CN104819378B - 液化天然气汽车加液装置 - Google Patents
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Abstract
本发明给出一种多功能液化天然气汽车加液装置,本装置包括LNG潜液泵池、潜液泵、LNG空温式气化器、BOG EAG加热器、卸车流量计、LNGV加液机、PLC和工控计算机监控***等设备,均合理地装置在同一底盘上,通过气动或手动切断阀、隔冷连接管线构成多种功能通道:实现自增压、潜液泵、或两者联合卸LNG槽车;***调饱和;自增压、潜液泵为LNGV车载瓶加液和回收气;将LNG槽车残余及加液站排放的BOG,通过BOG EAG加热器升温,进入BOG回收储罐储存等功能。实现加液站高度自动化和智能化地储存、加液及BOG回收,达到方便、安全、经济、环保的效果,确保节能减排,避免环境污染。
Description
技术领域
本发明涉及资源与环境领域中的一种液化天然气汽车加液装置。
背景技术
液化天然气(LNG)是天然气经过脱水、除掉其中的重烃及酸性气体后,采用增压、节流、膨胀或外加冷量制冷,在3.0MPa下进入-180℃的冷箱内冷却,变成-138℃,0.35MPa的LNG,LNG体积缩小到气态的六百分之一,在压力0MPa,温度-161.48℃状态下密度:气态1.2—1.5kg/m3、液态430—460kg/m3,更加便利存储与运输。
LNG是高效、环保、方便的能源,已为世人共识。相对煤炭而言,每燃烧1.0吨LNG相当3.98—7.37吨煤所产生热值,可减排二氧化碳3.5吨。所以世人公认二十一世纪是天然气大发展的时代。
LNG在运营过程中,由于***不可能绝对隔冷,在外界影响下、LNG会产生蒸汽(BOG),如果直接将超压的BOG排放到大气中,其产生的温室效应是二氧化碳的21倍;国外应用LNG比较早的国家,均已配备相应BOG回收设备:如将排放的BOG通过压缩、制冷再液化装置,再冷凝后的LNG返回LNG储罐储存;或压缩、气化注入低压管网作为居民生活用气。
我国LNG应用刚刚起步,现已投产的1000多座液化天然气汽车(LNGV)加液站内加液机、低温潜液泵及泵池、空温式汽化器、LNG储罐、自动检测控制***等均各自分别采购、安装零散、占地面积大、且缺这少那、功能不全、安全性差。更甚是大部分LNGV加液站忽视了BOG回收利用,这就造成重大经济损失:据统计一座每天销售40吨LNGV加液站,每天排放超压的BOG量为280—340kg、损失金额达3300—4100元,一年的损失则达到百余万;而且其产生的温室效应则是二氧化碳的21倍,对周围环境的污染更严重,急待改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种功能齐全、体积小、可整体移动的液化天然气汽车加液装置。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种液化天然气汽车加液装置,包括含有LNG潜液泵池的潜液泵、LNG空温式气化器、BOG EAG加热器、LNGV加液机,以及与LNG储罐、槽车、回收BOG储罐连接的液、气接口;
LNGV加液机上设置有与LNGV车载储瓶连接的加液枪、回***;
上述设备间通过隔冷的LNG和BOG管路相互密封连接构成如下工作通道:
自增压卸车通道,LNG管路连接LNG槽车的液相增压接口、LNG空温式气化器、LNG储罐的进液接口,LNG槽车流出部分LNG经LNG空温式气化器升温,再进入LNG槽车,进入槽车为其增压,LNG槽车内与LNG储罐内形成压差,LNG槽车内的LNG即可通过自增压卸车通道输至LNG储罐内;
泵卸车通道,LNG管路依次连接LNG槽车的卸车接口、潜液泵和LNG储罐的进液接口,从LNG槽车卸车接口流出的LNG、经过潜液泵增压,通过LNG储罐进液接口输至LNG储罐内;
