CN206001265U - 一种l‑cng加气站控制*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种L‑CNG加气站控制***，包括控制单元、检测单元和执行单元，检测单元与控制单元相连接，控制单元与执行单元相连接，所述控制单元包括PLC控制器和控制面板，控制面板与PLC控制器相连接，PLC控制器分别与检测单元、执行单元相连接；所述检测单元包括压力传感器、温度传感器和液位传感器，液位传感器设置在LNG储罐上，压力传感器和温度传感器设置在连接管路或执行单元上；所述执行单元包括控制阀、LNG柱塞泵和复热器。本实用新型的有益效果是工艺先进、结构简单、性价比高，顺序控制盘使加气机实现一用一备，也可在用气高峰时双路同时工作，提高了CNG排量，减少了加气车辆等待时间。

Description

一种L-CNG加气站控制***

技术领域

本实用新型涉及加气站的技术领域，具体涉及一种L-CNG加气站控制***。

背景技术

对于天然气汽车而言，目前利用压缩天然气（CNG）作为燃料的汽车已在全国广泛使用。不少城市也在政府的支持下，公交车和出租车已全部改用CNG作燃料，为了降低城市大气污染做出了巨大贡献。然而，CNG的成本不断升高，是CNG加气站所不能接受的，液化天然气（LNG）随着海外运输的便利和较低的价格已成CNG加气站的首先气源，L-CNG加气站孕育而生，L-CNG加气站目前的控制***还存在柱塞泵带压启动、气化器切换不及时、顺序控制盘结构复杂、成本高的问题。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种L-CNG加气站控制***，可以实现柱塞泵不带压启动，气化器切换及时，同时顺序控制盘结构简单杂，成本低。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是：一种L-CNG加气站控制***，包括控制单元、检测单元和执行单元，检测单元与控制单元相连接，控制单元与执行单元相连接，所述控制单元包括PLC控制器和控制面板，控制面板与PLC控制器相连接，PLC控制器分别与检测单元、执行单元相连接；所述检测单元包括压力传感器、温度传感器和液位传感器，液位传感器设置在LNG储罐上，压力传感器和温度传感器设置在连接管路或执行单元上；所述执行单元包括控制阀、LNG柱塞泵和复热器。

所述LNG柱塞泵设有两个，LNG柱塞泵包括第一LNG柱塞泵和第二LNG柱塞泵，第一LNG柱塞泵和第二LNG柱塞泵并联连接。

所述LNG储罐的上增压口通过管路与槽车的液相口相连接，LNG储罐的进液口通过控制阀与槽车的液相口相连接，LNG储罐的下增压口通过控制阀与槽车的下增压口相连接，LNG储罐的下增压口通过控制阀与增压器相连接，增压器通过管路与LNG储罐的上增压口相连接，增压器与槽车的气相口相连接；所述LNG储罐上设有压力传感器和液位传感器。

所述LNG储罐的下预冷口通过控制阀分别与第一LNG柱塞泵和第二LNG柱塞泵相连接，第一LNG柱塞泵、第二LNG柱塞泵通过控制阀均与LNG储罐的上预冷口相连接；第一LNG柱塞泵和第二LNG柱塞泵上均设有温度传感器；所述第一LNG柱塞泵的出口设有压力传感器和放散阀，第二LNG柱塞泵的出口设有压力传感器和放散阀。

所述第一LNG柱塞泵的出口分别与第一气化器、第二气化器相连接，第二LNG柱塞泵的出口分别与第一气化器、第二气化器相连接，第一气化器和第二气化器并联后与复热器相连接，所述复热器与顺序控制盘相连接；第一气化器和第二气化器的出口均设有温度传感器，复热器上设有温度传感器。

所述顺序控制盘包括第十电动阀和止回阀，第十电动阀和止回阀并联连接，第十电动阀通过管路与低压气库相连接，第十电动阀通过控制阀与加气机相连接，止回阀通过管路与高压气库相连接，止回阀通过控制阀与加气机相连接；所述第十电动阀和止回阀输出端的管路上均设有压力传感器。

