RU2211996C1

RU2211996C1 - Method of filling bottles or reservoirs of transport facilities, mobile gas carriers and gas filling facilities with compressed natural gas

Info

Publication number: RU2211996C1
Application number: RU2002123897A
Authority: RU
Inventors: Я.С. Мкртычан; Г.М. Ровнер
Original assignee: Мкртычан Яков Сергеевич
Priority date: 2002-09-10
Filing date: 2002-09-10
Publication date: 2003-09-10

Abstract

FIELD: gas filling facilities. SUBSTANCE: proposed method includes taking gas from main gas line, compression of gas by means of compressors, dehumidification of gas, storage of gas in accumulators and distribution among consumers through gas filling columns of stations. Bottles of transport facility are first filled with gas from gas accumulators of station through filling line, gas dispensing column and flexible hoses to maximum pressure of filling transport facilities. Then, bottles of gas carrier is finally charged to higher pressure by means of boost compressor mounted in station; suction pipe line of boost compressor is connected with gas accumulators and delivery pipe line is connected with bottles of gas carrier through filling unit of column and additional flexible hose. EFFECT: enhanced efficiency; facilitated procedure. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области использования природного газа на транспортных средствах в качестве моторного топлива. The invention relates to the use of natural gas in vehicles as a motor fuel.

Известен способ, используемый широко в мировой практике для заправки автомобилей, газовозов и газозаправщиков компримированным природным газом, включающий отбор газа из магистрального газопровода, сжатие газа до давления, превышающего давление заправки транспортных средств, осушку газа в адсорберах, хранение в аккумуляторах-сосудах или баллонах и подачу газа из аккумуляторов через понижающий давление редуктор и газораздаточные колонки в баллоны транспортных средств, а также напрямую из аккумуляторов в газобаллонную установку газовоза или газозаправщика. При этом способе прямой заправки автомобилей до 20 МПа, а особенно газовозов и газозаправщиков до 32 МПа компрессоры, установка осушки газа и трубопроводно-арматурная обвязка применяются на максимальное давление газа, что усложняет их конструкцию, увеличивает потребление энергии и стоимость оборудования (1). A known method used widely in world practice for refueling automobiles, gas carriers and gas tankers with compressed natural gas, including taking gas from the main gas pipeline, compressing the gas to a pressure higher than the pressure for refueling vehicles, drying gas in adsorbers, storing it in accumulator vessels or cylinders and gas supply from accumulators through a pressure-reducing gear and gas dispensers to vehicle cylinders, as well as directly from accumulators to a gas-gas installation of gases for or gazozapravschika. With this direct fueling method of cars up to 20 MPa, and especially gas carriers and gas tankers up to 32 MPa, compressors, a gas dehydration unit and piping reinforcement are used at the maximum gas pressure, which complicates their design, increases energy consumption and equipment cost (1).

Наиболее близким техническим решением к заявляемому способу является способ заправки баллонов транспортных средств, передвижных газовозов и газозаправщиков компримированным природным газом, включающий отбор газа из магистрального газопровода, сжатие газа компрессорами, его осушку, хранение в аккумуляторах и распределение потребителям через газораздаточные колонки станции (2). Применение такой ступенчатой заправки баллонов газом позволяет снизить расход энергии на его компримирование, но еще более усложняет и удорожает оборудование станции в сравнении с описанным аналогом, так как к высокой стоимости компрессора и установки осушки максимального давления добавляется стоимость арматурно-трубопроводной обвязки и системы автоматического управления (переключения) аккумуляторами газа. The closest technical solution to the claimed method is a method of refueling cylinders of vehicles, mobile gas carriers and gas tankers with compressed natural gas, including gas extraction from the main gas pipeline, gas compression by compressors, its drying, storage in batteries and distribution to consumers through gas distribution columns of the station (2). The use of such a step-by-step filling of cylinders with gas makes it possible to reduce the energy consumption for its compression, but even more complicates and increases the cost of the equipment of the station in comparison with the described analogue, since the cost of reinforcing piping and automatic control systems are added to the high cost of the compressor and the installation of drying the maximum pressure ( switching) gas accumulators.

Технической задачей, поставленной в настоящем изобретении, является повышение эффективности способа за счет совершенствования конструкции оборудования и технологии компримирования и заправки газом баллонов или сосудов транспортных средств, газовозов и газозаправщиков. The technical problem posed in the present invention is to increase the efficiency of the method by improving the design of equipment and the technology of compression and gas filling of cylinders or vessels of vehicles, gas carriers and gas tankers.

