一種空氣能低溫液化氣體無泵加注系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及低溫液化氣體的無栗加注領(lǐng)域，具體地，涉及具有不用低溫栗，為低溫氣瓶加注低溫液化氣體或不用栗將低溫液化氣體氣化后給高壓氣瓶充氣或不用栗為管路提供一定壓力的常溫氣體的系統(tǒng)。如液氧、液氮、液氬、液氫、液氦、液化天然氣(LNG)等的加氣站和充裝站、以及氣化站等，特別是LNG汽車加氣站等。
【背景技術(shù)】
[0002]低溫液化氣體，是以液態(tài)形式存在的氣體，是為了貯存和運(yùn)輸?shù)男枰鴮怏w降溫液化。它具有溫度低(一般常壓下在-162°C到-256°C之間)、氣液比(即單位體積的低溫液化氣體與氣化成常溫常壓的氣體后的體積比)大、純度高、保存困難(常因貯存容器絕熱性能不佳或生產(chǎn)工藝需要而氣化放散，造成經(jīng)濟(jì)損失)等特點(diǎn)。隨著現(xiàn)代工業(yè)和社會的發(fā)展，對低溫液化氣體的應(yīng)用越來越廣泛。
[0003]目前，低溫液化氣體在使用前，大都需要低溫液化氣體充裝到氣瓶內(nèi)，然后氣化成常溫使用(或直接氣化輸入管道)，如LNG汽車的LNG氣瓶充瓶后氣化使用、CNG汽車的CNG氣瓶氣化后充瓶使用、鮮活產(chǎn)品運(yùn)輸用的氧氣瓶或液氧罐、氣化供氣系統(tǒng)等等。目前低溫液化氣體氣站往氣瓶內(nèi)加氣基本采用栗加注，加注低溫液化氣體由于氣瓶壓力較低采用低溫離心栗(如LNG氣瓶)，加注常溫氣體時由于氣瓶壓力較高采用柱塞栗(如L-CNG氣瓶);而低溫液體氣化站采用整體增壓的方式向管道供氣。
[0004]采用栗的輸送方式至少存在以下缺點(diǎn):
[0005]1、栗輸送方式消耗能源:低溫栗的功率從十幾千瓦到幾十千瓦，有的站點(diǎn)甚至還要為此建造專用的變電站以滿足需要。不但投資大，占地面積大，設(shè)備多，建造站點(diǎn)的區(qū)域選址也受到電源供應(yīng)的限制，運(yùn)行維護(hù)成本也因此增加；
[0006]2、栗輸送方式運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高、可靠性相對較低，壽命有限。低溫栗屬于動設(shè)備，常因?yàn)闄C(jī)械故障而影響加氣；
[0007]3、栗輸送方式投資大:低溫栗因?yàn)楦鞣N技術(shù)原因，國產(chǎn)的穩(wěn)定性達(dá)不到要求，主要依靠進(jìn)口。而進(jìn)口設(shè)備單臺的價格在20萬到30萬不等，增加了建站成本；
[0008]4、低溫栗有機(jī)械運(yùn)動，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不可避免要產(chǎn)生大量熱量，傳導(dǎo)到低溫液化氣體使升溫氣化，增加BOG (Boil off gas，即罐內(nèi)及加氣系統(tǒng)內(nèi)自然氣化而產(chǎn)生的蒸發(fā)氣體)，使低溫存貯系統(tǒng)增溫增壓，甚至超壓放散(即EAG氣體放散)。增加了運(yùn)行成本，放散也造成浪費(fèi)和對環(huán)境的污染。
[0009]而如果采用低溫液體儲罐整體增壓，進(jìn)行壓力輸送方式，則增壓效率低:在傳統(tǒng)的增壓輸送過程中，不管貯罐大小，往往是對整個低溫貯罐進(jìn)行增壓，增壓空間大，氣化低溫液化氣體數(shù)量多，增壓時間長，效率低；而且在增壓過程中，氣相空間剛進(jìn)入的高溫氣體和低溫貯罐內(nèi)過冷的低溫液化氣體間進(jìn)行再次熱交換。后果是氣體降溫降壓，為達(dá)到既定壓力需氣化的低溫液化氣體增加；還使低溫液化氣體的溫度升高，縮短液化氣體的保存壽命；再有，采用整體增壓的方式使低溫液化氣體的存儲罐設(shè)計壓力增高，存儲設(shè)備的設(shè)計、制造、運(yùn)行維護(hù)成本相應(yīng)增加，加氣站因?yàn)楦邏憾踩禂?shù)降低。因此，生產(chǎn)中也很少采用。
