專利名稱：一種液化天然氣加氣站及液化天然氣的加氣方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到液化天然氣的加氣站，尤其涉及到一種用于給各類車輛加注液化天然氣的液化天然氣加氣站。
背景技術(shù)：
液化天然氣(Liquefied Natural feis，通常用縮寫LNG表示)作為一種清潔能源， 是汽車理想的替代燃料之一。目前，LNG在公共汽車和重型車輛上的應(yīng)用，取得到十分顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。LNG是天然氣經(jīng)過凈化以后冷卻到露點溫度而形成的低溫液體，便于儲存和運輸。LNG用作汽車燃料，儲存于加氣站的低溫儲罐內(nèi)，可隨時為需要補充燃料的車輛加注。目前普遍采用固定式LNG汽車加氣站、LNG-CNG撬裝式汽車充裝裝置以及多功能 LNG加氣站。固定式LNG汽車加氣站存在占地大、成本高、加氣壓力高、加氣速度慢、無損儲存時間短、排放損耗大等問題。LNG-CNG撬裝式汽車充裝裝置用于儲存、氣化低溫LNG介質(zhì)，并將LNG增壓后高壓汽化轉(zhuǎn)化為壓縮天然氣(CNG)，通過加氣機實現(xiàn)對CNG汽車加氣，LNG-CNG橇裝式汽車充裝裝置儲存LNG效率高、占地少、投資小、無大型動力設(shè)備、無噪音、可與加油站合建，具有良好的推廣前景。在LNG-CNG撬裝式汽車加氣站的基礎(chǔ)上，國內(nèi)目前還建有多功能LNG加氣站，集調(diào)峰、汽車加氣及儲運貿(mào)易于一體的大型多功能LNG站，將調(diào)峰與事故應(yīng)急氣源站、 LNG汽車加氣站、液化-壓縮天然氣(LNG-CNG)汽車加氣站、倉儲貿(mào)易等融為一體，有機整合，優(yōu)化配置，具有功能齊全、設(shè)備共享率高、造價省、占地少、運行費用低、經(jīng)濟效益好的優(yōu)點，是一種很有前景的集成度高、性價比好的LNG氣化站模式，能較好解決單一事故應(yīng)急站設(shè)備閑置率過高、經(jīng)濟負擔重的矛盾。上述固定式LNG汽車加氣站存在占地大、成本高、加氣壓力高、加氣速度慢、無損儲存時間短、排放損耗大等問題。LNG撬裝式汽車加氣站盡管可方便地實現(xiàn)整體搬遷，儲存 LNG效率高、占地少、投資小等優(yōu)點，但是撬裝式汽車加氣站受到低溫泵氣蝕、密封性實時監(jiān)控、殘存氣體排空和預(yù)冷控制等關(guān)鍵技術(shù)的制約，普遍采用高壓加氣，存在排放損耗大、初啟動預(yù)冷時間較長、加氣精度和效率低、無損儲存時間短等不足，影響了 LNG汽車的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可向各類車輛常壓或者低壓加注、并可減少環(huán)境污染和節(jié)約資源的液化天然氣加氣站。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為液化天然氣加氣站，包括儲存系統(tǒng)、管路輸送系統(tǒng)、加注計量裝置、實時監(jiān)控系統(tǒng)，在管路輸送系統(tǒng)的回氣管路(33)中設(shè)置有低溫液化裝置(9)，在管路輸送系統(tǒng)的輸出管路(34)中設(shè)置有氣液分離器(19)。