一种无动力压缩天然气拖车总成制造技术

一种无动力压缩天然气拖车总成，解决了目前无动力加气站由于充装效率低和速度慢的技术问题，采用的技术方案包括拖车、固定在拖车走行装置上的集装箱及集装箱内的气瓶，集装箱内还包括连接在气瓶的进出气口与加气机之间的互通式可控阀门管路系统及阀门管控模块。通过对单个独立气瓶的阀门进行启闭调控以及对管路阀门的调控，增加了气瓶的组合次数，气瓶利用率提高，提高了充装速率，并减少单车充装时间，为单车去母站充气争取更多的时间。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种天然气加气拖车总成，属于天然气应用
，特别是一种带气瓶循环交替控制系统的无动力压缩天然气拖车总成。
技术介绍
随着国家对环境的治理，为防止大气污染，治理燃油汽车尾气已迫在眉睫，电动汽车和燃气汽车将逐渐取代燃油汽车。目前各大主要城市公交系统，已逐渐采用天然气取代燃油作为汽车的主要动力源，而各地的天然气加气站建设将蓬勃发展。目前国内外普遍应用的天然气汽车加气站分两类：1）由管道输送系统（管网）取用天然气，经压缩后就地销售的加气站称为标准站；2）由管道取用天然气，以多台大型设备集中压缩，以高压容器运输至异地分散销售的加气站群称为母子站系统。现有普通子站工艺、设备与原理：1）运输压缩天然气的容器：目前国内外普遍采用符合DOT标准的运输车。8只Φ559×10975的钢瓶及管道阀门组成40英尺（折合12.192m）标准集装箱，容积8×2.25=18m3，最高工作压力20Mpa，装载于标准半挂车（底盘）上。运输车停靠于子站提供气源。运输车的容器钢瓶全部并联为一组，共用一个进出口，在运输车对外供气时每只钢瓶的气压同步下降。2）由于钢制容器的容积不可改变，运输车向受气车辆供气后钢瓶内气压下降。为了在运输车气压不断下降的同时保证受气车辆气瓶压力达到20Mpa。子站的站用储气瓶组由最高工作压力25Mpa的高压储气瓶与相同耐压等级的中压储气瓶组成，这种先低压后中压再高压分三次向受气车辆供气的方法称为三线顺序加气方式，可提高气瓶取气率和压缩机工作效率。3）由运输车取气，补充站用储气瓶组气压的设备是子站压缩机。子站压缩机是专用设备，可自动顺序补充瓶组压力。其设备复杂、造价昂贵。由于气体的可压缩性和压缩热，机械能转换为压缩能的效率不高、动力消耗较大，这是子站运行成本最高的部分。4）卸气柱、售气机：卸气柱是连接运输压缩天然气的运输车与压缩机的专用设备，由接头、软管、阀门组成。所有的卸气柱都只有一条管路，对应运输车汇气排的唯一接口；售气机是电脑自动控制进行计量和三线自动售气的设备，有三条管路分别连接高、中、低压储气瓶。国内企业由美国引进的液压子站专利技术概述：1）该技术的核心是利用液压的不可压缩性，以机械效率较高动力消耗较小的柱塞式油泵，将专利技术的液体注入车载容器中，避免输出气体时容器压力下降，实现无站用储气瓶组无压缩机的售气过程。2）为保证受气车辆气瓶压力达到20Mpa，车载容器改用更高压力的长管容器：符合DOT标准的15只Φ406×10975的钢瓶组成40英尺（折合12.192m）集装箱，其工作压力25Mpa，造价比20Mpa的容器高。该技术的车载容器共用一个进口充气，所有钢瓶统一压力。为了节省专利技术的液体，每只钢瓶设有一只气体出口气动阀门，两只液体进出气动阀门可轮流排出一只钢瓶的天然气，容器组的接管和气动阀门系统复杂投资较大，这种容器组组装的专用运输车价格高于普通运输车50%以上。同时专用的进出口柱塞式油泵和控制油泵、容器组气动阀门的控制柜价格超过子站压缩机。3）该技术与现有普通子站技术相比，略微缩减了子站设备总投资和占地；油泵较压缩机简单、维护保养相对容易；运行成本明显降低；相对现有普通子站技术有明显优势。无论是现有普通子站还是引进的美国的液压子站，都存在建设投资成本高、现场安装调试、工程复杂、现场工作量大、建设周期长、占地面积大、可靠性和自动化程度低、噪音大的技术问题，已不符合当前形势下的建站要求。尤其是普通子站的动力消耗高、维护繁琐且困难、维护费用高，液压子站虽然运行费用相对低，但仍需要每年数十万甚至百万。高昂的成本使压缩天然气价格长期居高不下，制约了这一清洁能源的推广应用。近年来，为减少建站投资成本，国内CNG加气子站是利用20MPa或25MPa压缩天然气车与受气车的自然压差为受气车加气。这种加气系统的结构是：在运输车上设置多个独立供气的容器组，每组容器各自通过管道和阀门连接成一个出口。其为受气车充气的方式有两种：方式一，卸气柱配有与容器组个数相同的卸气接口，首先将各组容器的出口与卸气柱的卸气接口连接，售气机按照各组容器提供的气体压力大小，以先低压后中压再高压的顺序自动从各容器组取气，为受气车充气，直至高压容器组的气压与受气车气压接近平衡，结束本单车供气并连接下辆单车。