调饱和通道,LNG管路连接LNG储罐的出液接口、潜液泵和LNG空温式气化器;LNG储罐内的LNG,从LNG储罐出液接口进入、经过潜液泵增压、LNG空温式气化器升温,再返回LNG储罐内,循环达到饱和状态;
加液回气通道,LNG管路连接LNG储罐出液接口、潜液泵、加液机的加液枪,LNG储罐内的LNG从LNG储罐出液接口,经过潜液泵增压输入加液机,加液机通过加液枪将LNG输入LNGV车载储瓶内;BOG管路连接加液机回***、BOG EAG加热器和BOG储罐的进气接口,LNGV车载储瓶内BOG则可通过加液机回***,经BOG EAG加热器后进入BOG储罐内存储;
回收B0G通道,BOG管路连接放散接口、BOG EAG加热器、BOG储罐的进气接口,LNG储罐的出气孔处设有压力调节阀,在LNG储罐内的压力大于压力调节阀的预定值后,LNG储罐内释放的BOG通过放散接口经过BOG EAG加热器后进入BOG储罐内存储。
为了更清楚的理解本发明的技术内容,以下将本液化天然气汽车加液装置简称为本装置。
本装置利用自增压卸车通道可以将LNG槽车内的LNG送入至LNG储罐内储存,利用LNG空温式气化器将LNG升压,使LNG槽车与LNG储罐之间形成一定的压差后,最终通过LNG储罐进液口输出至LNG储罐内储存。
本装置利用潜液泵卸车通道,也可将LNG槽车内的LNG经过潜液泵加压输出至LNG储罐内储存。由于部分LNGV的车载LNG储瓶不带增压器,而加注到车载LNGV储瓶中的液体必须是饱和状态的,为此在给LNGV汽车加液之前,首先对LNG储罐中的LNG进行调饱和后方可给汽车加液,本液化天然气汽车加液装置可以利用调饱和通道,将LNG储罐内的调饱和状态的LNG加注至LNGV的车载LNG储瓶内。
本装置的加液回气通道利用潜液泵和加液机对LNGV车载储瓶进行加液过程中,同时回收的车载LNG储瓶内的BOG,通过加液机的回***、BOG EAG加热器预热,回收至BOG储罐中。
LNG储罐日蒸发率大约为0.15%,所产生的BOG如果超过储罐设定工作压力、不及时排出,将造成LNG储罐安全阀自动开启放空,污染环境。故LNG储罐的出气接口处设有压力调节阀,当储罐内BOG压力达到压力调节阀设定时,压力调节阀自动开启,排放的BOG经BOGEAG加热器预热后,进入BOG回收罐存储,BOG储罐回收的BOG,在冬季可作为热水锅炉或水浴式NG加热器的燃料,夏季可进入城市管网补充居民生活用气。
采用这样的结构后,本装置可以根据不同要求和不同的环境灵活完成LNG槽车卸车、LNG储罐调饱和、LNGV加液、排放的BOG回收等作业,并且实现本装置的占用空间小、结构紧凑、布局合理、功能齐全的优点,执行各项运营功能的同时,并能节能减排。
本装置LNG潜液泵的泵池设有出气接口,泵池出气接口通过BOG管路与LNG储罐的进气接口连接,泵池出气接口处设有安全阀。
采用这样的结构后,泵池内的潜液泵工作过程中产生的BOG可以直接通过与LNG储罐的气相管路进入储罐调压,超压时并可经过LNG储罐压力调节阀排放的BOG,并经BOG EAG加热器进入BOG储罐中回收。
本装置的LNG潜液泵进口和出口处均安装有单向止回阀;采用这样的结构后,以防LNG回流。
本装置的LNG槽车卸车接口与LNG储罐进液接口对称布置;采用这样的结构后,方便安装,减小了管道长度,由于是对称结构,也减少了管道中弯头的使用,减少本装置工作中能耗,降低运行费用。
附图说明
图1是本装置实施例的结构示意图。
图2是图1左视图。
图3是图1右视图。
图4是图1俯视示意图。
具体实施方式
如图1至4所示
本装置包括包含潜液泵池的潜液泵1、LNG空温式气化器2、BOG EAG加热器3、LNGV加液机7、控制***,以及与LNG储罐、槽车、回收BOG储罐连接的液、气接口,上述液、气接口分别是:
用于与LNG储罐连接的进气接口41、出液接口42、进液接口43;
用于与槽车连接的进气接口51(出气接口与进气接口公用一个接口)、液相增压接口52、卸车接口53;
用于与BOG EAG加热器3与LNG储罐连接的放散接口63,用于与BOG储罐连接的进气接口61。
