《一種液化天然氣加氣站及液化天然氣的加氣方法》是張家港富瑞特種裝備股份有限公司於2011年4月22日申請的專利，該專利的申請號為2011101020615，公布號為CN102200220A，授權公布日為2011年9月28日，發明人是殷勁松、魯金忠、張建紅、張永康、戴峰澤、張磊。
《一種液化天然氣加氣站及液化天然氣的加氣方法》公開了一種可向各類車輛常壓或者低壓加注、並可減少環境污染和節約資源的液化天然氣的加氣方法，在將儲存系統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，將純淨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。該發明還公開了一種基於上述加氣方法而構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、初啟動預冷時間短、加氣精度和效率高、無損儲存時間長等優點，從而促進了LNG汽車的推廣和套用。
2013年，《一種液化天然氣加氣站及液化天然氣的加氣方法》獲得第八屆江蘇省專利項目獎優秀獎。
（概述圖為《一種液化天然氣加氣站及液化天然氣的加氣方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種液化天然氣加氣站及液化天然氣的加氣方法
- 公布號：CN102200220A
- 公布日：2011年9月28日
- 申請號：2011101020615
- 申請日：2011年4月22日
- 申請人：張家港富瑞特種裝備股份有限公司
- 地址：江蘇省蘇州市張家港市楊舍鎮晨新路19號
- 發明人：殷勁松、魯金忠、張建紅、張永康、戴峰澤、張磊
- Int.Cl.：F17D1/04（2006.01）I
- 代理機構：張家港市高松專利事務所
- 代理人：孫高
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
液化天然氣（Liquefied Natural Gas，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。2011年4月前，LNG在公共汽車和重型車輛上的套用，取得到十分顯著的經濟效益和社會效益。LNG是天然氣經過淨化以後冷卻到露點溫度而形成的低溫液體，便於儲存和運輸。LNG用作汽車燃料，儲存於加氣站的低溫儲罐內，可隨時為需要補充燃料的車輛加注。
2011年4月前普遍採用固定式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於儲存、氣化低溫LNG介質，並將LNG增壓後高壓汽化轉化為壓縮天然氣（CNG），通過加氣機實現對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上，中國國內2011年4月前還建有多功能LNG加氣站，集調峰、汽車加氣及儲運貿易於一體的大型多功能LNG站，將調峰與事故應急氣源站、LNG汽車加氣站、液化-壓縮天然氣（LNG-CNG）汽車加氣站、倉儲貿易等融為一體，有機整合，最佳化配置，具有功能齊全、設備共享率高、造價省、占地少、運行費用低、經濟效益好的優點，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急站設備閒置率過高、經濟負擔重的矛盾。
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撬裝式汽車加氣站儘管可方便地實現整體搬遷，儲存LNG效率高、占地少、投資小等優點，但是撬裝式汽車加氣站受到低溫泵氣蝕、密封性實時監控、殘存氣體排空和預冷控制等關鍵技術的制約，普遍採用高壓加氣，存在排放損耗大、初啟動預冷時間較長、加氣精度和效率低、無損儲存時間短等不足，影響了LNG汽車的推廣套用。
發明內容
專利目的
《一種液化天然氣加氣站及液化天然氣的加氣方法》所要解決的技術問題是：提供一種可向各類車輛常壓或者低壓加注、並可減少環境污染和節約資源的液化天然氣加氣站。該發明所要進一步解決的技術問題是：提供一種可整體搬遷的液化天然氣加氣站。該發明所要解決的另一個技術問題是：提供一種可向各類車輛常壓或者低壓加注、並可以減少環境污染和節約資源的液化天然氣的加氣方法。
技術方案
液化天然氣加氣站，包括：儲存系統、管路輸送系統、加注計量裝置、實時監控系統，在管路輸送系統的回氣管路（33）中設定有低溫液化裝置（9），在管路輸送系統的輸出管路（34）中設定有氣液分離器（19）。
所述的儲存系統包括：第一管道閥門、第一調壓器和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的第一壓力感測器和流量計，流量計設定在加氣槍上；所述的實時監控系統包括：PLC以及與PLC相連的計算機；所述的管路輸送系統包括：管路系統、氣液分離器、真空絕熱容器、設定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壓器的輸入口相連通，第一調壓器的輸出口與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壓器的輸入口相連通，第二調壓器的輸出口還分別通過第一壓力感測器與相應的加氣槍相連通；所述氣液分離器的氣相輸出口與回氣管路相連通；輸出管路中還設定有溫度感測器和第二壓力感測器，所述的真空絕熱容器中設定有液位計，變頻器、第一管道閥門、第二管道閥門、第一調壓器、第二調壓器、溫度感測器、第二壓力感測器、液位計與PLC相連；流量計、第一壓力感測器與加氣控制器相連。