[0010]總之，在低溫液化氣體的生產(chǎn)中，人們花費(fèi)大量的能源和精力將氣體降溫液化，以便于貯存和運(yùn)輸，而在生產(chǎn)過程中，我們又投入昂貴的設(shè)備和能源、以至于直接輸入熱量(如增壓)使它升溫，使之難于貯存和運(yùn)輸，是一個很不劃算的事情。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0011]本實(shí)用新型的目的是:克服【背景技術(shù)】的不足，提供一種空氣能低溫液化氣體無栗加注系統(tǒng)，從低溫液化氣體氣站往氣瓶內(nèi)加氣時，不需采用栗，也無需使低溫液化氣體存儲設(shè)備增壓，即可利用低溫液化氣體與空氣的溫差吸收空氣能，往高壓的氣瓶加注低溫液化氣體或高壓氣體，而低溫液化氣體存儲設(shè)備內(nèi)的低溫液體溫度和壓力幾乎不因加氣而增長。即減少了能源的消耗，也降低了加氣站系統(tǒng)設(shè)備的建設(shè)成本、使用和維護(hù)成本，運(yùn)行也更安全可靠。
[0012]本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案如下:所述的一種空氣能低溫液化氣體無栗加注系統(tǒng)包括加氣機(jī)(I)、中轉(zhuǎn)罐(2)、增壓器(3)、增溫氣化器(4)、高壓低溫儲罐(5)、放空管(6)、EAG氣化器(7)、低壓低溫儲罐(8)、低飽和換熱器(9)，如圖1所示。
[0013]所述的中轉(zhuǎn)罐(2)為外部保冷的容器，中轉(zhuǎn)罐(2)是實(shí)現(xiàn)低溫低壓液化氣體向高壓轉(zhuǎn)換是核心，即從低壓低溫儲罐(8)向高壓低溫儲罐(5)轉(zhuǎn)移低溫液化氣體即通過中轉(zhuǎn)罐(2)實(shí)現(xiàn)。中轉(zhuǎn)罐(2)至少設(shè)有中轉(zhuǎn)罐增壓口(203)、中轉(zhuǎn)罐卸壓口(206)、中轉(zhuǎn)罐進(jìn)液口(208)、中轉(zhuǎn)罐出液口(209)四個開口。中轉(zhuǎn)罐增壓口(203)通過中轉(zhuǎn)罐高壓平衡閥(204)與中轉(zhuǎn)罐(2)的氣相頂部相連；中轉(zhuǎn)罐卸壓口(206)通過中轉(zhuǎn)罐卸壓閥(205)與中轉(zhuǎn)罐(2)的氣相頂部相連；中轉(zhuǎn)罐進(jìn)液口(208)通過中轉(zhuǎn)罐進(jìn)液閥(207)與中轉(zhuǎn)罐(2)的液相底部相連；中轉(zhuǎn)罐出液口(209)通過中轉(zhuǎn)罐出液閥(210)與中轉(zhuǎn)罐⑵的液相底部相連。還設(shè)置有中轉(zhuǎn)罐液位感應(yīng)裝置(212)，測量中轉(zhuǎn)罐(2)的液位高度；設(shè)置中轉(zhuǎn)罐壓力感應(yīng)裝置(211)測量中轉(zhuǎn)罐(2)氣相頂部的壓力。中轉(zhuǎn)罐增壓器(202)為中轉(zhuǎn)罐(2)的增壓裝置，它的入口通過中轉(zhuǎn)罐增壓閥(201)與中轉(zhuǎn)罐⑵的液相底部相通，出口與中轉(zhuǎn)罐⑵的氣相頂部相通。安裝時，中轉(zhuǎn)罐(2)的最高點(diǎn)應(yīng)低于低壓低溫儲罐(8)的最低點(diǎn)的位置安裝。