本实用新型的有益效果是工艺先进、结构简单、性价比高，顺序控制盘使加气机实现一用一备，也可在用气高峰时双路同时工作，提高了CNG排量，减少了加气车辆等待时间。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种L-CNG加气站控制***，包括控制单元、检测单元和执行单元，检测单元与控制单元相连接，控制单元与执行单元相连接，其特征在于：所述控制单元包括PLC控制器和控制面板，控制面板与PLC控制器相连接，控制面板一方面向PLC控制器传送控制指令，一方面显示传送至PLC控制器的测量数据。PLC控制器分别与检测单元、执行单元相连接，检测单元将其测量的数据传送至PLC控制器，PLC控制器根据预设的阈值自动控制执行单元中部件的启停。检测单元包括压力传感器1、温度传感器3和液位传感器2，液位传感器2设置在LNG储罐S1上，用于测量LNG储罐S1中液位的高低，当液位较低时停止向外出液，当液位较高时停止向内加液。压力传感器1和温度传感器3设置在连接管路或执行单元上，用于测量管路上的压力和温度及执行单元的器件上的温度。执行单元包括控制阀、LNG柱塞泵和复热器S6，控制阀、LNG柱塞泵和复热器S6均与PLC控制器，PLC控制器控制它们的启停。控制阀为电动控制阀，反应灵敏。

LNG柱塞泵设有两个，LNG柱塞泵包括第一LNG柱塞泵S2和第二LNG柱塞泵S3，第一LNG柱塞泵S2和第二LNG柱塞泵S3并联连接。两个LNG柱塞泵即可实现一用一备，也可在用气高峰时双路同时工作，提高CNG排量减少加气车辆等待时间。

LNG储罐S1的上增压口通过管路与槽车的液相口相连接，LNG储罐S1的上增压口的管路上设有第四截止阀V4，槽车的液相口的管路上设有第十三截止阀V13，截止阀V13通过管路与第二截止阀V2相连接，第二截止阀V2一端与槽车的气相口相连接，另一端分别与第四截止阀V4相连接。LNG储罐S1的进液口通过控制阀与槽车的液相口相连接。LNG储罐S1的进液口包括上进液口和下进液口，上进液口通过第二控制阀D2与第三截止阀V3相连接，第三截止阀与槽车的液相口相连接；下进液口通过第三控制阀D3与第三截止阀V3相连接，第三截止阀与槽车的液相口相连接。LNG储罐S1的下增压口的管路上设有第五控制阀D5，第五控制阀D5通过第一截止阀V1与槽车的下增压口相连接。LNG储罐S1的下增压口通过第五控制阀D5与增压器8相连接，增压器8为空温式增压器，增压器8通过管路与LNG储罐S1的上增压口相连接，增压器8与第二截止阀V2相连接，第二截止阀V2与槽车的气相口相连接。LNG储罐S1上设有压力传感器1和液位传感器2，压力传感器1和液位传感器2分别通过截止阀与LNG储罐S1相连接，压力传感器1和液位传感器2之间的连接没有相互影响。

LNG储罐S1的下预冷口通过第四控制阀D4分别与第五截止阀V5、第六截止阀V6相连接。第五截止阀V5与第一LNG柱塞泵S2相连接，第一LNG柱塞泵S2与第十三截止阀V13相连接，第十三截止阀V13与第一控制阀D1相连接，第一控制阀D1与LNG储罐S1的上预冷口相连接。第六截止阀V6与第二LNG柱塞泵S3相连接，第二LNG柱塞泵S3与第十四截止阀V14相连接，第十四截止阀V14与第一控制阀D1相连接，第一控制阀D1与LNG储罐S1的上预冷口相连接。第一LNG柱塞泵S2和第二LNG柱塞泵S3上均设有温度传感器3，用于测量第一LNG柱塞泵S2和第二LNG柱塞泵S3的温度。第一LNG柱塞泵S2的出口设有压力传感器1和第一放散阀D6，当压力传感器1检测到第一LNG柱塞泵S2的出口压力过高时，PLC控制器打开第一放散阀D6。第二LNG柱塞泵S3的出口设有压力传感器1和第二放散阀D7，当压力传感器1检测到第二LNG柱塞泵S3的出口压力过高时，PLC控制器打开第二放散阀D7。

第一LNG柱塞泵S2的出口设有第七截止阀V7，第七截止阀V7分别与第九截止阀V9、第十截止阀V10相连接；第二LNG柱塞泵S3的出口设有第八截止阀V8，第八截止阀V8分别与第九截止阀V9、第十截止阀V10相连接。第九截止阀V9与第一气化器S4相连接，第十截止阀V10与第二气化器S5相连接。第一气化器S4的出口与第八控制阀D8相连接，第二气化器S5的出口与第九控制阀D9相连接。第八控制阀D8和第九控制阀D9并联后与复热器S6相连接，复热器S6与顺序控制盘S7相连接。第一气化器S4和第二气化器S5的出口均设有温度传感器3，复热器S6上设有温度传感器3。