所述的LNG儲罐上還設定有第三壓力感測器、抽空口、真空隔離口以及防爆蓋，抽空口上設定有抽空閥門，真空隔離口上設定有真空隔離閥門；第三壓力感測器、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定有第五管道閥門；所述的回氣管路中靠近LNG儲罐處設定有第四管道閥門，真空絕熱容器通過回氣支路以及設定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。
為解決上述進一步的技術問題，《一種液化天然氣加氣站及液化天然氣的加氣方法》採用的技術方案為：所述的儲存系統、管路輸送系統、加注計量裝置、低溫液化裝置和實時監控系統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台上。
為解決上述另一個技術問題，該發明採用的技術方案為：一種液化天然氣的加氣方法，在將儲存系統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，將純淨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。
有益效果
《一種液化天然氣加氣站及液化天然氣的加氣方法》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，降低了加注壓力，解決了氣液分離、初啟動預冷以及預冷控制等問題，實現了常壓或低壓加氣；氣態天然氣液化後輸送到LNG儲罐中，減少了環境污染，節約了資源。
採用上述加氣方法而構建的液化天然氣加氣站，具有如下優點：
1、由於採用了氣液分離器，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，從而降低了加注壓力，解決了氣液分離、初啟動預冷以及預冷控制等問題，實現了常壓或低壓加氣；
2、由於採用了實時監控系統，對LNG儲罐的壓力、溫度以及系統的密封性進行實時監控，發現異常後系統能夠自動報警並做出緊急處理，提高了系統運行的可靠性與安全性；
3、由於採用了加氣控制器、第一壓力感測器、加氣槍、流量計組成的加注計量系統，實現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、由於在管路系統中採用了低溫液化裝置，可以使回氣管路中的氣態天然氣液化後輸送到LNG儲罐中，打開第四管道閥門，LNG儲罐中的氣態天然氣也可以通過回氣管路進入到低溫液化裝置、液化後輸送到LNG儲罐中，從而減少環境污染和節約資源。
此外，該液化天然氣加氣站由於採用了撬體這種撬裝模組結構，將儲存系統、管路輸送系統、加注計量裝置、低溫液化裝置和實時監控系統等集成安裝在撬體上，通過撬體固定在安裝平台上，安裝和維護都十分方便，從而方便了上述液化天氣然加氣站的整體搬遷。
附圖說明
圖1是《一種液化天然氣加氣站及液化天然氣的加氣方法》所述的液化天然氣加氣站的結構示意圖。
圖中：1、LNG槽車接口，2、第一管道閥門，3、第一調壓器，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、第一壓力感測器，15、加氣控制器，16、第二調壓器，17、第二壓力感測器，18、溫度感測器，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、第三壓力感測器，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。
圖1
權利要求
1.一種液化天然氣加氣站包括：儲存系統、管路輸送系統、加注計量裝置、實時監控系統，其特徵在於：在管路輸送系統的回氣管路（33）中設定有低溫液化裝置（9），在管路輸送系統的輸出管路（34）中設定有氣液分離器（19），所述的儲存系統包括：第一管道閥門（2）、第一調壓器（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）相對應的第一壓力感測器（14）和流量計（12），流量計（12）設定在加氣槍（13）上；所述的實時監控系統包括:PLC（10）以及與PLC（10）相連的計算機（11）;所述的管路輸送系統包括：管路系統、氣液分離器（19）、真空絕熱容器（23）、設定在真空絕熱容器（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）的輸出口與第一調壓器（3）的輸入口相連通，第一調壓器（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壓器（16）的輸入口相連通，第二調壓器（16）的輸出口還分別通過第一壓力感測器（14）與相應的加氣槍（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）中還設定有溫度感測器（18）和第二壓力感測器（17），所述的真空絕熱容器（23）中設定有液位計（25），變頻器（21）、第一管道閥門（2）、第二管道閥門（8）、第一調壓器（3）、第二調壓器（16）、溫度感測器（18）、第二壓力感測器（17）、液位計（25）與PLC（10）相連；流量計（12）、第一壓力感測器（14）與加氣控制器（15）相連。