[0014]所述的高壓低溫儲罐(5)為外部保冷的容器，高壓低溫儲罐(5)是系統(tǒng)的高壓單元，實(shí)現(xiàn)高壓低溫介質(zhì)緩存和為系統(tǒng)提供高壓氣源，以及回收中轉(zhuǎn)罐(2)在增壓時(即高壓平衡時)提供高壓氣源，它的工作壓力即是空氣能低溫液化氣體無栗加注系統(tǒng)的最大輸出壓力。至少設(shè)有高壓罐EAG出口(503)、高壓罐氣相口(504)、高壓罐上進(jìn)液口(505)、高壓罐排液口(506)、高壓罐下進(jìn)液口(507)、低溫?fù)Q熱出口(509)、低溫?fù)Q熱進(jìn)口(510)七個開口。高壓罐EAG出口(503)通過高壓罐安全排放單元(508)與高壓低溫儲罐(5)的氣相頂部相通，實(shí)現(xiàn)超壓排放的功能；高壓罐氣相口(504)與高壓低溫儲罐(5)的氣相頂部相通，實(shí)現(xiàn)排氣的功能；高壓罐上進(jìn)液口(505)與高壓低溫儲罐(5)的氣相頂部相通，實(shí)現(xiàn)上部進(jìn)液的功能；高壓罐排液口(506)、高壓罐下進(jìn)液口(507)與高壓低溫儲罐(5)的液相底部相通，中間設(shè)置根閥，高壓罐排液口(506)實(shí)現(xiàn)排液，高壓罐下進(jìn)液口(507)實(shí)現(xiàn)底部進(jìn)液。另外至少還設(shè)置有一套高壓罐液位單元(501)，測量高壓低溫儲罐(5)的液位高度；設(shè)置一套高壓罐壓力單元(502)測量高壓低溫儲罐(5)氣相頂部的壓力。在高壓低溫儲罐(5)的液相底部設(shè)置有低溫?fù)Q熱單元(511)，實(shí)現(xiàn)高壓低溫儲罐(5)內(nèi)低溫液體與從低溫?fù)Q熱進(jìn)口(510)進(jìn)入的高溫氣體換熱，降溫后從低溫?fù)Q熱出口(509)排出。
[0015]所述的低壓低溫儲罐(8)為外部保冷的容器，低壓低溫儲罐(8)是系統(tǒng)的低壓存儲單元，存儲站內(nèi)的低溫液化氣體。至少設(shè)有低壓罐EAG出口(803)、低壓罐氣相口(804)、低壓罐上進(jìn)液口(805)、低壓罐排液口(806)、低壓罐下進(jìn)液口(807)五個開口。低壓罐EAG出口(803)通過低壓罐安全排放單元(808)與低壓低溫儲罐(8)的氣相頂部相通，實(shí)現(xiàn)超壓排放的功能；低壓罐氣相口(804)與低壓低溫儲罐(8)的氣相頂部相通，實(shí)現(xiàn)排氣的功能；低壓罐上進(jìn)液口(805)與低壓低溫儲罐(8)的氣相頂部相通，實(shí)現(xiàn)上部進(jìn)液的功能；低壓罐排液口(806)、低壓罐下進(jìn)液口(807)與低壓低溫儲罐(8)的液相底部相通，中間設(shè)置根閥，低壓罐排液口(806)實(shí)現(xiàn)排液，低壓罐下進(jìn)液口(807)實(shí)現(xiàn)底部進(jìn)液。另外至少還設(shè)置有一套低壓罐液位單元(801)，測量低壓低溫儲罐(8)的液位高度；至少還設(shè)置一套低壓罐壓力單元(802)測量低壓低溫儲罐(8)氣相頂部的壓力。
[0016]所述的增壓器(3)為高壓低溫儲罐(5)的增壓穩(wěn)壓器。高壓罐排液口(506)通過增壓器進(jìn)口(302)、增壓器閥(304)與增壓器(3)相連；高壓罐氣相口(504)通過增壓器出口(301)、增壓器壓力穩(wěn)定閥(303)與增壓器(3)相連，實(shí)現(xiàn)高壓低溫儲罐(5)內(nèi)的低溫介質(zhì)在高壓低溫儲罐(5)內(nèi)液柱靜壓作用下經(jīng)增壓器閥(304)進(jìn)入增壓器(3)與空氣換熱氣化后返回高壓低溫儲罐(5)的氣相，利用低溫液化氣體氣液比高的特性，使高壓低溫儲罐(5)增壓。增壓器壓力穩(wěn)定閥(303)為調(diào)壓閥，出口壓力可設(shè)定在一個穩(wěn)定壓力