液化氣體自增壓汽化輸送系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液化氣體輸送的技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種液化氣體自增壓汽化輸送系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，低溫液化氣體(如液氮、液氧、液氬、液氨、液氯和液化天然氣等)的氣化輸送方法大至有兩種:第一種是利用外供能源如發(fā)動機(jī)等驅(qū)動液體泵，將液體強(qiáng)制增壓到一定壓力，送進(jìn)汽化器(汽化器是一種吸收外界熱量使低溫液體汽化的裝置，有空浴式、水浴式或潛燃式等幾種形式)汽化后，沿管道輸送給用戶；第二種是貯罐內(nèi)的低溫低壓液化氣體在重力作用下進(jìn)入增壓器，利用增壓器吸收環(huán)境熱量使液化氣體汽化后再進(jìn)入貯罐頂部，使貯罐內(nèi)液化氣體的壓力升高，然后將貯罐內(nèi)的低溫液化氣體壓入汽化器中。
[0003]其中，第一種氣化輸送方法大致有圖1和圖2這兩種常用形式。如圖1所示，圖1為現(xiàn)有的電動活塞泵增壓汽化輸送液化氣體的原理圖，常用于中型供氣站和高壓裝瓶站。電動機(jī)11經(jīng)變速箱增加轉(zhuǎn)矩后，驅(qū)動曲軸旋轉(zhuǎn)帶動連桿推動活塞泵10，將貯罐I中的低溫低壓液化氣體泵出，強(qiáng)制送入第一汽化器3中，第一汽化器3吸收環(huán)境熱量將液化氣體汽化后，送入用戶管網(wǎng)6中。其中，輸送流量和壓力通過變頻器12改變電動機(jī)11轉(zhuǎn)速來改變。
[0004]圖2所示為現(xiàn)有的潛液泵增壓汽化輸送液化氣體的原理圖，常用于大型供氣站如LNG液化天然氣供氣站。潛液泵14放入泵井15底部，潛液泵14的重力頂開重力閥13，貯罐I中的低溫低壓液化氣體涌入泵井15內(nèi)；潛液泵14啟動后將液化氣體泵出，強(qiáng)制送入第一汽化器3中，第一汽化器3吸收環(huán)境熱量將液化氣體汽化后，送入用戶管網(wǎng)6中。其中，輸送流量和壓力通過變頻器12改變電動機(jī)轉(zhuǎn)速來改變。
[0005]第一種氣化輸送方法的缺點是:1)需要人為提給能量來增加液化氣體的壓力；2)當(dāng)用發(fā)動機(jī)(例如電動機(jī))輸送易燃易爆的液化氣體時，有可能會引起火災(zāi)或爆炸等安全事故；3)壓力和流量調(diào)節(jié)裝置較復(fù)雜，例如用電能驅(qū)動時要用變頻器調(diào)控，用其它能驅(qū)動時需用人工調(diào)控。另外，如圖1所示，活塞泵10的動密封容易向外泄漏，不僅存在浪費(fèi)，而且對環(huán)境不友好，存在安全隱患。并且，因為活塞泵10的動密封處與外界連通，有少量空氣從動密封處進(jìn)入被輸送氣體中，污染被輸送氣體，從而不能輸送純度要求高的氣體。
[0006]第二種氣化輸送方法如圖3所示。首先，打開第二調(diào)節(jié)閥18，貯罐I中的低溫液化氣體在重力作用下進(jìn)入增壓器16中，增壓器16吸收環(huán)境熱量使液體汽化后沿管道回到貯罐I的頂部，增加貯罐I中的液化氣體的蒸氣壓；打開第一調(diào)節(jié)閥17后，貯罐I底部的液化氣體在壓力作用下，進(jìn)入第一汽化器3中，第一汽化器3吸收環(huán)境熱量使液化氣體汽化后送入用戶管網(wǎng)6。其中，供氣流量由第一調(diào)節(jié)閥17控制，供氣壓力由第二調(diào)節(jié)閥18控制。