2.如權利要求1所述的液化天然氣加氣站，其特徵在於：所述的LNG儲罐（28）上還設定有第三壓力感測器（29）、抽空口、真空隔離口以及防爆蓋（6），抽空口上設定有抽空閥門（5），真空隔離口上設定有真空隔離閥門（7）；第三壓力感測器（29）、抽空閥門（5）和真空隔離閥門（7）與所述的PLC（10）相連。
3.如權利要求1所述的液化天然氣加氣站，其特徵在於：所述的輸入管道（32）中設定有第五管道閥門（27）；所述的回氣管路（33）中設定有第四管道閥門（26），真空絕熱容器（23）通過回氣支路（35）以及設定在回氣支路（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。
4.如權利要求1至3中任一項所述的液化天然氣加氣站，其特徵在於：所述的儲存系統、管路輸送系統、加注計量裝置、低溫液化裝置（9）和實時監控系統通過同一個撬體或者不同的撬體固定在安裝平台上。
實施方式
如圖1所示，《一種液化天然氣加氣站及液化天然氣的加氣方法》所述的液化天然氣加氣站，包括：安裝平台、儲存系統、管路輸送系統、加注計量裝置、實時監控系統，所述的儲存系統、管路輸送系統、加注計量裝置、低溫液化裝置9和實時監控系統通過同一個撬體或者不同的撬體固定在安裝平台上；該實施例中，所述的儲存系統包括：第一管道閥門2、第一調壓器3和LNG儲罐28；所述的加注計量裝置包括：加氣控制器15、多根加氣槍13以及與加氣槍13相對應的第一壓力感測器14和流量計12，流量計12設定在加氣槍13上；所述的實時監控系統包括：可程式邏輯控制器PLC10以及與PLC10相連的計算機11，這裡的計算機11採用了工業控制用計算機（通常所說的工控機）；所述的管路輸送系統包括：管路系統、氣液分離器19、真空絕熱容器23、設定在真空絕熱容器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的輸出口與第一調壓器3的輸入口相連通，第一調壓器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壓器16的輸入口相連通，第二調壓器16的輸出口還分別通過第一壓力感測器14與相應的加氣槍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中還設定有溫度感測器18和第二壓力感測器17，所述的真空絕熱容器23中設定有液位計25，所述的變頻器21、第一管道閥門2、第二管道閥門8、第一調壓器3、第二調壓器16、溫度感測器18、第二壓力感測器17、液位計25與PLC10相連；流量計12、第一壓力感測器14與加氣控制器15相連；所述的LNG儲罐28上還設定有第三壓力感測器29、抽空口、真空隔離口以及防爆蓋6，抽空口上設定有抽空閥門5，真空隔離口上設定有真空隔離閥門7；第三壓力感測器29、抽空閥門5和真空隔離閥門7與PLC10相連；所述的輸入管道32中設定有第五管道閥門27；所述的回氣管路33中設定有第四管道閥門26，真空絕熱容器23通過回氣支路35以及設定在回氣支路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PLC10相連。
該發明所述的液化天然氣的加氣方法，在將儲存系統中的液化天然氣輸送到加注計量裝置的過程中，採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，將純淨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。
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感測器14、第二壓力感測器17、溫度感測器18、第三壓力感測器29反饋的信息，實施對LNG儲罐28、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26、第五管道閥門27以及加氣槍13的監控和管理；從低溫泵22的輸出口出來的氣液混合天然氣經過氣液分離器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，降低了加注壓力，很好地解決了氣液分離、初啟動預冷以及預冷控制等問題，實現了常壓和低壓加氣。
榮譽表彰
2013年，《一種液化天然氣加氣站及液化天然氣的加氣方法》獲得第八屆江蘇省專利項目獎優秀獎。
