節能型天然氣加氣子站系統的製作方法

2023-07-27 10:41:26 1

專利名稱：節能型天然氣加氣子站系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及壓縮天然氣加氣系統，具體地說，涉及一種低耗能、低成本的 壓縮天然氣加氣子站系統。
背景技術：
天然氣加氣站是以壓縮天然氣(CNG)形式向天然氣汽車(NGV)和大型 CNG子站車提供燃料的場所，而天然氣加氣子站是建在加氣站周圍沒有天然氣 管線的地方，通過子站運轉車從母站運來的天然氣給天然氣汽車加氣。壓縮天 然氣加氣子站系統一般配有由一個拖車所裝的若干拖車瓶、壓縮機、站用儲氣 裝置和加氣機等設備，整個拖車上的拖車瓶作為整體通過管道與壓縮機、站用 儲氣裝置和加氣機相連。傳統的天然氣加氣子站系統流程如圖1所示，若干拖 車瓶整體組成的一個拖車瓶組通過一根軟管連接到卸氣柱，經卸氣柱計量後的 壓縮天然氣再進入壓縮機加壓，加壓後的天然氣由充氣順序控制盤分配將氣體 充入站用儲氣井，然後由站用儲氣井為加氣機供氣；由壓縮機加壓後的天然氣 也可不充入站用儲氣井儲存，而直接為加氣機供氣。這種傳統的子站供氣方式， 其存在的主要問題有1、壓縮機加壓為供氣和儲氣的必經程序，壓縮機經常處 於使用狀態、工作時間多，需配備較大功率的壓縮機，造成耗電量大，系統運 作成本高；壓縮機的排汙多，天然氣損耗也大，壓縮機長期工作、壽命短；3、 加氣機從拖車瓶內直接取氣的利用率低，站用儲氣裝井的取氣量較大，因而站用儲氣裝井的容積大， 一般有需建造多個站用儲氣裝井，造成建站成本大。

發明內容
本發明所要解決的技術問題在於提供一種節能型天然氣加氣子站系統，它能 優先用拖車瓶對加氣機直接供氣，提高拖車瓶內氣體的利用率，減少從站用儲 氣裝置的取氣量，減少壓縮機的做功量，降低耗電量，減小站用儲氣裝置容積， 從而降低建站成本和運營成本。
本發明的技術方案如下 一種節能型天然氣加氣子站系統，包括拖車瓶， 拖車瓶通過管道與壓縮機、站用儲氣裝置和加氣機相連，其關鍵於，所述拖車 瓶分為多組，每個拖車瓶組分別通過獨立的直輸管道分支路後與所述加氣機的 加氣槍相連，在所述各直輸管道靠近拖車瓶組的一端依次設有第一切斷閥和第 一壓力傳感器，在各直輸管道的支路上依次設有第一單向閥和第二切斷閥；在 直輸管道上第一壓力傳感器與分支節點之間並聯有帶壓縮機的增壓迴路，該增 壓迴路的壓縮機前後裝有單向閥和切斷閥；在所述增壓迴路中的壓縮機出口處 接有儲氣支路，該儲氣支路經第五切斷閥、第四單向閥後與從所述站用儲氣裝 置接出的備氣輸送管道相連，在該備氣輸送管道上儲氣支路節點之前裝有第二 壓力傳感器，且在儲氣支路節點之後通過支路依次經第五單向閥、第六切斷閥 與所述加氣機的加氣槍相接；所述各壓力傳感器、切斷閥通過導線與控制系統 相連，該控制系統根據各拖車瓶組和站用儲氣裝置的壓力，優先選擇壓力較低 的管線為被充裝容器加注氣體。
所述增壓迴路依次通過第三切斷閥、第二單向閥、壓縮機後又通過第三單 向閥和第四切斷閥接回所述輸送管道。
在所述直輸管道的支路上第一單向閥之前安裝手動閥。
在所述直輸管道上第一切斷閥之前安裝有手動閥。在所述增壓迴路上第三切斷閥之前和第四切斷閥之後分別安裝有手動閥。 在所述備氣輸送管道的支路上第五單向閥之前安裝有手動閥。 在所述第一、二壓力傳感器旁還裝有壓力表。 所述加氣機為雙槍加氣機。
