專利名稱：子母加氣站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的子母加氣站由壓縮機(jī)或低溫泵、拖車氣瓶、加氣機(jī)組成，又稱加氣系
統(tǒng)，適用于各種氣體，如天然氣、氫氣等，屬于能源基礎(chǔ)設(shè)備配套供應(yīng)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
為給天然氣、氫氣燃料汽車加氣，目前采用"子母加氣站"的形式形成銷售網(wǎng)絡(luò)給
汽車氣瓶加氣。本發(fā)明以天然氣燃料汽車為例加以說明，同樣適用于氫氣。 母加氣站從天然氣輸氣管道中取氣、調(diào)壓、計(jì)量、脫水、過濾后進(jìn)入壓縮機(jī)升壓為
運(yùn)氣拖車氣瓶充裝氣。 母加氣站還有一種形式是LNG氣化站，LNG液態(tài)運(yùn)輸槽車卸料、低溫泵加壓、汽化器汽化，為運(yùn)氣拖車氣瓶充裝氣。 他們共同點(diǎn)是母站為運(yùn)氣拖車氣瓶充裝滿后，其拖車氣瓶?jī)?nèi)的工作壓力為20MPa，由于我國(guó)汽車氣瓶(額定)壓力為20PMPa，拖車氣瓶與汽車氣瓶壓力都為20MPa，壓力相等，導(dǎo)致子站還要二次加壓才能完成對(duì)汽車氣瓶加氣。這是現(xiàn)有子母加氣站技術(shù)特征。
目前，子站采用壓縮機(jī)和液壓橇體兩種加壓形式。
壓縮機(jī)式子加氣站流程 運(yùn)氣拖車到達(dá)子加氣站后，采用雙線制供氣，第1路為直供線，利用運(yùn)氣拖車氣瓶中20MPa的氣直接為汽車加氣或?yàn)樽诱緝?chǔ)氣瓶組(包括低壓瓶組、中壓瓶組)補(bǔ)足氣源；第2路為加壓線路，當(dāng)儲(chǔ)氣瓶組(高壓瓶組)壓力小于22MPa時(shí)，壓縮機(jī)開啟，抽取拖車氣瓶中天然氣補(bǔ)充高壓儲(chǔ)氣瓶組的壓力至25MPa。
主要設(shè)備 壓縮機(jī)式子加氣站主要設(shè)備包括氣體壓縮機(jī)橇體；增壓控制系統(tǒng)；儲(chǔ)氣瓶組；優(yōu)先順序控制器；加氣機(jī)；卸氣系統(tǒng)(卸氣柱)；變配電設(shè)備(箱式變壓器)。
液壓式子加氣站工藝流程 運(yùn)氣拖車到達(dá)子加氣站后，人工通過快裝接頭將高壓進(jìn)液軟管、高壓回液軟管、控制氣管束、CNG高壓出氣軟管與液壓子站橇體連接。占用運(yùn)氣拖車的時(shí)間。
系統(tǒng)連接完畢后，啟動(dòng)液壓子站橇體監(jiān)測(cè)液壓系統(tǒng)，壓力低時(shí)，高壓液壓泵開始工作，PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)打開第1個(gè)儲(chǔ)氣瓶的進(jìn)液閥門和出氣閥門，關(guān)閉回液閥門，將高壓液體介質(zhì)(一種低揮發(fā)性液壓油)注入儲(chǔ)氣瓶，保證氣瓶車的儲(chǔ)氣瓶?jī)?nèi)氣體壓力保持在20 22MPa。 CNG通過儲(chǔ)氣瓶出氣口經(jīng)CNG高壓出氣軟管進(jìn)入液壓子站橇體緩沖罐后，經(jīng)高壓管輸送至CNG加氣機(jī)，給CNG汽車加氣。 當(dāng)大約90%的天然氣被導(dǎo)出時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)出指令，關(guān)閉該儲(chǔ)氣瓶的進(jìn)液閥門、出氣閥門，打開回液閥門，此時(shí)第1個(gè)儲(chǔ)氣瓶?jī)?nèi)的高壓液體介質(zhì)在氣體壓力和自身重力作用下返回到橇體內(nèi)的儲(chǔ)罐中。 間隔幾秒后，第2個(gè)儲(chǔ)氣瓶的進(jìn)液閥門、出氣閥門打開(此時(shí)回液閥門關(guān)閉)，高壓液體開始充入。當(dāng)?shù)趌個(gè)儲(chǔ)氣瓶?jī)?nèi)的液體介質(zhì)絕大部分返回到儲(chǔ)罐后(此時(shí)儲(chǔ)氣瓶?jī)?nèi)還有少量不能返回的液體介質(zhì)，將滯留在儲(chǔ)氣瓶中)，自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)出指令，回液閥關(guān)閉。
設(shè)備運(yùn)行時(shí)，由PLC程序控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)8個(gè)儲(chǔ)氣瓶依次順序工作。氣動(dòng)執(zhí)行器根據(jù)PLC控制程序適時(shí)開啟和關(guān)閉各儲(chǔ)氣瓶的進(jìn)出口閥門，順序轉(zhuǎn)換工作儲(chǔ)氣瓶。
主要設(shè)備 液壓式子加氣站主要設(shè)備包括液壓子站橇體，即橇體；增壓系統(tǒng)(包括國(guó)產(chǎn)防爆電機(jī)、高壓泵、壓力控制閥、高壓管件、液體儲(chǔ)罐)；優(yōu)先順序控制器；加氣機(jī)；變配電設(shè)備(箱式變壓器)； 上述兩種類型子加氣站，缺點(diǎn)是 設(shè)備繁多，操作復(fù)雜，機(jī)械損耗巨大，用人多成本大，占地面積大，特別是壓縮機(jī)橇體和液壓橇體價(jià)格昂貴，投資巨大。由于需要?jiǎng)恿﹄娫?，需要變壓器配套電網(wǎng)增容，選址需要規(guī)劃，該類型子加氣站擴(kuò)張速度慢，目前，有很多子加氣站由于用電、用人等費(fèi)用高，特別是壓縮機(jī)、液壓泵維修費(fèi)用高，企業(yè)不堪重負(fù)，關(guān)閉歇業(yè)的比較多。
更大的缺點(diǎn) 空氣壓縮機(jī)式子加氣站，使用空氣壓縮機(jī)有噪音擾民；增加子加氣站的加氣能力，對(duì)應(yīng)就要增加用電負(fù)荷，增加壓縮機(jī)和運(yùn)氣拖車的數(shù)量，費(fèi)用增加很大。 液壓式子加氣站，有大量的高壓液體介質(zhì)( 一種低揮發(fā)性液壓油)注入儲(chǔ)氣瓶里無法回收，揮發(fā)油對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)有非常大的傷害(積碳非常多，對(duì)活塞傷害很大)。增加子加氣站的加氣能力，對(duì)應(yīng)就要增加用電負(fù)荷，增加液壓泵和運(yùn)氣拖車的數(shù)量，費(fèi)用增加很大。 子母加氣站的運(yùn)作形式運(yùn)行幾十年來，運(yùn)氣拖車氣瓶工作壓力一直在20MPa，全世界各國(guó)都這樣，成了 "老規(guī)矩"，現(xiàn)有的子母站設(shè)備非常多，工藝復(fù)雜，浪費(fèi)能源，有污染排放，有噪音擾民，沒有人考慮提高運(yùn)氣拖車氣瓶工作壓力有什么樣的意想不到的效果。
本人2009年3月31日申請(qǐng)的專利號(hào)為200910029998. 7 ;2009年5月19日申請(qǐng)發(fā)明專利號(hào)為200910141153. 7，在當(dāng)時(shí)，全國(guó)幾個(gè)氣瓶拖車生產(chǎn)廠家根本沒有25MPa氣瓶拖車運(yùn)輸產(chǎn)品出售。至今本案申請(qǐng)時(shí)，也沒有發(fā)現(xiàn)市場(chǎng)上有大于20MPa的氣瓶拖車出售。本案申請(qǐng)后，本發(fā)明人去游說生產(chǎn)廠家生產(chǎn)25MPa的氣瓶拖車，使本案得以實(shí)施。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)方案 子母加氣站由壓縮機(jī)或低溫泵、運(yùn)氣拖車氣瓶、加氣機(jī)組成，其技術(shù)特征壓縮機(jī)或低溫泵提高出口壓力對(duì)運(yùn)氣拖車氣瓶充氣，使其運(yùn)氣拖車氣瓶中的壓力大于汽車氣瓶壓力，與加氣機(jī)連接完成對(duì)汽車氣瓶加氣。 子母加氣站又稱加氣系統(tǒng)，母站通常是提供氣源的區(qū)域，如天然氣管道破口抽氣