所述的儲存系統(tǒng)包括第一管道閥門、第一調(diào)壓器和LNG儲罐；所述的加注計量裝置包括加氣控制器、至少一根加氣槍以及與加氣槍相對應(yīng)的第一壓力傳感器和流量計，流量計設(shè)置在加氣槍上；所述的實時監(jiān)控系統(tǒng)包括PLC以及與PLC相連的計算機；所述的管路輸送系統(tǒng)包括管路系統(tǒng)、氣液分離器、真空絕熱容器、設(shè)置在真空絕熱容器底部的低溫泵以及與低溫泵的電源端相連的變頻器，所述的管路系統(tǒng)包括接入管路、輸入管路、回氣管路和輸出管路；通過接入管路，第一管道閥門的輸入口與LNG槽車接口相連通，第一管道閥門的輸出口與第一調(diào)壓器的輸入口相連通，第一調(diào)壓器的輸出口與LNG儲罐的輸入口相連通，低溫液化裝置的輸出口通過第二管道閥門與LNG儲罐的輸入口相連通；LNG儲罐的回氣口通過回氣管路與低溫液化裝置的輸入口相連通；LNG儲罐的輸出口通過輸入管路與低溫泵的輸入口相連通；通過輸出管路，低溫泵的輸出口與氣液分離器的輸入口相連通，氣液分離器的液相輸出口與第二調(diào)壓器的輸入口相連通，第二調(diào)壓器的輸出口還分別通過第一壓力傳感器與相應(yīng)的加氣槍相連通；所述氣液分離器的氣相輸出口與回氣管路相連通；輸出管路中還設(shè)置有溫度傳感器和第二壓力傳感器，所述的真空絕熱容器中設(shè)置有液位計， 變頻器、第一管道閥門、第二管道閥門、第一調(diào)壓器、第二調(diào)壓器、溫度傳感器、第二壓力傳感器、液位計與PLC相連；流量計、第一壓力傳感器與加氣控制器相連。所述的LNG儲罐上還設(shè)置有第三壓力傳感器、抽空口、真空隔離口以及防爆蓋，抽空口上設(shè)置有抽空閥門，真空隔離口上設(shè)置有真空隔離閥門；第三壓力傳感器、抽空閥門和真空隔離閥門與所述的PLC相連。所述的輸入管道中設(shè)置有第五管道閥門；所述的回氣管路中靠近LNG儲罐處設(shè)置有第四管道閥門，真空絕熱容器通過回氣支路以及設(shè)置在回氣支路中的第三管道閥門與回氣管路相連通；第五管道閥門、第四管道閥門、第三管道閥門與所述的PLC相連。本發(fā)明所要進一步解決的技術(shù)問題是提供一種可整體搬遷的液化天然氣加氣站。為解決上述進一步的技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為所述的儲存系統(tǒng)、管路輸送系統(tǒng)、加注計量裝置、低溫液化裝置和實時監(jiān)控系統(tǒng)通過同一個撬體或者不同的撬體固定在與撬體相配合的地基等安裝平臺上。本發(fā)明所要解決的另一個技術(shù)問題是提供一種可向各類車輛常壓或者低壓加注、并可以減少環(huán)境污染和節(jié)約資源的液化天然氣的加氣方法。為解決上述另一個技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種液化天然氣的加氣方法，在將儲存系統(tǒng)中的液化天然氣輸送到加注計量裝置的過程中，對混合在液化天然氣中的氣相天然氣進行氣液分離，將純凈的液化天然氣送至加注計量裝置，將分離出來的氣相天然氣進行低溫液化，變成液相的天然氣返回到儲存系統(tǒng)。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明所述的加氣方法，保證了進入加液管路的天然氣完全為液態(tài)，降低了加注壓力，解決了氣液分離、初啟動預(yù)冷以及預(yù)冷控制等問題，實現(xiàn)了常壓或低壓加氣；氣態(tài)天然氣液化后輸送到LNG儲罐中，減少了環(huán)境污染，節(jié)約了資源。采用上述加氣方法而構(gòu)建的液化天然氣加氣站，具有如下優(yōu)點
1、由于采用了氣液分離器，從而可以利用天然氣氣相和液相之間的密度差異，進行氣液分離，確保進入加液管路的天然氣完全為液態(tài)，從而降低了加注壓力，解決了氣液分離、 初啟動預(yù)冷以及預(yù)冷控制等問題，實現(xiàn)了常壓或低壓加氣；
2、由于采用了實時監(jiān)控系統(tǒng)，對LNG儲罐的壓力、溫度以及系統(tǒng)的密封性進行實時監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)異常后系統(tǒng)能夠自動報警并做出緊急處理，提高了系統(tǒng)運行的可靠性與安全性；
3、由于采用了加氣控制器、第一壓力傳感器、加氣槍、流量計組成的加注計量系統(tǒng)，實現(xiàn)了加氣量和回氣量的準確計量、實時顯示，從而提高了計量精度；
4、由于在管路系統(tǒng)中采用了低溫液化裝置，可以使回氣管路中的氣態(tài)天然氣液化后輸送到LNG儲罐中，打開第四管道閥門，LNG儲罐中的氣態(tài)天然氣也可以通過回氣管路進入到低溫液化裝置、液化后輸送到LNG儲罐中，從而減少環(huán)境污染和節(jié)約資源。此外，該液化天然氣加氣站由于采用了撬體這種撬裝模塊結(jié)構(gòu)，將儲存系統(tǒng)、管路輸送系統(tǒng)、加注計量裝置、低溫液化裝置和實時監(jiān)控系統(tǒng)等集成安裝在撬體上，通過撬體固定在安裝平臺上，安裝和維護都十分方便，從而大大方便了上述液化天氣然加氣站的整體搬遷。


圖1是本發(fā)明所述的液化天然氣加氣站的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、LNG槽車接口，2、第一管道閥門，3、第一調(diào)壓器，5、抽空閥門，6、防爆蓋， 7、真空隔離閥，8、第二管道閥門，9、低溫液化裝置，10、PLC, 11、計算機，12、流量計，13、加氣槍，14、第一壓力傳感器，15、加氣控制器，16、第二調(diào)壓器，17、第二壓力傳感器，18、溫度傳感器，19、氣液分離器，20、第三管道閥門，21、變頻器，22、低溫泵，23、真空絕熱容器，25、液位計，26、第四管道閥門，27、第五管道閥門，28、LNG儲罐，29、第三壓力傳感器，31、接入管路，32、輸入管路，33、回氣管路，34、輸出管路，35、回氣支路。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖，詳細描述本發(fā)明的具體實施方案。如圖1所示，本發(fā)明所述的液化天然氣加氣站，包括安裝平臺、儲存系統(tǒng)、管路輸送系統(tǒng)、加注計量裝置、實時監(jiān)控系統(tǒng)，所述的儲存系統(tǒng)、管路輸送系統(tǒng)、加注計量裝置、低溫液化裝置9和實時監(jiān)控系統(tǒng)通過同一個撬體或者不同的撬體固定在安裝平臺上；本實施例中，所述的儲存系統(tǒng)包括第一管道閥門2、第一調(diào)壓器3和LNG儲罐觀；所述的加注計量裝置包括加氣控制器15、多根加氣槍13以及與加氣槍13相對應(yīng)的第一壓力傳感器14 和流量計12，流量計12設(shè)置在加氣槍13上；所述的實時監(jiān)控系統(tǒng)包括可編程邏輯控制器 PLClO以及與PLClO相連的計算機11，這里的計算機11采用了工業(yè)控制用計算機(通常所說的工控機)；所述的管路輸送系統(tǒng)包括管路系統(tǒng)、氣液分離器19、真空絕熱容器23、設(shè)置在真空絕熱容器23底部的低溫泵22以及與低溫泵22的電源端相連的變頻器21，所述的管路系統(tǒng)包括接入管路31、輸入管路32、回氣管路33和輸出管路34 ；通過接入管路31，第一管道閥門2的輸入口與LNG槽車接口 1相連通，第一管道閥門2的輸出口與第一調(diào)壓器 3的輸入口相連通，第一調(diào)壓器3的輸出口與LNG儲罐28的輸入口相連通，低溫液化裝置9 的輸出口通過第二管道閥門8與LNG儲罐觀的輸入口相連通；LNG儲罐觀的回氣口通過回氣管路33與低溫液化裝置9的輸入口相連通；LNG儲罐28的輸出口通過輸入管路32與低溫泵22的輸入口相連通；通過輸出管路34，低溫泵22的輸出口與氣液分離器19的輸入口相連通，氣液分離器19的液相輸出口與第二調(diào)壓器16的輸入口相連通，第二調(diào)壓器16的輸出口還分別通過第一壓力傳感器14與相應(yīng)的加氣槍13相連通；所述氣液分離器19的氣
5相輸出口與回氣管路33相連通；輸出管路34中還設(shè)置有溫度傳感器18和第二壓力傳感器 17，所述的真空絕熱容器23中設(shè)置有液位計25，所述的變頻器21、第一管道閥門2、第二管道閥門8、第一調(diào)壓器3、第二調(diào)壓器16、溫度傳感器18、第二壓力傳感器17、液位計25與 PLClO相連；流量計12、第一壓力傳感器14與加氣控制器15相連；所述的LNG儲罐28上還設(shè)置有第三壓力傳感器四、抽空口、真空隔離口以及防爆蓋6，抽空口上設(shè)置有抽空閥門 5，真空隔離口上設(shè)置有真空隔離閥門7 ；第三壓力傳感器四、抽空閥門5和真空隔離閥門7 與PLClO相連；所述的輸入管道32中設(shè)置有第五管道閥門27 ；所述的回氣管路33中設(shè)置有第四管道閥門26，真空絕熱容器23通過回氣支路35以及設(shè)置在回氣支路35中的第三管道閥門20與回氣管路33相連通；第五管道閥門27、第四管道閥門26、第三管道閥門20與 PLClO相連。本發(fā)明所述的液化天然氣的加氣方法，在將儲存系統(tǒng)中的液化天然氣輸送到加注計量裝置的過程中，采用上述的氣液分離器19對混合在液化天然氣中的氣相天然氣進行氣液分離，將純凈的液化天然氣送至加注計量裝置，將分離出來的氣相天然氣通過低溫液化裝置9進行低溫液化，變成液相的天然氣返回到儲存系統(tǒng)。下面詳細描述一下上述液化天然氣加氣站的工作過程通過液位計25檢測真空絕熱容器中的液位計信息以及第一壓力傳感器14、第二壓力傳感器17、溫度傳感器18、第三壓力傳感器四反饋的信息，實施對LNG儲罐觀、低溫泵22、第一管道閥門2、第二管道閥門8、第三管道閥門20、第四管道閥門沈、第五管道閥門27以及加氣槍13的監(jiān)控和管理；從低溫泵22的輸出口出來的氣液混合天然氣經(jīng)過氣液分離器19，利用天然氣氣相和液相之間的密度差異，進行氣液分離，確保進入加液管路的天然氣完全為液態(tài)，降低了加注壓力， 很好地解決了氣液分離、初啟動預(yù)冷以及預(yù)冷控制等問題，實現(xiàn)了常壓和低壓加氣。
權(quán)利要求
1.一種液化天然氣加氣站，包括儲存系統(tǒng)、管路輸送系統(tǒng)、加注計量裝置、實時監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于在管路輸送系統(tǒng)的回氣管路(33)中設(shè)置有低溫液化裝置(9)，在管路輸送系統(tǒng)的輸出管路(34)中設(shè)置有氣液分離器(19)。
2.如權(quán)利要求1所述的液化天然氣加氣站，其特征在于所述的儲存系統(tǒng)包括第一管道閥門(2)、第一調(diào)壓器(3)和LNG儲罐(28);所述的加注計量裝置包括加氣控制器(15)、 至少一根加氣槍(13)以及與加氣槍(13)相對應(yīng)的第一壓力傳感器(14)和流量計(12)， 流量計(12)設(shè)置在加氣槍(13)上；所述的實時監(jiān)控系統(tǒng)包括PLC (10)以及與PLC (10) 相連的計算機(11)；所述的管路輸送系統(tǒng)包括管路系統(tǒng)、氣液分離器(19)、真空絕熱容器 (23)、設(shè)置在真空絕熱容器(23)底部的低溫泵(22)以及與低溫泵(22)的電源端相連的變頻器(21)，所述的管路系統(tǒng)包括接入管路(31)、輸入管路(32)、回氣管路(33)和輸出管路 (34);通過接入管路(31)，第一管道閥門(2)的輸入口與LNG槽車接口(1)相連通，第一管道閥門(2)的輸出口與第一調(diào)壓器(3)的輸入口相連通，第一調(diào)壓器(3)的輸出口與LNG儲罐 (28)的輸入口相連通，低溫液化裝置(9)的輸出口通過第二管道閥門(8)與LNG儲罐(28) 的輸入口相連通；LNG儲罐(28)的回氣口通過回氣管路(33)與低溫液化裝置(9)的輸入口相連通；LNG儲罐(28 )的輸出口通過輸入管路(32 )與低溫泵(22 )的輸入口相連通；通過輸出管路(34)，低溫泵(22)的輸出口與氣液分離器(19)的輸入口相連通，氣液分離器(19)的液相輸出口與第二調(diào)壓器(16)的輸入口相連通，第二調(diào)壓器(16)的輸出口還分別通過第一壓力傳感器(14)與相應(yīng)的加氣槍(13)相連通；所述氣液分離器(19)的氣相輸出口與回氣管路(33)相連通；輸出管路(34)中還設(shè)置有溫度傳感器(18)和第二壓力傳感器(17)， 所述的真空絕熱容器(23)中設(shè)置有液位計(25)，變頻器(21)、第一管道閥門(2)、第二管道閥門(8)、第一調(diào)壓器(3)、第二調(diào)壓器(16)、溫度傳感器(18)、第二壓力傳感器(17)、液位計(25)與PLC (10)相連；流量計(12)、第一壓力傳感器(14)與加氣控制器(15)相連。
3.如權(quán)利要求2所述的液化天然氣加氣站，其特征在于所述的LNG儲罐(28)上還設(shè)置有第三壓力傳感器(四)、抽空口、真空隔離口以及防爆蓋(6)，抽空口上設(shè)置有抽空閥門 (5)，真空隔離口上設(shè)置有真空隔離閥門(7);第三壓力傳感器(29)、抽空閥門(5)和真空隔離閥門(7)與所述的PLC (10)相連。
4.如權(quán)利要求2所述的液化天然氣加氣站，其特征在于所述的輸入管道(32)中設(shè)置有第五管道閥門(27);所述的回氣管路(33)中設(shè)置有第四管道閥門(26)，真空絕熱容器 (23)通過回氣支路(35)以及設(shè)置在回氣支路(35)中的第三管道閥門(20)與回氣管路(33) 相連通；第五管道閥門(27)、第四管道閥門(26)、第三管道閥門(20)與所述的PLC (10)相連。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的液化天然氣加氣站，其特征在于所述的儲存系統(tǒng)、管路輸送系統(tǒng)、加注計量裝置、低溫液化裝置(9)和實時監(jiān)控系統(tǒng)通過同一個撬體或者不同的撬體固定在安裝平臺上。
6.液化天然氣的加氣方法，其特征在于在將儲存系統(tǒng)中的液化天然氣輸送到加注計量裝置的過程中，對混合在液化天然氣中的氣相天然氣進行氣液分離，將純凈的液化天然氣送至加注計量裝置，將分離出來的氣相天然氣進行低溫液化，變成液相的天然氣返回到儲存系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可向各類車輛常壓或者低壓加注、并可減少環(huán)境污染和節(jié)約資源的液化天然氣的加氣方法，在將儲存系統(tǒng)中的液化天然氣輸送到加注計量裝置的過程中，對混合在液化天然氣中的氣相天然氣進行氣液分離，將純凈的液化天然氣送至加注計量裝置，將分離出來的氣相天然氣進行液化，變成液相的天然氣返回到儲存系統(tǒng)。本發(fā)明還公開了一種基于上述加氣方法而構(gòu)建的液化天然氣加氣站。這種液化天然氣加氣站具有排放損耗小、初啟動預(yù)冷時間短、加氣精度和效率高、無損儲存時間長等優(yōu)點，從而促進了LNG汽車的推廣和應(yīng)用。
文檔編號F17D1/04GK102200220SQ20111010206
公開日2011年9月28日 申請日期2011年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月22日
發(fā)明者張建紅, 張永康, 張磊, 戴峰澤, 殷勁松, 魯金忠 申請人:張家港富瑞特種裝備股份有限公司