一種新型雙流量計LNG加氣機的製作方法
2023-07-11 08:06:21
本實用新型涉及加氣機技術領域，更具體地說，涉及一種新型雙流量計LNG加氣機。
背景技術：
隨著我國LNG汽車產業的不斷發展，LNG加氣站不斷增加，LNG加氣機的技術和應用也在高速發展，市場需求越來越大，對LNG加氣機性能的要求越來越高。
工作時，LNG加氣機的加液槍插入車載LNG儲氣瓶的進液口，使得LNG液體從加氣機進液管道流向加液槍，然後進入車載LNG儲氣瓶。此時，車載LNG儲氣瓶內已經氣化的LNG蒸發氣使得內部壓力大，不僅會大大影響LNG加注的順暢性，而且會影響LNG加氣機加注的計量精度。因此，如何提高LNG加氣機的加注計量精度，是現階段LNG加注行業研究的一個重要課題。
另外，LNG即液化天然氣，是天然氣經過淨化後，通過壓縮升溫，在混合製冷劑的作用下，冷卻移走熱量，再節流膨脹而得到的，常壓下溫度-162℃；由於LNG是天然氣在超低溫狀態下冷卻液化的產物，因此它受熱後極易氣化。因此為了防止LNG氣化也是現階段需要解決的一個重要問題。
技術實現要素：
本實用新型的目的在於克服現有技術中的缺點與不足，提供一種新型雙流量計LNG加氣機，該LNG加氣機可實現LNG儲氣容器的餘氣回收並計量的功能，從而不僅降低LNG儲氣容器的內部壓力，保證LNG順利加注，而且可提高LNG加氣機的加注計量精度。
為了達到上述目的，本實用新型通過下述技術方案予以實現：一種新型雙流量計LNG加氣機，用於將LNG儲罐的LNG加注至LNG儲氣容器；其特徵在於：包括依次連接的液相流量計、控制閥和加液槍；所述液相流量計的輸入端與LNG儲罐連接，加液槍的輸出端與LNG儲氣容器連接；還包括依次連接的回氣槍和氣相流量計，所述回氣槍的輸入端與LNG儲氣容器連接，氣相流量計的輸出端與LNG儲罐連接；還包括用於控制加氣過程並計算流量的電子計控制器，所述電子計控制器分別與LNG儲罐、液相流量計、氣相流量計、控制閥信號連接。
在上述方案中，本實用新型通過回氣槍和氣相流量計分別與LNG儲氣容器和LNG儲罐連接，則形成一個回流通道，使得LNG儲氣容器的餘氣回流至LNG儲罐，實現LNG儲氣容器的餘氣回收，從而降低LNG儲氣容器內部的壓力，保證LNG能夠順利加注。同時，可通過氣相流量計測量得到LNG儲氣容器餘氣的回氣量。加氣過程中，加氣機的電子計控器自動控制加氣過程，並根據液相流量計和氣相流量計輸出的流量信號進行運算，LNG儲罐加注到LNG儲氣容器中的LNG質量為液相流量計的計量值和氣相流量計的計量值之差。相對於傳統加氣機只測得加液量作為加氣機的加注量來說，本實用新型設置與電子計控器信號連接的氣相流量計，將加液量與回氣量的差值作為LNG加氣機的加注量，這樣會使得加氣機的計量精度更加精確。
所述液相流量計為科裡奧利質量流量計。
所述氣相流量計為氣體超聲波流量計。本實用新型使用氣體超聲波流量計，從使用性能角度來看，其計量的精確度不受被測流體的溫度、壓力、密度和黏度的影響，長期精度穩定性好，使用靈活且壽命長，維護方便等優點。而且，完全能夠滿足LNG加氣機回氣計量的要求。從經濟的角度看，其價格成本相對於其它流量計來講極其低廉，這一點對於LNG加氣機的國產化發展極為重要。
本實用新型還包括內部預冷迴路；所述內部預冷迴路由LNG儲罐、液相流量計和控制閥依次連接，並且控制閥輸出端與LNG儲罐連接形成。
本實用新型還包括外部預冷迴路；所述外部預冷迴路由LNG儲罐、液相流量計、控制閥和加液槍依次連接，並且加液槍的輸出端與LNG儲罐連接形成。