顺序控制盘S7包括第十电动阀D10和止回阀D11，第十电动阀D10和止回阀D11并联连接，第十电动阀D10通过管路与第十一截止阀V11相连接，第十一截止阀V11与低压气库相连接；第十电动阀D10与第十二控制阀D12相连接，第十二控制阀D12与加气机相连接。止回阀D11与第十二截止阀V12相连接，第十二截止阀V12与高压气库相连接，止回阀D11通过第十三控制阀D13与加气机相连接。第十电动阀D10和止回阀D11输出段的管路上均设有压力传感器1。

本实用新型的工作过程：

LNG卸液的控制流程：工作人员依次打开第四截止阀V4、第二截止阀V2和第十三截止阀V13，LNG储罐S1内的气体经过液相口进入含有液相LNG的槽车进行压力平衡；同时，进入槽车的气体经过低温的LNG进行液化，当压力相等时压力平衡结束，工作人员关闭第十三截止阀V13和第十四截止阀V4。工作人员打开第一截止阀V1对LNG槽车增压，同时打开第三截止阀V3，LNG液体在槽车和LNG储罐S1的压差驱动下流向LNG储罐S1。压力传感器1检测LNG储罐S1的压力，PLC控制器根据LNG储罐S1的压力与设定值比较选择上进液口或下进液口进液。当LNG储罐S1的压力高于设定值时，PLC控制器打开第二控制阀D2，LNG从上进液口进液，LNG储罐S1上部的气体进行液化降压。当LNG储罐S1的压力低于设定值时，PLC控制器打开第三电动阀D3，LNG从下进液口进液。液位传感器2实时检测LNG储罐S1的液位高度，当LNG储罐S1的液位高于设定值或槽车的液位为0时，LNG卸液结束。

LNG储罐S1的增压控制流程：在LNG的使用过程中，LNG储罐S1中的LNG的液位将不断减少，液相空间减少，气相空间增加，LNG储罐S1的压力下降，为了保证第一LNG柱塞泵S2和第二LNG柱塞泵S3的入口压力，需要对LNG储罐S1进行增压。PLC控制器自动控制第五控制阀D5打开，LNG储罐S1中的LNG液体通过增压器S8气化后增压经第四截止阀V4回到LNG储罐S1的顶部提高储罐压力。

LNG储罐S1通过LNG柱塞泵进行增压（第一LNG柱塞泵S2或第二LNG柱塞泵S3预冷）的控制流程：LNG液体经过第四控制阀D4通过第五截止阀V5流入第一LNG柱塞泵S2或通过第六截止阀V6流入第二LNG柱塞泵S3，实现对对第一LNG柱塞泵S2或第二LNG柱塞泵S3进行预冷，预冷产生的气体通过第十三截止阀V13或第十四V14进入第一控制阀D1，打开第一控制阀D1流回LNG储罐S1。第一LNG柱塞泵S2和第二LNG柱塞泵S3上的温度传感器3检测进入LNG储罐S1的回气温度，当温度小于设定值时，PLC控制器关闭第四控制阀D4和第一控制阀D1，预冷结束。同时，PLC控制器打开第六控制阀D6对第一LNG柱塞泵S2的出口泄压或打开第七控制阀D7对第二LNG柱塞泵S3的出口泄压。启动第一LNG柱塞泵S2时，PLC控制器关闭第六控制阀D6；启动第二LNG柱塞泵S3后关闭第七控制阀D7。PLC控制器可根据第一LNG柱塞泵S2和第二LNG柱塞泵S3的运行时间自动选择LNG柱塞泵，优先让运行时间短的工作。

LNG气化控制流程：经第一LNG柱塞泵S2或第二LNG柱塞泵S3加压后的LNG经过第七截止阀V7或第八截止阀V8通过第九截止阀V9或第十截止阀V10进入高压的第一气化器S4或第二气化器S5气化。第一气化器S4或第二气化器S5出口管路上的温度传感器3检测温度，PLC控制器根据该出口温度控制第八控制D8或第九控制阀D9打开，来选择让其中一台气化器工作，另外一台气化器待机。控制单元能够精确检测第一气化器S4或第二气化器S5的出口温度来控制第一气化器S4与第二气化器S5的切换，使气化器发挥最大效能。

CNG加热的控制流程：在冬天气温较低时，空温式的气化器不能满足用气需求。当CNG温度低于设定值时，PLC控制器启动复热器S6工作；复热器S6上的温度传感器实时检测其温度，水浴式的复热器S6通过加热器将复热器内部的换热介质温度控制在设定值范围内。

CNG充气顺序控制流程：顺序控制盘7输出端管路上的压力传感器实时检测低压气库和高压气库的压力，优先保证高压气库的压力，当高压气库的压力大于等于设置值时，PLC控制器打开顺序控制盘7中的第十控制阀D10为低压气库充气。当第十控制阀D10打开时，CNG就可以给低压气库充气了，当第十控制阀D10关闭时，CNG只能通过止回阀D11给高压气库充气。在高压气库的压力下降时，可根据高压气库的压力，选择单独为高压气库充气或低压气库、高压气库同时充气。

ESD急停控制：可燃气体泄漏探测器安装在L-CNG泵撬上方跟工艺管线没有连接管线，可燃气体泄漏探测器检测的是空气中是否有天然气泄漏。当温度传感器3检测到的温度、压力传感器1检测的压力、液位传感器2检测的液位、天然气泄漏超过预设最大值时，控制单元的PLC控制器会立即控制执行单元做出保护动作，避免危险情况发生。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种L-CNG加气站控制***，包括控制单元、检测单元和执行单元，检测单元与控制单元相连接，控制单元与执行单元相连接，其特征在于：所述控制单元包括PLC控制器和控制面板，控制面板与PLC控制器相连接，PLC控制器分别与检测单元、执行单元相连接；所述检测单元包括压力传感器（1）、温度传感器（3）和液位传感器（2），液位传感器（2）设置在LNG储罐（S1）上，压力传感器（1）和温度传感器（3）设置在连接管路或执行单元上；所述执行单元包括控制阀、LNG柱塞泵和复热器（S6）。

2.根据权利要求1所述的L-CNG加气站控制***，其特征在于，所述LNG柱塞泵设有两个，LNG柱塞泵包括第一LNG柱塞泵（S2）和第二LNG柱塞泵（S3），第一LNG柱塞泵（S2）和第二LNG柱塞泵（S3）并联连接。

3.根据权利要求1所述的L-CNG加气站控制***，其特征在于，所述LNG储罐（S1）的上增压口通过管路与槽车的液相口相连接，LNG储罐（S1）的进液口通过控制阀与槽车的液相口相连接，LNG储罐（S1）的下增压口通过控制阀与槽车的下增压口相连接，LNG储罐（S1）的下增压口通过控制阀与增压器（8）相连接，增压器（8）通过管路与LNG储罐（S1）的上增压口相连接，增压器（8）与槽车的气相口相连接；所述LNG储罐（S1）上设有压力传感器（1）和液位传感器（2）。

4.根据权利要求2或3所述的L-CNG加气站控制***，其特征在于，所述LNG储罐（S1）的下预冷口通过控制阀分别与第一LNG柱塞泵（S2）和第二LNG柱塞泵（S3）相连接，第一LNG柱塞泵（S2）、第二LNG柱塞泵（S3）通过控制阀均与LNG储罐（S1）的上预冷口相连接；第一LNG柱塞泵（S2）和第二LNG柱塞泵（S3）上均设有温度传感器（3）；所述第一LNG柱塞泵（S2）的出口设有压力传感器（1）和放散阀，第二LNG柱塞泵（S3）的出口设有压力传感器（1）和放散阀。

5.根据权利要求4所述的L-CNG加气站控制***，其特征在于，所述第一LNG柱塞泵（S2）的出口分别与第一气化器（S4）、第二气化器（S5）相连接，第二LNG柱塞泵（S3）的出口分别与第一气化器（S4）、第二气化器（S5）相连接，第一气化器（S4）和第二气化器（S5）并联后与复热器（S6）相连接，所述复热器（S6）与顺序控制盘（S7）相连接；第一气化器（S4）和第二气化器（S5）的出口均设有温度传感器（3），复热器（S6）上设有温度传感器（3）。

6.根据权利要求5所述的L-CNG加气站控制***，其特征在于，所述顺序控制盘（S7）包括第十电动阀（D10）和止回阀（D11），第十电动阀（D10）和止回阀（D11）并联连接，第十电动阀（D10）通过管路与低压气库相连接，第十电动阀（D10）通过控制阀与加气机相连接，止回阀（D11）通过管路与高压气库相连接，止回阀（D11）通过控制阀与加气机相连接；所述第十电动阀（D10）和止回阀（D11）输出端的管路上均设有压力传感器（1）。