LNGV加液机7上设置有与LNGV车载储瓶连接的加液枪、回***,LNGV加液机7还安装有LNG流量计,LNG流量计计量出输入的LNG量,并在控制面板上显示质量(或体积数)和价格。
上述设备与接口之间通过隔冷的LNG和BOG管路相互密封连接构成如下工作通道:
自增压卸车通道,LNG管路连接LNG槽车液相增压接口52、LNG空温式气化器2、LNG储罐进液接口43,用于LNG槽车自增压向站内储罐卸液,则将LNG槽车出气孔与本装置用于与槽车连接的进气接口51相连,将LNG槽车排液孔与本装置用于与槽车连接的液相增压接口52相连,槽车输出的LNG,经过LNG空温式气化器2汽化增压返回LNG槽车,在其压力高于站内LNG储罐压力时,LNG槽车内LNG即可通过与LNG储罐相连管线流入LNG储罐存储,并由卸车流量计显示其卸车LNG量。
泵卸车通道,LNG管路依次连接LNG槽车的卸车接口53、潜液泵1和LNG储罐的进液接口43,从LNG槽车卸车接口53流出的LNG、经过潜液泵1增压,通过LNG储罐进液接口43输至LNG储罐内。
LNG槽车自增压卸车时,可同时为LNGV车载储瓶加液;LNG槽车还可与LNG潜液泵池相连,通过LNG潜液泵1增压后的LNG,开启与LNG储罐相连控制阀,可进入LNG储罐存储;或同时开启与LNG空温式气化器2相连的控制阀、即可汽化、增压返回LNG槽车,在两种功能共同作用下,加快LNG卸车速度。
调饱和通道,LNG管路连接LNG储罐的出液接口42、潜液泵1和LNG空温式气化器2;LNG储罐内的LNG,从LNG储罐出液接口42进入、经过潜液泵1增压、LNG空温式气化器2升温,再经LNG储罐的进液接口43返回LNG储罐内,几次循环达到饱和状态,以确保充入LNGV车载储瓶内LNG处于饱和状态:压强0.752MPa时,温度-130℃;压强0.956MPa时,温度-125℃。
加液回气通道,LNG管路连接LNG储罐出液接口42、潜液泵1、加液机7的加液枪,LNG储罐内的LNG从LNG储罐出液接口42,经过潜液泵1增压输入加液机7,加液机7通过加液枪将LNG输入LNGV车载储瓶内;BOG管路连接加液机7回***、BOG EAG加热器3和BOG储罐的进气接口61,LNGV车载储瓶内BOG则可通过加液机7回***,经BOG EAG加热器3后进入BOG储罐内存储。
回收B0G通道,BOG管路连接放散接口63、BOG EAG加热器3、BOG储罐的进气接口61,LNG储罐顶部出气孔设有压力调节阀,在LNG储罐内的压力大于压力调节阀的预定值后,LNG储罐内释放的BOG通过放散接口63经过BOG EAG加热器3后进入BOG储罐内存储。
本装置超压排放出BOG、LNG槽车残余BOG等、均可经过本装置BOG EAG加热器3加热,升温达到-20℃以上、即可进入BOG回收罐内存储。
本装置管路上设置的所有安全阀的排放管路均与BOG EAG加热器3加气管路相连,其开启排放的BOG均可经BOG EAG加热器3升温后、均进入BOG回收储罐储存。
上述各个通道中都设有安全阀,压力、温度传感器。
本装置的控制***通过PLG和工控计算机监控***实现***自动化和智能化。达到安全、经济、环保的效果。可以控制LNG空温式气化器2、潜液泵1和加液机7的开启和关闭,并可实现LNG槽车自增压卸车、潜液泵1卸车及联合卸车、调饱和、LNGV车载储瓶加液回气、BOG回收等工序实施。
本装置的各个设备之间与管线之间相应部位均设有安全阀、气动、手动截止阀、压力温度传感器;可根据需要执行相应功能;设定的压力自动排出、回收BOG,以确保LNGV加液站正常营业,安全阀则确保储罐、管路工作时不至于超过设定压力、以保障设备安全。
本装置的所有设备可以设置在保护撬内,保护撬撬内还应设有低温泄漏、爆燃、消防、生产保护等安全监控、报警***和应急保护等,PLC控制***和工控计算机监控***等置于同一撬上,实现高度自动化和智能化,达到安全、经济、环保的效果,确保加液站的储存能力和加注能力,并减少运行过程中的气体排放。