本實用新型通過內部預冷迴路和外部預冷迴路實現加氣機的預冷循環：為了將加氣機系統管路的溫度(加氣機不工作的情況下，系統管路溫度可視為常溫)降低，當加氣機內部管路充滿液體、且相關狀態參數達到冷卻要求(管路溫度達到零下120℃)後預冷結束(整個預冷時間大約2到3分鐘)，從而可以避免LNG介質汽化，防止氣液兩相流的發生。在整個預冷階段加氣機的液相流量計不計量。
所述控制閥為低溫氣動緊急切斷閥。
所述LNG儲罐和液相流量計之間的管道設置有放散裝置；所述放散裝置由截止閥V1、安全閥SV1、壓力表PG、壓力傳感器P以及外圍管道連接組成；所述壓力表PG和壓力傳感器P均與LNG儲罐和液相流量計之間的管道連接。若管道壓力過大可通過放散裝置實現超壓放散。
所述LNG儲罐和氣相流量計之間設置有安全閥。
本實用新型還包括具有預置和列印功能的輔助裝置；所述輔助裝置與電子計控器信號連接。
本實用新型新型雙流量計LNG加氣機是這樣工作的：
1、將LNG加氣機的加液槍插到LNG加氣機的大循環槍口上，按下加氣機鍵盤上的「預冷」鍵，加氣機開始預冷。LNG液體內部預冷迴路和外部預冷迴路回到LNG儲罐，當加氣機內部管路充滿液體、且相關狀態參數達到冷卻要求後預冷結束,此階段加氣機不計量。
2、預冷結束後，將LNG加氣機的加液槍插入車載LNG儲氣容器進液口，回氣槍插入LNG儲氣容器回氣口，按下LNG加氣機鍵盤上的「加氣」鍵，加氣機開始加氣。LNG液體從加氣機進液管道流向液相流量計、控制閥和加液槍，然後進入車載LNG儲氣容器；車載LNG儲氣容器內已經氣化的LNG蒸發氣經回氣槍、氣相流量計及回氣管路回到LNG儲罐。LNG加氣機的加注量為液相流量計與氣相流量計的計量值之差，加氣機會自動計算差值並顯示。當汽車LNG儲氣瓶加滿LNG後加氣機自動停機(也可提前手動停機或定額加氣)。
3、LNG加氣機停機後從車載LNG儲氣容器先取下回氣槍，再取下加液槍，將加液槍插入LNG加氣機的加液槍座，完成加氣。
在整個加氣過程中，液相流量計和氣相流量計測出流經LNG加氣機的流體密度和質量等參數的物理信號，由信號轉換器轉換成電脈衝信號傳送到電子計控制器，LNG加氣機上的壓力傳感器和壓力表可以將LNG加氣機的工作狀態傳輸給LNG加氣站伺服器，使其對整個加氣過程進行監控，自動完成加氣工作。
與現有技術相比，本實用新型具有如下優點與有益效果：
1、本實用新型新型雙流量計LNG加氣機，可實現LNG儲氣容器的餘氣回收，並通過氣體超聲波流量計實現餘氣回氣量的計量功能，從而不僅降低LNG儲氣容器的內部壓力，保證LNG順利加注，而且可提高LNG加氣機的加注計量精度,同時其價格成本相對於其它流量計來講極其低廉。
2、本實用新型通過內部預冷迴路和外部預冷迴路實現加氣機的預冷循環，從而可以避免LNG介質汽化，防止氣液兩相流的發生。
附圖說明
圖1是本實用新型新型雙流量計LNG加氣機的工作流程圖；
圖2是本實用新型新型雙流量計LNG加氣機的工作原理圖；
具體實施方式
下面結合附圖與具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的描述。
實施例
如圖1和圖2所示，本實用新型新型雙流量計LNG加氣機，是用於將LNG儲罐的LNG加注至LNG儲氣容器的，該LNG加氣機包括依次連接的液相流量計、低溫氣動緊急切斷閥作為控制閥、加液軟管和加液槍，依次連接的回氣槍、回氣軟管和氣相流量計，以及用於控制加氣過程並計算流量的電子計控制器；其中，液相流量計的輸入端與LNG儲罐連接，加液槍的輸出端與LNG儲氣容器連接，回氣槍的輸入端與LNG儲氣容器連接，氣相流量計的輸出端與LNG儲罐連接，電子計控制器分別與LNG儲罐、液相流量計、氣相流量計，控制閥信號連接。