Эта задача решается тем, что в способе заправки баллонов транспортных средств, передвижных газовозов и газозаправщиков компримированным природным газом, включающем отбор газа из магистрального газопровода, сжатие газа компрессорами, его осушку, хранение в аккумуляторах и распределение потребителям через газораздаточные колонки станции, согласно изобретению баллоны транспортного средства и или газозаправщика вначале заправляют газом из газовых аккумуляторов станции через заправочную линию, газораздаточную колонку и гибкие рукава до максимального давления заправки транспортных средств, а затем баллоны газозаправщика дозаправляют до более высокого давления с помощью дополнительно установленного на станции дожимного компрессора, соединенного всасывающим трубопроводом с аккумуляторами газа, а нагнетательным трубопроводом через заправочное устройство колонки и дополнительный гибкий рукав с баллонами газозаправщика. This problem is solved by the fact that in the method of filling the cylinders of vehicles, mobile gas carriers and gas tankers with compressed natural gas, which includes taking gas from the main gas pipeline, compressing the gas with compressors, drying it, storing it in batteries and distributing it to consumers through the gas dispensers of the station, transport cylinders according to the invention funds and or of the gas tanker are initially charged with gas from the station’s gas accumulators through the gas line, gas dispenser and flexible hoses for about the maximum pressure for refueling vehicles, and then the gas tankers are refueled to a higher pressure with the help of a booster compressor additionally installed at the station, connected by a suction pipe to gas accumulators, and a discharge pipe through a gas station and an additional flexible sleeve with gas tank.

На чертеже изображена схема станции для реализации предлагаемого способа. The drawing shows a diagram of a station for implementing the proposed method.

Станция содержит устройство отбора, очистки и учета газа 1 из магистрального трубопровода 2, компрессорную установку 3, например, с кривошипно-шатунным приводом, блок осушки газа 4, аккумулятор газа 5, газораздаточную колонку 6, связанную трубопроводом 7 с аккумулятором газа 5, а гибкими рукавами 8 и 9, снабженными обратными клапанами 10 и 11, соответственно с баллонами автомобиля 12 и газозаправщика 13 через его газораспределительный блок 14, а также дожимной компрессор 15, соединенный всасывающим трубопроводом 16 с аккумулятором 5, а нагнетательным трубопроводом 17 через запорный орган 18, счетчик 19 и обратный клапан 20, образующие заправочное устройство колонки, и гибкий рукав 21 с газораспределительным блоком 14 газозаправщика 13. The station contains a device for the selection, purification and metering of gas 1 from the main pipeline 2, a compressor unit 3, for example, with a crank drive, a gas dehydration unit 4, a gas accumulator 5, a gas distribution column 6 connected by a pipeline 7 to a gas accumulator 5, and flexible sleeves 8 and 9, equipped with check valves 10 and 11, respectively, with the cylinders of the vehicle 12 and the gas tank 13 through its gas distribution unit 14, as well as a booster compressor 15 connected by a suction pipe 16 to the battery 5, and a discharge t by piping 17 through a locking member 18, a meter 19 and a check valve 20, forming a column filling device, and a flexible sleeve 21 with a gas distribution unit 14 of the gas tanker 13.

Предлагаемый способ реализуется на станции следующим образом. Прибывшие на станцию газобаллонный автомобиль и газозаправщик для заправки газом до давления соответственно 20 МПа и 32 МПа присоединяются соответственно к заправочной линии 7 и нагнетательному трубопроводу 17, автомобиль гибким рукавом 8, а газозаправщик гибкими рукавами 9 и 21. После этого открывают кран 22 в колонке 6, включают компрессор 3 в работу и выполняют заправку автомобиля до 20 МПа подачей газа из аккумулятора 5, затем его отключают и отсоединяют. Заправку газозаправщика до 20 МПа выполняют подачей газа из аккумулятора 5 открытием (переключением) того же крана 22 как в периоды времени между заправками автомобилей, так и в периоды их отсутствия на станции (как правило, в ночное время). Дозаправку газозаправщика газом до давления 32 МПа осуществляют открытием крана 18 и включением в работу одноступенчатого дожимного компрессора 15, отбирающего кондиционный (осушенный и очищенный) газ под давлением не менее 20 МПа из аккумулятора и нагнетающего его под давлением 32 МПа в баллоны газозаправщика 13 через его газораспределительный блок 14. При необходимости возможна одновременная подача газа в баллоны газозаправщика 13 из аккумулятора 5 через линию 7 и с помощью дожимного компрессора через трубопровод 17. Скрещивание двух газовых потоков при этом предотвращается обратными клапанами 10 и 21. The proposed method is implemented at the station as follows. A gas balloon car and a gas tanker arriving at the station for gas filling up to a pressure of 20 MPa and 32 MPa, respectively, are connected to the gas line 7 and the discharge pipe 17, the car is equipped with a flexible sleeve 8, and the gas tank is filled with flexible sleeves 9 and 21. After that, the valve 22 is opened in column 6 , turn the compressor 3 on and refuel the car up to 20 MPa by supplying gas from the battery 5, then turn it off and disconnect. Refueling a gas tanker up to 20 MPa is performed by supplying gas from the accumulator 5 by opening (switching) the same valve 22 both during periods between refueling of vehicles and during periods when they are not at the station (usually at night). Refueling the gas tanker with gas to a pressure of 32 MPa is carried out by opening the valve 18 and turning on the single-stage booster compressor 15, which selects the conditioned (drained and purified) gas under a pressure of at least 20 MPa from the accumulator and pumps it under a pressure of 32 MPa into the cylinders of the gas tanker 13 through its gas distribution block 14. If necessary, simultaneous supply of gas to the cylinders of the gas tanker 13 from the accumulator 5 through line 7 and using a booster compressor through the pipe 17. Crossing two gas Otoko thus preventing check valves 10 and 21.

Таким образом, предлагаемый способ заправки баллонов компримированным природным газом позволяет как раздельно, так и одновременно наполнять баллоны транспортных средств, передвижных газовозов и газозаправщиков до разных уровней давления газа: 20 МПа и 32 МПа. Применение для этих целей дополнительного одноступенчатого дожимного компрессора и описанной технологической системы позволяет использовать в качестве основного оборудования станции компрессор, установку осушки газа, аккумуляторы и арматуру на давление до 25 МПа (вместо 32 МПа) и в результате улучшить показатели капитальных и эксплуатационных затрат. Это особенно важно с учетом того, что только в нашей стране в настоящее время функционируют более 200 мощных газонаполнительных компрессорных станций с максимальным давлением рабочих компрессоров до 25 МПа, которые не могут обеспечить заправку газозаправщиков до давления 32 МПа. Thus, the proposed method of filling cylinders with compressed natural gas allows both separately and simultaneously filling the cylinders of vehicles, gas carriers and gas tankers to different gas pressure levels: 20 MPa and 32 MPa. The use of an additional single-stage booster compressor and the described technological system for these purposes allows the use of a compressor, gas dehydration unit, accumulators and valves for pressure up to 25 MPa (instead of 32 MPa) as the main equipment of the station and, as a result, improve capital and operating costs. This is especially important given that in our country alone there are currently more than 200 powerful gas-filling compressor stations with a maximum pressure of working compressors up to 25 MPa, which cannot provide gas refueling to 32 MPa.

Источники информации
1. Боксерман Ю. И., Мкртычан Я. С., Чириков К. Ю. Перевод транспорта на газовое топливо. - М.: Недра, 1988, с. 49 и 50.Sources of information
1. Boxerman Yu. I., Mkrtychan Ya. S., Chirikov K. Yu. Transfer of transport to gas fuel. - M .: Nedra, 1988, p. 49 and 50.

2. Патент США 5361796, 8 ноября, 1994. 2. US patent 5361796, November 8, 1994.

Claims

A method of filling cylinders of vehicles, mobile gas carriers and gas tanks with compressed natural gas, which includes taking gas from a main gas pipeline, compressing gas, drying it in batteries, and distributing it to consumers through gas dispensers of a station, characterized in that the cylinders of the vehicle and / or gas tank First, they charge gas from the gas accumulators of the station through the filling line, gas dispenser and flexible hoses to the maximum charge pressure vehicle refueling, and then the gas tankers are refilled to a higher pressure with the help of an additional booster compressor installed at the station, connected to the gas accumulators by the suction pipe and the discharge pipe through the column filling device and an additional flexible hose with gas tankers.