所述拖車瓶組為3或4組，所述加氣機為2 8臺。 所述各切斷閥為氣動閥。
本發明將一個拖車上的拖車瓶分為若干組，每個拖車瓶組分別通過獨立的 直輸管道與加氣機相連，在直輸管道上並聯有增壓迴路，在增壓迴路中經過壓 縮機後分為兩路， 一路接回直輸管道，另一路作為儲氣支路通往由站用儲氣裝 置接出的備氣輸送管道，備氣輸送管道通過支路分別與各加氣機相連，在各拖 車瓶組以及站用儲氣裝置的出口處安裝有壓力傳感器以檢測、傳輸各拖車瓶組 和站用儲氣裝置的壓力信號給控制系統，在各拖車瓶組的直輸管道、增壓迴路， 經過壓縮機的儲氣支路以及與各加氣機相連接的各支路上都安裝有與控制系統 相連的切斷閥，控制系統可控制各切斷閥的開閉，由控制系統按從低到高的原 則，優先選擇壓力較低的管線為被充裝容器加注氣體。
使用本發明的加氣子站系統，優先選擇壓力較低的拖車瓶為加氣機供氣； 站用儲氣井只起到補充氣體的作用，在加氣過程中可以實現儘可能多地從拖車 瓶中取氣，從而提高拖車瓶內氣體的利用率，減少從站用儲氣裝置的取氣量。 壓縮機接在增壓迴路中，不是常開設備，當站用儲氣裝置的壓力不能滿足加氣 需要時，加壓後的氣體通過儲氣支路為站用儲氣裝置補充高壓氣體，也可同時 經備氣輸送管道給加氣機加氣。連接在一個加氣機一條加氣槍上的加氣管道， 包括與各拖車瓶組相連的若干獨立直輸管道和與站用儲氣裝置相連的備氣輸送 管道，加氣槍工作時，控制系統會優先選擇連接在此加氣槍中壓力較低的管道為其加氣，然後依次選擇壓力較高的管道。這樣，壓縮機的做功量減少，使用
較小功率的壓縮機就滿足使用要求，降低了耗電量；減少壓縮機起停次數的同 時也減少了壓縮機的排汙次數，降低了天然氣的損耗，延長壓縮機的工作壽命。 當某個拖車瓶組的壓力不能滿足加氣需要時，通過控制系統的控制，經壓 縮機加壓後的氣體可有選擇性地為其餘拖車瓶組增壓，將拖車瓶組作為臨時站 用儲氣裝置使用，就可卸下壓力低於一定值的拖車瓶組，更換為新的拖車瓶組， 以提高拖車的利用率。
本發明的有益效果是
1、 降低加氣子站的耗電量。傳統子站一般配備70KW功率的子站壓縮機， 採用本系統設計的子站選用30KW的壓縮機就滿足使用要求，從而降低了加氣 站的耗電量，至少可節約15%的用電量，降低運營成本；
2、 由於壓縮機工作時間的減少，減少壓縮機起停次數的同時也減少了壓縮 機的排汙次數，降低了天然氣的損耗，延長壓縮機的工作壽命；
3、 由於在站用儲氣裝置的取氣量相對減少，所以可減少站用儲氣裝置的容 積，降低建站成本及投資。
4、 拖車瓶分組後，當某拖車瓶組壓力低於一定值時，可將餘氣排入增壓回 路，卸下此拖車瓶組，更換為新的拖車瓶組繼續為加氣機供氣，提高拖車的利 用率。


圖1為傳統的天然氣加氣子站系統流程圖。 圖2為本發明的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明
實施例一如圖2所示，本實施例主要由拖車瓶組l、壓縮機2、站用儲氣
裝置3、加氣機4、直輸管道5、第一切斷閥6、第一壓力傳感器7、第一單向閥 8、第二切斷閥9、第三切斷閥10、第二單向閥11、第三單向閥12、第四切斷 閥13、儲氣支路14、第五切斷閥15、第四單向閥16、備氣輸送管道17、第二 壓力傳感器18、第五單向閥19、第六切斷閥20、控制系統2K手動閥22和壓 力表23組成。其中的拖車瓶組1是將拖車上的8個拖車瓶分為3個組，每個拖 車瓶組1分別通過獨立的直輸管道5分支路後與加氣機4的加氣槍相連。如圖2 所示，加氣機4有2臺且為雙槍加氣機，每條加氣槍上都接有從拖車瓶組1接 出的3條直輸管道5支路，在各直輸管道5靠近拖車瓶組的一端依次設有手動 閥22、第一切斷閥6、第一壓力傳感器7和壓力表23，在各直輸管道5的支路 上依次設有手動閥22、第一單向閥8和第二切斷閥9。在直輸管道5上第一壓 力傳感器7與分支節點之間並聯有帶壓縮機2的增壓迴路，增壓迴路依次通過 手動閥22、第三切斷閥10、第二單向閥11和壓縮機2後又通過第三單向閥12、 第四切斷閥13和手動閥22接回直輸管道5。在增壓迴路中的壓縮機2出口處還 接有儲氣支路14，該儲氣支路14經第五切斷閥15、第四單向閥16後與從一站 用儲氣裝置3接出的備氣輸送管道17相連，在該備氣輸送管道17上的儲氣支 路節點之前裝有第二壓力傳感器18和壓力表23，在該備氣輸送管道17上的儲 氣支路節點之後通過4條支路與2臺加氣機4的各加氣槍相接，在每條支路上 依次裝有手動閥22、第五單向閥19和第六切斷閥20後再與加氣槍相接，各切 斷閥均為氣動閥。各壓力傳感器、切斷閥通過導線與控制系統21相連，控制系 統可控制各切斷閥的開閉，控制系統21根據各拖車瓶組1和站用儲氣裝置3的 壓力，按從低到高的原則，優先選擇壓力較低的管線為被充裝容器加注氣體。工作原理當某加氣機的加氣槍需要給充裝容器加注氣體時，控制系統選 擇連接在此加氣槍上的4條加氣管道3條直輸管道支路和1條備氣輸送管道支 路)中壓力較低的管線為加氣槍充氣，此時關閉其餘管線上的第二切斷閥或第 六切斷閥，然後依次選擇壓力較高的管道， 一般是從3個拖車瓶組之一中取氣， 站用儲氣裝置只起到補充氣體的作用，從拖車瓶組中取氣進行加氣時，壓縮機 不工作；當站用儲氣裝置的壓力不能滿足加氣需要時，壓縮機啟動，加壓後的 氣體通過儲氣支路為站用儲氣裝置補充高壓氣體，與此同時，加壓後的氣體也 可經備氣輸送管道給加氣機加氣；當某個拖車瓶組的壓力不能滿足加氣需要時， 通過控制系統的控制，將直輸管道上的第二切斷閥和儲氣支路的第五切斷閥關 閉，氣體進入增壓迴路經壓縮機加壓後又流回直輸管道並有選擇性地為其餘拖 車瓶組增壓，將拖車瓶組作為臨時站用儲氣裝置使用，這樣，就可卸下壓力低 於一定值的拖車瓶組，更換為新的拖車瓶組，以提高拖車的利用率。
實施例二本實施例主要由拖車瓶組l、壓縮機2、站用儲氣裝置3、加氣
機4、直輸管道5、第一切斷閥6、第一壓力傳感器7、第一單向閥8、第二切斷 閥9、第三切斷閥10、第二單向閥11、第三單向閥12、第四切斷閥13、儲氣支 路14、第五切斷閥15、第四單向閥16、備氣輸送管道17、第二壓力傳感器18、 第五單向閥19、第六切斷閥20、控制系統21、手動閥22和壓力表23組成。本 實施例各組成部分和連接關係與實施例一基本相同，所不同的是，其中的拖車 瓶組1是將拖車上的12個拖車瓶分為4組，每個拖車瓶組1分別通過獨立的直 輸管道5分支路後與加氣機4的加氣槍相連。加氣機4有4臺且為雙槍加氣機， 每條加氣槍上都接有從拖車瓶組1接出的4條直輸管道5支路和1條備氣輸送 管道17支路，工作原理與實施例1相同。
權利要求