本實用新型的液相流量計為科裡奧利質量流量計，氣相流量計為氣體超聲波流量計。本實用新型使用氣體超聲波流量計，從使用性能角度來看，其計量的精確度不受被測流體的溫度、壓力、密度和黏度的影響，長期精度穩定性好，使用靈活且壽命長，維護方便等優點。而且，完全能夠滿足LNG加氣機回氣計量的要求。從經濟的角度看，其價格成本相對於其它流量計來講極其低廉，這一點對於LNG加氣機的國產化發展極為重要。
本實用新型還包括內部預冷迴路和外部預冷迴路，其中，內部預冷迴路由LNG儲罐、液相流量計和控制閥依次連接，並且控制閥輸出端與LNG儲罐連接形成。而外部預冷迴路由LNG儲罐、液相流量計、控制閥、加液軟管和加液槍依次連接，並且加液槍的輸出端與LNG儲罐連接形成。本實用新型通過內部預冷迴路和外部預冷迴路實現加氣機的預冷循環：為了將加氣機系統管路的溫度(加氣機不工作的情況下，系統管路溫度可視為常溫)降低，當加氣機內部管路充滿液體、且相關狀態參數達到冷卻要求(管路溫度達到零下120℃)後預冷結束(整個預冷時間大約2到3分鐘)，從而可以避免LNG介質汽化，防止氣液兩相流的發生。在整個預冷階段加氣機的液相流量計不計量。
本實用新型的LNG儲罐和液相流量計之間的管道設置有放散裝置，該放散裝置由截止閥V1、安全閥SV1、壓力表PG、壓力傳感器P以及外圍管道連接組成，其中，壓力表PG和壓力傳感器P均與LNG儲罐和液相流量計之間的管道連接。若管道壓力過大可通過放散裝置實現超壓放散。而LNG儲罐和氣相流量計之間設置有安全閥。
本實用新型還包括具有預置和列印功能的輔助裝置，該輔助裝置與電子計控器信號連接。
本實用新型新型雙流量計LNG加氣機是這樣工作的：
1、將LNG加氣機的加液槍插到LNG加氣機的大循環槍口上，按下加氣機鍵盤上的「預冷」鍵，加氣機開始預冷。LNG液體內部預冷迴路和外部預冷迴路回到LNG儲罐，當加氣機內部管路充滿液體、且相關狀態參數達到冷卻要求後預冷結束,此階段加氣機不計量。
2、預冷結束後，將LNG加氣機的加液槍插入車載LNG儲氣容器進液口，回氣槍插入LNG儲氣容器回氣口，按下LNG加氣機鍵盤上的「加氣」鍵，加氣機開始加氣。LNG液體從加氣機進液管道流向液相流量計M1、控制閥GV1、加液軟管和加液槍LN，然後進入車載LNG儲氣容器；車載LNG儲氣容器內已經氣化的LNG蒸發氣經回氣槍GN、回氣軟管、氣相流量計M2及回氣管路回到LNG儲罐。LNG加氣機的加注量為液相流量計M1與氣相流量計M2的計量值之差，加氣機會自動計算差值並顯示。當汽車LNG儲氣瓶加滿LNG後加氣機自動停機(也可提前手動停機或定額加氣)。
3、LNG加氣機停機後從車載LNG儲氣容器先取下回氣槍GN，再取下加液槍LN，將加液槍LN插入LNG加氣機的加液槍座LNK，完成加氣。
在整個加氣過程中，液相流量計M1和氣相流量計M2測出流經LNG加氣機的流體密度和質量等參數的物理信號，由信號轉換器轉換成電脈衝信號傳送到電子計控制器，LNG加氣機上的壓力傳感器P和壓力表PG可以將LNG加氣機的工作狀態傳輸給LNG加氣站伺服器，使其對整個加氣過程進行監控，自動完成加氣工作。
上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式並不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護範圍之內。