并在此設(shè)立母站；或LNG氣化站。子站通常為加氣終端，銷售氣體區(qū)域。 天然氣管道的母站采用壓縮機(jī)，至于取氣、調(diào)壓、脫水、過濾是非必要條件，是現(xiàn)有技術(shù)。 母站另一個(gè)形式是液態(tài)天然氣LNG氣化站采用低溫泵，至于卸液、汽化器汽化是非必要條件，是現(xiàn)有技術(shù)。[OO32] 天然氣燃料汽車氣瓶的(額定)壓力為20MPa，氫氣燃料汽車氣瓶的(額定)壓力為35MPa，商業(yè)運(yùn)作中，汽車氣瓶(額定)壓力可以指定，如氫燃料汽車氣瓶壓力可以20MPa，但要求要小于國(guó)家規(guī)定的35MPa，同樣可以實(shí)施。本發(fā)明要求使其拖車氣瓶的壓力大于汽車氣瓶壓力，即天然氣、氫氣拖車氣瓶分別大于20MPa、35MPa，可以優(yōu)選天然氣拖車氣瓶壓力在25MPa左右，氫氣拖車氣瓶壓力在45MPa左右。與加氣機(jī)連接完成對(duì)汽車氣瓶加氣。 本技術(shù)方案后半部子站技術(shù)拖車氣瓶的壓力大于汽車氣瓶壓力，與加氣機(jī)連接完成對(duì)汽車氣瓶加氣，這一技術(shù)特征如果成立，解決得非常好，整個(gè)技術(shù)方案才具有新穎性、實(shí)用性、創(chuàng)造性，使得本技術(shù)方案前半部分母站技術(shù)中，壓縮機(jī)或低溫泵提高出口壓力對(duì)拖車氣瓶充氣，使其拖車氣瓶的壓力大于汽車氣瓶壓力才具有實(shí)際意義和技術(shù)保護(hù)價(jià)值。
在申請(qǐng)專利號(hào)為200910141153. 7 "—種加氣機(jī)和由其構(gòu)成的加氣站"，和同名的PCT國(guó)際申請(qǐng)專利號(hào)為PCT/CN2010/000355，在說明書中，非常清楚詳細(xì)講解了多氣瓶循環(huán)提供高壓氣，滿足加氣機(jī)對(duì)汽車氣瓶加氣。這里不再贅述，如果授權(quán)，出于本案與其配套，需要本案對(duì)母站出口壓力進(jìn)行技術(shù)特征創(chuàng)新，并說明本案子母加氣站的整體技術(shù)特征進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)也說明了本案整個(gè)技術(shù)方案達(dá)到意想不到的效果。 圖1和圖2中，提高壓縮機(jī)或低溫泵的出口壓力，不是人們?nèi)菀紫氲降氖拢藗円恢眻?jiān)守20MPa運(yùn)氣拖車氣瓶壓力，與汽車氣瓶充裝壓力也為20MPa這一規(guī)律，沒有人想到提高壓縮機(jī)、低溫泵出口壓力即提高充裝運(yùn)氣拖車氣瓶中的壓力，沒有人來打破這一規(guī)律，因?yàn)椋瑝毫φ{(diào)整，所有管道中的壓力都要調(diào)整，各種閥門的耐壓參數(shù)全部要更換，還有拖車氣瓶的壓力調(diào)高，氣瓶壁厚要增加，重量增加，耐壓值要重新調(diào)整和檢測(cè)，整個(gè)母站和子站要重新調(diào)整與裝配，改動(dòng)工作巨大，人們不愿意冒險(xiǎn)改動(dòng)承擔(dān)提供壓力帶來的風(fēng)險(xiǎn)，不是一個(gè)簡(jiǎn)單的工作，僅重新檢測(cè)其任務(wù)就非常巨人，子母加氣站的運(yùn)作模式出現(xiàn)近二三十年來，沒有人提出要把母站出口壓力調(diào)高，用25MPa運(yùn)氣拖車氣瓶運(yùn)氣，因?yàn)闆]有人知道能有什么樣的意想不到的特殊效果。市場(chǎng)上也沒有25MPa的運(yùn)氣拖車銷售。 特別是2009年山西煤層氣液化成功，大量的液化煤層氣還是采用現(xiàn)有子母站技術(shù)太麻煩、浪費(fèi)能源。因?yàn)?，液化煤層氣增壓汽化非常容易，完全可以?jié)省子站二次加壓過程，也沒有必要在子站二次加壓。采用本方案，完全節(jié)省子站二次加壓過程。這樣的技術(shù)效果難以想象。 本方案，同樣適用于氫氣加氣站，液氫汽化站、制氫站為母站，加氣機(jī)與運(yùn)氫氣拖車氣瓶構(gòu)成子站，方法如同天然氣子母加氣站。這樣不再贅述。
有益效果 1、本發(fā)明子母加氣站技術(shù)方案，大大簡(jiǎn)化了工藝流程，簡(jiǎn)單，高效、節(jié)能、更安全。
2、子母加氣站終端加氣(子站)部分，不需要?jiǎng)恿﹄娫?，不需要變壓器，?jié)省了人員和電力消耗費(fèi)，加氣終端(子站)部分建站容易；設(shè)備直接占地面積小，沒有任何建筑，子站擴(kuò)張速度快； 3、節(jié)省了子站大型設(shè)備投資，如壓縮機(jī)橇體、液壓橇體等；
4、零污染排放； 5、加氣能力增加非常容易實(shí)現(xiàn)，不涉及子站電源能耗，機(jī)械磨損等現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。
6、子母加氣站終端加氣(子站)部分可以以移動(dòng)或固定的形式在任何地點(diǎn)對(duì)汽車氣瓶加氣，


圖1是管道天然氣為母站的子母加氣站流程圖；其中1表示壓縮機(jī)；2表示運(yùn)氣拖車氣瓶；3表示加氣機(jī)；4表示天然氣管道；5表示脫水、過濾、干燥裝置；6表示充氣匯流排；7虛線框內(nèi)表示母站區(qū)域；8虛線框內(nèi)表示子站區(qū)域或加氣終端。 圖2是LNG氣化站為母站的子母加氣站流程圖；其中1表示低溫泵；2表示運(yùn)氣拖車氣瓶；3表示加氣機(jī)；4表示液化天然氣工廠或接受站；5表示LNG槽車在工廠與氣化站之間循環(huán)運(yùn)輸；6表示LNG液體槽車；7表示汽化器；8表示充氣匯流排；9表示氣相卸車；10表示LNG液相通道；11虛線框表示母站區(qū)域；12虛線框內(nèi)表示子站區(qū)域或加氣終端。
實(shí)施例 實(shí)施例1 圖1是管道天然氣為母站的子母加氣站流程圖；其中1表示壓縮機(jī)；2表示運(yùn)氣拖車氣瓶；3表示加氣機(jī)；4表示天然氣管道；5表示脫水、過濾、干燥裝置；6表示充氣匯流排；7虛線框內(nèi)表示母站區(qū)域；8虛線框內(nèi)表示子站區(qū)域或加氣終端。
工藝實(shí)施流程 在7母站內(nèi)，天然氣從4天然氣管道抽出經(jīng)5脫水、過濾、干燥裝置到1壓縮機(jī)加壓至25-30MPa，，經(jīng)6充氣匯流排對(duì)運(yùn)氣拖車氣瓶充裝氣，拖車氣瓶裝滿氣壓力為25MPa，運(yùn)至各對(duì)應(yīng)的子站在8子站內(nèi)與3表示的加氣機(jī)連接，完成對(duì)汽車氣瓶加氣，汽車氣瓶裝滿氣的壓力為20MPa。
實(shí)施例2 圖2是LNG氣化站為母站的子母加氣站流程圖；其中1表示壓縮機(jī)；2表示運(yùn)氣拖車氣瓶；3表示加氣機(jī)；4表示液化天然氣工廠或接受站；5表示LNG槽車在工廠與氣化站之間循環(huán)運(yùn)輸；6表示LNG液體槽車；7表示汽化器；8表示充氣匯流排；9表示氣相卸車；10表示LNG液相通道；11虛線框表示母站區(qū)域；12虛線框內(nèi)表示子站區(qū)域或加氣終端。
工藝實(shí)施流程 LNG液體槽車6在5工廠與氣化站之間循環(huán)運(yùn)輸，在11母站內(nèi)，6LNG液體槽車與低溫泵連接，通過9氣相卸車，將6槽車內(nèi)的LNG液體經(jīng)10流入低溫泵，低溫泵提高壓力至25-30MPa將LNG液體壓入7汽化器中，LNG汽化后經(jīng)8充氣匯流排對(duì)2運(yùn)氣拖車氣瓶充氣，運(yùn)氣拖車氣瓶裝滿氣的壓力為25MPa，2運(yùn)氣拖車氣瓶與3加氣機(jī)連接，對(duì)汽車氣瓶加氣，汽車氣瓶裝滿氣的壓力為20MPa。
權(quán)利要求
一種子母加氣站由壓縮機(jī)或低溫泵、運(yùn)氣拖車氣瓶、加氣機(jī)組成，其技術(shù)特征是壓縮機(jī)或低溫泵提高出口壓力對(duì)運(yùn)氣拖車氣瓶充氣，使其運(yùn)氣拖車氣瓶中的壓力大于汽車氣瓶壓力，與加氣機(jī)連接完成對(duì)汽車氣瓶加氣。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種子母加氣站，其所述的運(yùn)氣拖車氣瓶中的壓力大于汽車氣瓶壓力，其技術(shù)特征是天然氣燃料汽車氣瓶壓力為20MPa，氫氣燃料汽車氣瓶的壓力為35MPa，商業(yè)運(yùn)作中，汽車氣瓶壓力可以指定，但要求要小于國(guó)家規(guī)定的壓力；運(yùn)氣拖車氣瓶的壓力大于汽車氣瓶壓力，即運(yùn)天然氣、氫氣拖車氣瓶分別大于20MPa、35MPa，優(yōu)選運(yùn)天然氣拖車氣瓶壓力在25MPa，運(yùn)氫氣拖車氣瓶壓力在45MPa。
3. 建立一種子母加氣站的方法，由壓縮機(jī)或低溫泵、運(yùn)氣拖車氣瓶、加氣機(jī)組成，其技術(shù)特征是壓縮機(jī)或低溫泵提高出口壓力對(duì)運(yùn)氣拖車氣瓶充氣，使其運(yùn)氣拖車氣瓶中的壓力大于汽車氣瓶壓力，與加氣機(jī)連接完成對(duì)汽車氣瓶加氣。
4. 如權(quán)利要求3所述的建立一種子母加氣站的方法，其所述的運(yùn)氣拖車氣瓶中的壓力大于汽車氣瓶壓力，其技術(shù)特征是天然氣燃料汽車氣瓶壓力為20MPa，氫氣燃料汽車氣瓶的壓力為35MPa，商業(yè)運(yùn)作中，汽車氣瓶壓力可以指定，但要求要小于國(guó)家規(guī)定的壓力；運(yùn)氣拖車氣瓶的壓力大于汽車氣瓶壓力，即運(yùn)天然氣、氫氣拖車氣瓶分別大于20MPa、35MPa，優(yōu)選運(yùn)天然氣拖車氣瓶壓力在25MPa，運(yùn)氫氣拖車氣瓶壓力在45MPa。
全文摘要
子母加氣站由壓縮機(jī)或低溫泵、拖車氣瓶、加氣機(jī)組成，其技術(shù)特征壓縮機(jī)或低溫泵提高出口壓力對(duì)拖車氣瓶充氣，使其拖車氣瓶中的壓力大于汽車氣瓶壓力，與加氣機(jī)連接完成對(duì)汽車氣瓶加氣。本案大大簡(jiǎn)化了工藝流程，簡(jiǎn)單，高效、節(jié)能、更安全。子母加氣站終端加氣部分，不需要?jiǎng)恿﹄娫?，不需要變壓器，?jié)省了人員和電力消耗費(fèi)，加氣終端(子站)部分建站容易；設(shè)備直接占地面積小，子站擴(kuò)張速度快；節(jié)省了子站大型設(shè)備投資，如壓縮機(jī)橇體、液壓橇體等；零污染排放；加氣能力增加非常容易實(shí)現(xiàn)，不涉及子站電源能耗，機(jī)械磨損等現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。子母加氣站的加氣終端部分可以以移動(dòng)或固定的形式在任何地點(diǎn)對(duì)汽車氣瓶加氣。
文檔編號(hào)B67D7/02GK101780940SQ201010132110
公開日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2010年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日
發(fā)明者沈軍 申請(qǐng)人:沈軍