以上所述的仅是本发明的一种实施方式,应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出若干变型和改进,这些也应视为属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种液化天然气汽车加液装置,其特征在于:包括含有潜液泵池的潜液泵、LNG空温式气化器、BOG EAG加热器、LNGV加液机,以及与LNG储罐、槽车、回收BOG储罐连接的液、气接口;
LNGV加液机上设置有与LNGV车载储瓶连接的加液枪、回***;
上述设备间通过隔冷的LNG和BOG管路相互密封连接构成如下工作通道:
自增压卸车通道,LNG管路连接LNG槽车液相增压接口、LNG空温式气化器、LNG储罐进液接口,LNG槽车流出部分LNG经LNG空温式气化器升温,再进入LNG槽车,进入槽车为其增压,LNG槽车内与LNG储罐内形成压差,LNG槽车内的LNG即可通过自增压卸车通道输至LNG储罐内;
泵卸车通道,LNG管路依次连接LNG槽车的卸车接口、潜液泵和LNG储罐的进液接口,从LNG槽车的卸车接口流出的LNG、经过潜液泵增压,通过LNG储罐进液接口输至LNG储罐内;
调饱和通道,LNG管路连接LNG储罐的出液接口、潜液泵和LNG空温式气化器;LNG储罐内的LNG,从LNG储罐出液接口进入、经过潜液泵增压、LNG空温式气化器升温,再返回LNG储罐内,循环达到饱和状态;
加液回气通道,LNG管路连接LNG储罐出液接口、潜液泵、加液机的加液枪,LNG储罐内的LNG从LNG储罐出液接口,经过潜液泵增压输入加液机,加液机通过加液枪将LNG输入LNGV车载储瓶内;BOG管路连接加液机回***、BOG EAG加热器和BOG储罐的进气接口,LNGV车载储瓶内BOG则可通过加液机回***,经BOG EAG加热器后进入BOG储罐内存储;
回收B0G通道,BOG管路连接放散接口、BOG EAG加热器、BOG储罐的进气接口,LNG储罐的出气孔处设有压力调节阀,在LNG储罐内的压力大于压力调节阀的预定值后,LNG储罐内释放的BOG通过放散接口经过BOG EAG加热器后进入BOG储罐内存储。
2.根据权利要求1所述的液化天然气汽车加液装置,其特征是:LNG潜液泵的泵池设有出气接口,泵池出气接口通过BOG管路与LNG储罐的进气接口连接,泵池出气接口处设有安全阀。
3.根据权利要求1所述的液化天然气汽车加液装置,其特征是:LNG潜液泵泵池进液管和LNG潜液泵出液管处均安装有单向止回阀。
4.根据权利要求1所述的液化天然气汽车加液装置,其特征是:所述的LNG槽车卸车接口与LNG储罐进液接口对称布置。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Liquefied natural gas (LNG) automobile liquid adding device Effective date of registration: 20170627 Granted publication date: 20170201 Pledgee: Bengbu financing guarantee Group Co.,Ltd. Pledgor: ANHUI HONG SHEN COMPRESSOR Co.,Ltd. Registration number: 2017340000105 |
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CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170201 |
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CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |