17, манометр 18 и термометр 19, соединенные общим трубопроводом 20 с газозаправочной колонкой 21. Дополнительно устройство может быть установлено как в составе газовоза, так и в газозаправочной колонке. Для исключения гидратообразования в редукторе 16 при дросселировании газа с 32 до 20 МПа редуктор выполнен проточным и снабжен обогревательным устройством. Все баллоны, обвязка и арматура газовоза выполнены по прочности на рабочее давление 32 МПа. Для достижения максимальной степени опорожненения баллонных секций газовоза при бескомпрессорном способе заправки транспортных средств секции от первой наибольшей, с которой начинают заправку баллонов или сосудов, до последней наименьшей выполнены последовательно уменьшающимися по объему, определяемому количеством равнообъемных баллонов или сосудов в каждой секции с учетом числа секций равенством:
Kn=[N-(n-2)]•K,
где Кn - количество равнообъемных баллонов или сосудов в n-й секции;
N - общее количество секций в газобаллонной установке;
k - коэффициент кратного увеличения числа равнообъемных баллонов или сосудов в каждой секции, равный 1, 2, 3...i;
n - порядковый номер секции.The section contains a gas carrier 1 with non-compressor gas extraction from a gas cylinder installation 2 installed on it, made of sections of 3-8 cylinders for a gas pressure of 32 MPa. Each balloon section is equipped with a safety valve 9, a manometer 10 and a shutoff valve 11. The sections are connected in pairs through three-way valves 12-12a, b and are connected by a common pipe 13 with a three-way valve 14. A gas carrier with a flexible sleeve 15 is connected to an additional station device containing a gearbox 16, reducing the gas pressure from 32 to 20 MPa, a safety valve 17, a pressure gauge 18 and a thermometer 19 connected by a common pipe 20 with a gas column 21. Additionally, the device can be installed as part of a gas ovoza, and in the gas station. To exclude hydrate formation in the gearbox 16 during gas throttling from 32 to 20 MPa, the gearbox is made flow-through and equipped with a heating device. All cylinders, piping and fittings of a gas carrier are made in terms of strength at an operating pressure of 32 MPa. In order to achieve the maximum degree of emptying of the gas sections of the gas carrier during the non-compressor method of refueling vehicles, the sections from the first largest, from which the refueling of cylinders or vessels are started, to the last smallest, are made sequentially decreasing in volume, determined by the number of equally sized cylinders or vessels in each section, taking into account the number of sections by equality :
K n = [N- (n-2)] • K,
where K n is the number of equally-sized cylinders or vessels in the n-th section;
N is the total number of sections in a gas installation;
k is the coefficient of a multiple increase in the number of equally-sized cylinders or vessels in each section, equal to 1, 2, 3 ... i;
n is the serial number of the section.
После заправки газом на АГНКС газовоз 1 перемещается на место заправки газобаллонных автомобилей, например в автотранспортное предприятие. Перед заправкой автомобилей трехходовой кран 12 поворачивают в положение, соединяющее первую секцию баллонов с трубопроводом 13. Затем соединяют рукав 22 с баллоном автомобиля и открытием крана 14 осуществляют заправку автомобиля газом до давления 20 МПа, после чего кран 14 закрывают, газ из рукава 22 стравливают на свечу и рукав 22 отсоединяют от автомобиля. Таким образом, процесс заправки автомобилей до 20 МПа (одноступенчатая заправка) повторяется до тех пор, пока давление в первой секции не снизится, например, до 21-22 МПа и заправить следующий автомобиль до 20 МПа не представляется возможным. Тогда этот автомобиль заправляют из первой секции до максимально возможного давления (например, 18 МПа), после чего кран 12 переводят в положение, соединяющее вторую секцию с трубопроводом 13, и из этой секции дозаправляют автомобиль до 20 МПа (двухступенчатая заправка). Так процесс последовательной заправки автомобилей из двух секций продолжается до тех пор, пока давление и во второй секции станет недостаточным для заправки очередного автомобиля до 20 МПа. После этого в работу с помощью крана 12а (по аналогии с краном 12) включается третья секция (трехступенчатая заправка), а затем по аналогии и четвертая (четырехступенчатая заправка) и т.д. На этом заправку автомобилей до давления 20 МПа прекращают и автогазозаправщик возвращается на АГНКС для очередной заправки газом до 32 МПа. After refueling with gas at CNG filling stations, the gas carrier 1 moves to the refueling site of gas-filled automobiles, for example, to a motor transport enterprise. Before refueling the cars, the three-way valve 12 is turned to the position connecting the first section of the cylinders with the pipe 13. Then, the sleeve 22 is connected to the vehicle balloon and the valve 14 is opened, the vehicle is refueled with gas to a pressure of 20 MPa, after which the valve 14 is closed, the gas from the sleeve 22 is vented to the candle and sleeve 22 are disconnected from the vehicle. Thus, the process of refueling vehicles to 20 MPa (one-stage refueling) is repeated until the pressure in the first section decreases, for example, to 21-22 MPa and it is not possible to refuel the next vehicle to 20 MPa. Then this car is refueled from the first section to the maximum possible pressure (for example, 18 MPa), after which the valve 12 is moved to the position connecting the second section with the pipe 13, and from this section the car is refueled to 20 MPa (two-stage refueling). So the process of sequential refueling of cars from two sections continues until the pressure in the second section becomes insufficient to refuel the next car up to 20 MPa. After that, the third section (three-stage refueling) is turned on using the crane 12a (by analogy with the crane 12), and then, by analogy, the fourth section (four-stage filling), etc. At this, the refueling of cars to a pressure of 20 MPa is stopped and the gas tanker returns to the CNG filling station for the next gas refueling up to 32 MPa.
Экспериментальная проверка данной технологии заправки автомобилей до 20 МПа с 32 МПа с четырьмя разнообъемными секциями и предлагаемым соотношением объемов баллонных секций в газонаполнительной установке показала следующее:
- из первой секции заправили 2 автомобиля ЗИЛ 130;
- из первой и второй секций заправили 7 автомобилей ЗИЛ 130;
- из первой, второй и третьей секций заправили 7 автомобилей ЗИЛ 130;
- из первой, второй, третьей и четвертой секций заправили 6 автомобилей ЗИЛ 130.An experimental verification of this technology for refueling cars up to 20 MPa with 32 MPa with four different sections and the proposed ratio of the volume of balloon sections in a gas filling installation showed the following:
- 2 ZIL 130 vehicles were refueled from the first section;
- from the first and second sections 7 cars ZIL 130 were refueled;
- from the first, second and third sections, 7 ZIL 130 vehicles were refueled;
- Of the first, second, third and fourth sections, 6 ZIL 130 vehicles were refueled.
Всего заправили 22 автомобиля ЗИЛ 130. Коэффициент опорожнения газобаллонной установки составил 71,9%, что подтвердило наши расчеты и справедливость предлагаемого соотношения по определению оптимального объема газобаллонных секций. A total of 22 ZIL 130 vehicles were refueled. The emptying ratio of the gas cylinder installation was 71.9%, which confirmed our calculations and the validity of the proposed ratio for determining the optimal volume of gas cylinder sections.
Предлагаемое технико-технологическое решение станции позволило существенно (на 22%) увеличить степень опорожнения газобаллонной установки газовоза с бескомпрессорным отбором газа и довести ее до 72%, что лишь на 18% меньше, чем при сложном и дорогостоящем отборе газа с помощью компрессора, одновременно вдвое снизить стоимость газораздаточной станции и обеспечить ее бесперебойное снабжение с помощью газовозов компримированным природным газом. The proposed technical and technological solution of the station made it possible to significantly (by 22%) increase the degree of emptying of the gas tank installation of a gas carrier with uncompressed gas sampling and increase it to 72%, which is only 18% less than with complex and expensive gas sampling using a compressor, at the same time twice reduce the cost of the gas distribution station and ensure its uninterrupted supply of compressed natural gas by gas carriers.
Источники информации
1. Заявка RU 96102221, кл. F 04 В 41/00, 1998.Sources of information
1. Application RU 96102221, cl. F 04 B 41/00, 1998.
2. Патент RU 2185974, кл. В 60 S 5/02, 2002. 2. Patent RU 2185974, cl. In 60 S 5/02, 2002.
Claims (1)
Kn=[N-(n-2)]•K,
где Kn - количество равнообъемных баллонов или сосудов в n-й секции;
N - общее количество секций в газобаллонной установке;
k - коэффициент кратного увеличения числа равнообъемных баллонов или сосудов в каждой секции, равный 1,2,3...i;
n - порядковый номер секции.A gas distribution station for refueling vehicles with compressed natural gas, including a gas carrier with an unpressurized gas supply from a sectional gas cylinder installed on it and a gas station for refueling vehicles with gas, characterized in that the station is additionally equipped with a control device made in the gas tank or in the gas station the formation of a gas stream of high pressure before refueling vehicles containing a gearbox, lowering gas pressure to the vehicle refueling pressure, safety valve, pressure gauge, thermometer, and connected through a flexible sleeve to each of the sections of the gas cylinder installation made of cylinders, strength exceeding the strength of refueling vehicles cylinders by at least 1.25 times, gradually decreasing from the first largest, from which the filling of cylinders begins, to the last smallest in volume, determined by the number of equally-sized cylinders or vessels in each section, taking into account the number of sections p by the inequality
K n = [N- (n-2)] • K,
where K n is the number of equally-sized cylinders or vessels in the n-th section;
N is the total number of sections in a gas installation;
k is the coefficient of a multiple increase in the number of equally-sized cylinders or vessels in each section, equal to 1.2.3 ... i;
n is the serial number of the section.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002123895A RU2208199C1 (en) | 2002-09-10 | 2002-09-10 | Gas dispensing station for charging vehicle cylinders with compressed natural gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002123895A RU2208199C1 (en) | 2002-09-10 | 2002-09-10 | Gas dispensing station for charging vehicle cylinders with compressed natural gas |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2208199C1 true RU2208199C1 (en) | 2003-07-10 |
Family
ID=29212258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002123895A RU2208199C1 (en) | 2002-09-10 | 2002-09-10 | Gas dispensing station for charging vehicle cylinders with compressed natural gas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2208199C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2462655C2 (en) * | 2007-06-15 | 2012-09-27 | Теском Корпорейшн | Device and method to transfer fluid medium from unit of reservoirs and method to refill unit of reservoirs |
| US9765930B2 (en) | 2012-01-31 | 2017-09-19 | J-W Power Company | CNG fueling system |
| US10018304B2 (en) | 2012-01-31 | 2018-07-10 | J-W Power Company | CNG fueling system |
| US10851944B2 (en) | 2012-01-31 | 2020-12-01 | J-W Power Company | CNG fueling system |
-
2002
- 2002-09-10 RU RU2002123895A patent/RU2208199C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2462655C2 (en) * | 2007-06-15 | 2012-09-27 | Теском Корпорейшн | Device and method to transfer fluid medium from unit of reservoirs and method to refill unit of reservoirs |
| US9765930B2 (en) | 2012-01-31 | 2017-09-19 | J-W Power Company | CNG fueling system |
| US10018304B2 (en) | 2012-01-31 | 2018-07-10 | J-W Power Company | CNG fueling system |
| US10851944B2 (en) | 2012-01-31 | 2020-12-01 | J-W Power Company | CNG fueling system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5603360A (en) | Method and system for transporting natural gas from a pipeline to a compressed natural gas automotive re-fueling station | |
| US5676180A (en) | Method and system for storing and hydraulically-pressurizing compressed natural gas (CNG) at an automotive re-fuel station | |
| EP0717699B1 (en) | System and method for compressing natural gas | |
| CN111457246B (en) | Hydrogen storage type hydrogen filling station | |
| CN203082530U (en) | L-CNG (liquefied-compressed natural gas) station | |
| US5908141A (en) | Method and system of hydraulically-pressurizing natural gas at a residence to re-fuel natural gas vehicles | |
| CN101929602B (en) | Gas filling substation as well as pipeline system, control system and control method thereof | |
| CN103672394A (en) | Pump-free LNG gas-filling system and liquefied natural gas processing method | |
| US20150129082A1 (en) | Skid-mounted compressed gas dispensing systems, kits, and methods for using same | |
| KR101033731B1 (en) | Gas filling system with residual gas recovery device and residual gas recovery method | |
| CN104456067A (en) | Mixed gas filling device and mixed gas filling method of CNG and HCNG | |
| US10145512B2 (en) | Compressed natural gas storage and dispensing system | |
| RU2208199C1 (en) | Gas dispensing station for charging vehicle cylinders with compressed natural gas | |
| CN111365610B (en) | Discharging pressure regulating system applied to hydrogen storage type hydrogenation station | |
| CN212537494U (en) | Discharging pressure regulating system applied to hydrogen storage type hydrogen adding station | |
| JP2023533471A (en) | Filling device for filling storage tanks with compressed hydrogen, refueling station with filling device and method for filling storage tanks | |
| CN103574283B (en) | A kind of LNG meets an urgent need mobile filling apparatus | |
| KR101033702B1 (en) | Gas filling system with residual gas compression device and residual gas compression method | |
| CN212107879U (en) | Hydrogenation pipeline of hydrogen storage tank for station and hydrogenation pipeline of hydrogen storage tank for multiple stations | |
| RU179903U1 (en) | Mobile gas tanker | |
| RU2806349C1 (en) | Mobile gas filling unit | |
| RU2208198C1 (en) | Mobile gas filling plant | |
| RU2211996C1 (en) | Method of filling bottles or reservoirs of transport facilities, mobile gas carriers and gas filling facilities with compressed natural gas | |
| RU2237833C1 (en) | Method of charging bottles and vessels with liquefied petroleum gas | |
| CN220269151U (en) | Carbon dioxide well parking vehicle pipeline |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100911 |