1、一種節能型天然氣加氣子站系統，包括拖車瓶，拖車瓶通過管道與壓縮機(2)、站用儲氣裝置(3)和加氣機(4)相連，其特徵在於所述拖車瓶分為多組，每個拖車瓶組(1)分別通過獨立的直輸管道(5)分支路後與所述加氣機(4)的加氣槍相連，在所述各直輸管道(5)靠近拖車瓶組的一端依次設有第一切斷閥(6)和第一壓力傳感器(7)，在各直輸管道(5)的支路上依次設有第一單向閥(8)和第二切斷閥(9)；在直輸管道上第一壓力傳感器(7)與分支節點之間並聯有帶壓縮機(2)的增壓迴路，該增壓迴路的壓縮機(2)前後裝有單向閥和切斷閥；在所述增壓迴路中的壓縮機(2)出口處接有儲氣支路(14)，該儲氣支路(14)經第五切斷閥(15)、第四單向閥(16)後與從所述站用儲氣裝置(3)接出的備氣輸送管道(17)相連，在該備氣輸送管道(17)上儲氣支路節點之前裝有第二壓力傳感器(18)，且在儲氣支路節點之後通過支路依次經第五單向閥(19)、第六切斷閥(20)與所述加氣機(4)的加氣槍相接；所述各壓力傳感器、切斷閥通過導線與控制系統(21)相連，該控制系統(21)根據各拖車瓶組(1)和站用儲氣裝置(3)的壓力，優先選擇壓力較低的管線為被充裝容器加注氣體。
2、 .根據權利要求1所述的節能型天然氣加氣子站系統，其特徵在於所述 增壓迴路依次通過第三切斷閥(10)、第二單向閥(11)、壓縮機(2)後又通過 第三單向閥(12)和第四切斷閥(13)接回所直輸管道(5)。
3、 根據權利要求1所述的節能型天然氣加氣子站系統，其特徵在於在所 述直輸管道(5)的支路上第一單向閥(8)之前安裝手動閥(22)。
4、 根據權利要求1所述的節能型天然氣加氣子站系統，其特徵在於在所述直輸管道(5)上第一切斷閥(6)之前安裝有手動閥(22)。
5、 根據權利要求2所述的節能型天然氣加氣子站系統，其特徵在於在所 述增壓迴路上第三切斷閥(10)之前和第四切斷閥(13)之後分別安裝有手動 閥(22)。
6、 根據權利要求1所述的節能型天然氣加氣子站系統，其特徵在於在所 述備氣輸送管道(17)的支路上第五單向閥(19)之前安裝有手動閥(22)。
7、 根據權利要求1所述的節能型天然氣加氣子站系統，其特徵在於在所 述第一、二壓力傳感器(7、 18)旁還裝有壓力表(23)。
8、 根據權利要求1所述的節能型天然氣加氣子站系統，其特徵在於所述 加氣機(4)為雙槍加氣機。
9、 根據權利要求1所述的節能型天然氣加氣子站系統，其特徵在於所述 拖車瓶組(1)為3或4組，所述加氣機(4)為2 8臺。
10、根據權利要求1或2或4或5所述的節能型天然氣加氣子站系統，其特 徵在於所述各切斷閥為氣動閥。
全文摘要
本發明公開了一種節能型天然氣加氣子站系統，將拖車瓶分為多組，每個拖車瓶組分別通過獨立的直輸管道分支路後與所述加氣機的加氣槍相連；在直輸管道上第一壓力傳感器與分支節點之間並聯有帶壓縮機的增壓迴路，在所述增壓迴路中的壓縮機出口處接有儲氣支路，該儲氣支路與備氣輸送管道相連，該備氣輸送管道通過支路與所述加氣機的加氣槍相接；管道上裝有與控制系統相連的壓力傳感器和切斷閥，該控制系統根據各拖車瓶組和站用儲氣裝置的壓力，優先選擇壓力較低的管線為被充裝容器加注氣體。本發明提高了拖車瓶內氣體的利用率，減少從站用儲氣裝置的取氣量，減少壓縮機的做功量，降低電耗，減小站用儲氣裝置容積，從而降低建站成本和運營成本。
文檔編號F17C5/00GK101463943SQ20091010300
公開日2009年6月24日 申請日期2009年1月4日 優先權日2009年1月4日
發明者任興平, 胡術生, 袁利波, 孟 高 申請人:重慶四聯油氣設備製造有限公司