[0007]第二種氣化輸送方法的缺點是:1)液化氣液體貯罐必須能承受比用戶用氣壓力還要高一些的壓力；2)貯罐的容積一般比較小，只有幾立方米到幾十立方米；3)貯罐承壓越高，其造價越高；4)因貯罐能承受的壓力有限，最高的也不到2.0MPa，故輸送距離不能太遠(yuǎn)，且輸送量也不大；5)個別系統(tǒng)裝有復(fù)雜的自動調(diào)壓裝置，但大部系統(tǒng)只裝有壓力監(jiān)視的聲光報警裝置來提醒操作工人進(jìn)行手動調(diào)壓。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種利用被輸送氣體進(jìn)行增壓驅(qū)動的液化氣體自增壓汽化輸送系統(tǒng)。
[0009]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種液化氣體自增壓汽化輸送系統(tǒng)，其包括用于貯存液化氣體的貯罐、增壓裝置、第一汽化器、分氣裝置、用戶管網(wǎng)和用于注入驅(qū)動流體的注入口，所述增壓裝置包括驅(qū)動部分和增壓部分，所述驅(qū)動部分驅(qū)動所述增壓部分吸取所述貯罐內(nèi)的所述液化氣體并對所述液化氣體進(jìn)行增壓泵送，所述第一汽化器與所述增壓部分的出口連通且能夠使所述液化氣體汽化，所述分氣裝置包括入口、第一出口和第二出口，所述分氣裝置的入口與所述第一汽化器的出口連通、所述第一出口與所述用戶管網(wǎng)連通且所述第二出口與所述驅(qū)動部分連通，所述注入口與所述第二出口和所述驅(qū)動部分之間的管道連通，所述驅(qū)動流體為經(jīng)過或者未經(jīng)過汽化的所述液化氣體。
[0010]優(yōu)選地，所述液化氣體自增壓汽化輸送系統(tǒng)還包括在所述第二出口與所述驅(qū)動部分之間的管道上且位于所述注入口與所述驅(qū)動部分之間的位置設(shè)有第二汽化器，所述第二出口、所述第二汽化器和所述驅(qū)動部分依次連通。
[0011]優(yōu)選地，所述分氣裝置包括第一減壓閥和第二減壓閥，所述第一減壓閥的出口與所述第一出口連通且所述第二減壓閥的出口與所述第二出口連通，所述分氣裝置的入口分別與所述第一減壓閥的入口和所述第二減壓閥的入口連通。
[0012]優(yōu)選地，所述第一減壓閥的出口壓力小于所述第二減壓閥的出口壓力。
[0013]優(yōu)選地，所述驅(qū)動部分包括換向器、驅(qū)動腔和設(shè)于所述驅(qū)動腔內(nèi)的驅(qū)動活塞，所述驅(qū)動腔包括分別設(shè)于所述驅(qū)動活塞的兩側(cè)的第一驅(qū)動氣口和第二驅(qū)動氣口，所述第二汽化器的出口經(jīng)所述換向器與所述第一驅(qū)動氣口和所述第二驅(qū)動氣口中的一者連通同時所述第一驅(qū)動氣口和所述第二驅(qū)動氣口中的另一者經(jīng)所述換向器連通至所述用戶管網(wǎng)；
[0014]所述增壓部分包括增壓腔、增壓活塞和活塞桿，所述增壓腔設(shè)于所述驅(qū)動腔的一端，所述活塞桿的一端與所述增壓活塞連接且另一端與所述驅(qū)動活塞連接，所述增壓腔包括分別設(shè)于所述增壓活塞的兩側(cè)的第一增壓開口和第二增壓開口，所述第一增壓開口分別與所述第一汽化器和所述貯罐連通，且所述第一增壓開口與所述貯罐之間設(shè)有使流體僅能從所述貯罐流向所述第一增壓開口的第一單向閥，所述第一增壓開口與所述第一汽化器之間設(shè)有使流體僅能從所述第一增壓開口流向所述第一汽化器的第二單向閥。
[0015]優(yōu)選地，所述增壓裝置包括兩組分別設(shè)置于所述驅(qū)動腔的兩端的所述增壓部分。
[0016]優(yōu)選地，所述第二增壓開口連通至所述用戶管網(wǎng)。
[0017]優(yōu)選地，所述第二增壓開口分別與所述第一汽化器和所述貯罐連通，且所述第二增壓開口與所述貯罐之間設(shè)有使流體僅能從所述貯罐流向所述第二增壓開口的第三單向閥，所述第二增壓開口與所述第一汽化器之間設(shè)有使流體僅能從所述第二增壓開口流向所述第一汽化器的第四單向閥。
[0018]優(yōu)選地，所述換向器為二位五通氣動閥，所述二位五通氣動閥包括第一氣口、第二氣口、第三氣口、第四氣口、第五氣口、第一換位氣口和第二換位氣口，所述第二汽化器的出口與所述第二氣口連通，所述第一氣口和所述第三氣口均連通至所述用戶管網(wǎng)，所述第四氣口與所述第二驅(qū)動氣口連通，且所述第五氣口與所述第一驅(qū)動氣口連通，在第一位置時，所述第二氣口與第四氣口連通，所述第三氣口與所述第五氣口連通，在第二位置時，所述第一氣口與第四氣口連通，所述第二氣口與所述第五氣口連通；
[0019]所述驅(qū)動部分還包括第一換向觸發(fā)開關(guān)和第二換向觸發(fā)開關(guān)，所述第一換向觸發(fā)開關(guān)和所述第二換向觸發(fā)開關(guān)均為二位二通機(jī)動閥；所述第一換向觸發(fā)開關(guān)包括第一觸發(fā)腔、設(shè)于所述第一觸發(fā)腔內(nèi)的第一彈性件和一端與所述第一彈性件接觸且另一端伸入所述驅(qū)動腔內(nèi)的第一閥芯，所述第一觸發(fā)腔設(shè)有第一觸發(fā)氣口、第二觸發(fā)氣口、第三觸發(fā)氣口和第四觸發(fā)氣口 ；所述第二換向觸發(fā)開關(guān)包括第二觸發(fā)腔、設(shè)于所述第二觸發(fā)腔內(nèi)的第二彈性件和一端與所述第二彈性件接觸且另一端伸入所述驅(qū)動腔內(nèi)的第二閥芯，所述第二觸發(fā)腔設(shè)有第五觸發(fā)氣口、第六觸發(fā)氣口、第七觸發(fā)氣口和第八觸發(fā)氣口 ；所述第一觸發(fā)氣口和所述第七觸發(fā)氣口均連通至所述用戶管網(wǎng)，所述第二觸發(fā)氣口分別與所述第二換位氣口、所述第六觸發(fā)氣口連通；所述第三觸發(fā)氣口和所述第五觸發(fā)氣口均與所述第二汽化器的出口連通，所述第四觸發(fā)氣口分別與所述第一換位氣口、所述第八觸發(fā)氣口連通；
[0020]當(dāng)所述驅(qū)動活塞移動到靠近所述第一驅(qū)動氣口時驅(qū)動第一閥芯移動，而使所述第一觸發(fā)氣口與所述第二觸發(fā)氣口連通，所述第三觸發(fā)氣口與所述第四觸發(fā)氣口連通，同時所述第二閥芯在所述第二彈性件的作用下移動，而使所述第五觸發(fā)氣口與所述第六觸發(fā)氣口斷開，所述第七觸發(fā)氣口與所述第八觸發(fā)氣口斷開，經(jīng)過所述第二汽化器再次汽化的所述液化氣體進(jìn)入所述第一換位氣口而使所述二位五通氣動閥從所述第一位置移動到所述第二位置；當(dāng)所述驅(qū)動活塞移動到靠近所述第二驅(qū)動氣口時驅(qū)動第二閥芯移動，而使所述第五觸發(fā)氣口與所述第六觸發(fā)氣口連通，所述第七觸發(fā)氣口與所述第八觸發(fā)氣口連通，同時所述第一閥芯在所述第一彈性件的作用下移動，而使所述第一觸發(fā)氣口與所述第二觸發(fā)氣口斷開，所述第三觸發(fā)氣口與所述第四觸發(fā)氣口斷開，經(jīng)過所述第二汽化器再次汽化的所述液化氣體進(jìn)入所述第二換位氣口而使所述二位五通氣動閥從所述第二位置移動到所述第一位置。
[0021]優(yōu)選地，所述換向器為二位五通電磁閥，所述二位五通電磁閥包括第一氣口、第二氣口、第三氣口、第四氣口和第五氣口，所述第二汽化器的出口與所述第二氣口連通，所述第四氣口與所述第二驅(qū)動氣口連通，且所述第五氣口與所述第一驅(qū)動氣口，在第一位置時，所述第二氣口與第四氣口連通，所述第三氣口與所述第