这种加气方式虽然减小了占地面积，降低了设备投资成本和后期维护费用，但其充装效率太低，取气率仅能达到60%左右，容器组完成重装时剩余气体比例太高，所产生的经济效率并不理想。方式二，在方式一的基础上采用双车连用的方式，其第一阶段供气作业方式与方式一相同，第二阶段供气作业是在第一辆单车的高压容器组的气压与受气车气压接近平衡后开始，放弃第一辆单车的低压容器组，将卸气柱的卸气接头按照由高到低分别接第二车的低压容器组、第一辆车的高压容器组和第一辆车的中压容器组，直至第二车的低压容器组气压与受气车接近平衡。以此类推，直至第一辆单车的高压容器组气压降至5MPa，第一辆车返回母站充气，第二车作为单车回到第一阶段供气作业。这种加气方式缩短了第一辆单车返回母站充气的时间，因此需要将原来两辆单车能完成的充装任务扩展到三辆车，增加了单车的投资成本。方式二虽然较第一种方式提高了充装效率，但是其投资成本也相对较高，且充装时要频繁更换管路对接，操作太繁琐，存在安全隐患，并不利于天然气加气站的普及。综上所述，这种无动力加气站模式上虽然已得到部分用户的认可，减少了设备和维护成本，但仍然存在一些无法克服的缺陷导致这种加气站的市场反映效果不理想。因此，如何通过对无动力加气站充装效率和速度的提高，从而将无动力加气站从原理性阶段推广到能够产生更大经济效益的市场化阶段，是目前无动力加气站亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本技术为解决目前无动力加气站由于充装效率低和速度慢的技术问题，提供了一种带循环交替控制系统的无动力压缩天然气拖车总成，通过对单个独立气瓶的阀门进行启闭调控以及对管路阀门的调控，增加了气瓶的组合次数，气瓶利用率提高，提高了充装速率，并减少单车充装时间，为单车去母站充气争取更多的时间。本技术为实现上述专利技术目的采用的技术方案是：一种无动力压缩天然气拖车总成，包括拖车、固定在拖车走行装置上的集装箱及集装箱内的气瓶，其特征在于：集装箱内还包括连接在气瓶的进出气口与加气机之间的互通式可控阀门管路系统及阀门管控模块，所述互通式可控阀门管路系统包括N（3≤N≤5）个分别连接加气机管路的汇气管，且每组汇气管上均连接有至少一个截止阀、压力监测装置和M（2≤M≤4）个气瓶，气瓶的进出气口均借助气动阀与各自汇气管连接，相邻汇气管之间借助旁通阀连接；阀门管控模块根据各个管路上的压力监测装置反馈的压力信号，控制相应气动阀的启闭以切断或接入气瓶，以及控制相应旁通阀和截止阀的启闭，实现独立气瓶与相应汇气管的连通。本技术中的气瓶根部安装气动阀，同时在相邻汇气管之间设置带有旁通阀的旁通管。阀门管控模块根据采集的各个汇气管上的压力信号，启闭相应气瓶的气动阀，实现对气瓶的独立控制和工作瓶组的循环交替重组；通过对旁通阀的启闭控制实现选定气瓶与对应汇气管路的连通；通过对汇气管路上截止阀按由低压至高压充气的顺序进行启闭控制，实现选定气瓶依由低压至高压的顺序为受气车供气。本实用新本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无动力压缩天然气拖车总成，包括拖车、固定在拖车走行装置上的集装箱及集装箱内的气瓶，其特征在于：集装箱内还包括连接在气瓶的进出气口与加气机之间的互通式可控阀门管路系统及阀门管控模块，所述互通式可控阀门管路系统包括N（3≤N≤5）组分别连接加气机管路的汇气管，且每组汇气管上均连接有至少一个截止阀、压力监测装置和M（2≤M≤4）个气瓶，气瓶的进出气口均借助气动阀与各自汇气管连接，相邻汇气管之间借助旁通阀连接；所述压力监测装置、气动阀、旁通阀以及截止阀与阀门管控模块相连。

【技术特征摘要】
1.一种无动力压缩天然气拖车总成，包括拖车、固定在拖车走行装置上的集装箱及集装箱内的气瓶，其特征在于：集装箱内还包括连接在气瓶的进出气口与加气机之间的互通式可控阀门管路系统及阀门管控模块，所述互通式可控阀门管路系统包括N（3≤N≤5）组分别连接加气机管路的汇气管，且每组汇气管上均连接有至少一个截止阀、压力监测装置和M（2≤M≤4）个气瓶，气瓶的进出气口均借助气动阀与各自汇气管连接，相邻汇气管之间借助旁通阀连接；所述压力监测装置、气动阀、旁...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩晓燕，王拓，王红霞，刘玉红，张志辉，郭淑芬，
申请(专利权)人：石家庄安瑞科气体机械有限公司，
类型：新型
国别省市：河北;13