一种LNG加气站加注系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种LNG加气站加注系统及其方法，包括至少一台加气机，所述加气机包括依次连接LNG储罐、控制阀1、LNG潜液泵、流量计、控制阀2、加气枪，还包括与流量计连接的电子计控器和控制阀3，所述电子计控器与控制阀2连接，所述控制阀3与LNG储罐和电子计控器连接，所述电子计控器连接有站管理中心和控制器；其特征在于，还包括站控系统和车辆检测系统，所述站控系统分别与控制阀1、LNG潜液泵、控制器连接，所述车辆检测系统用于获得车辆在入口处以及加气泊车位处的位置信息，经控制器分析处理后向站控系统发出系统待机或循环预冷或加注指令，所述站控系统通过逻辑电路输出控制电平。

【技术实现步骤摘要】
一种LNG加气站加注系统及其方法
本专利技术涉及天然气领域，具体涉及一种LNG加气站加注系统及其方法。
技术介绍
LNG(LiquefiedNaturalGas)，即液化天然气的英文缩写。天然气是在气田中自然开采出来的可燃气体，主要成分由甲烷组成。LNG在常压下为气态的天然气，冷却至-162℃，会使之凝结成液体。天然气液化后可以大大节约储运空间，而且具有热值大、性能高等特点。并且，LNG是一种清洁、高效的能源。天然气作为清洁能源越来越受到青睐，很多国家都将LNG列为首选燃料。然而，LNG属于低温液体介质，温度一般在-140℃左右，易汽化。因此在进行LNG计量加注操作时须先进行系统“循环预冷”流程，后再进行充装流程。传统的加气站在加气的过程中，LNG储气容器到位后，将加气枪插至容器加注口上，操作员通过LNG加气机预置键盘发起加气指令，在电子计控器和站控系统的自动控制下，系统依次开启控制阀1、控制阀3，关闭控制阀2，开启LNG潜液泵。LNG介质依次由LNG储罐，经控制阀1、潜液泵、流量计、控制阀3，至LNG催罐，该过程即为“循环预冷”流程。经电子计控器采集流量计数据分析判断，流量计内为液态单相流时，开启控制阀2，关闭控制阀3，LNG由LNG储罐，经控制阀1、潜液泵、流量计、控制阀2，加气枪至LNG燃料车中的储气瓶中，该过程即为充装流程。而且每次LNG计量加注时都需要执行上述2个流程，其中“循环预冷”流程所耗时间与催罐LNG介质温度和系统工艺管道冷损相关，通常在30秒至十几分钟不等；其中“充装”流程所耗时间与充装量和充装瞬时流量相关，通常在10分钟以内。整个过程执行时间将达数分钟，需待系统预冷成功后才能够真正实现LNG充装至容器中。因此相对于加油站或者CNG加气机站，LNG加气站还不能够做到插枪后立即就能够将LNG充装至容器中，由此传统计量加注操作模式耗时较长。当加气站业务量大时或者加气高峰时段，将出现车辆排队现象，当等待时间过长，客户将离开选择到下个站加气，导致业务流失。为避免上述现象，传统做法是扩大站规模，增加加气机数量，以满足同时对多辆车进行加气，这将导致建站资金投入增大；或者采用当系统在待机情况下，即没有加气指令时，系统仍然进行“循环预冷”操作，以保持系统中工艺管道一直充满LNG介质液体，该方式令LNG介质长时间大量吸热而大量汽化，导致LNG液体的损耗较多，泵运转所耗电能增大，导致加气站运营成本增大。因此，一种新型的用于LNG加气站的计量加注系统，缩短计量加注时间，从而有效减少车辆等待时间是迫切需要的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是传统的加气站在计量加注过程中所消耗的时间较长，加气效率低，并且在使用过程中LNG液体损耗较多，目的在于提供一种LNG加气站加注系统及其方法，解决上述问题。本专利技术通过下述技术方案实现：一种LNG加气站加注系统及其方法，包括至少一台加气机，所述加气机包括依次连接的LNG储罐、控制阀1、LNG潜液泵、流量计、控制阀2、加气枪，还包括与流量计连接的电子计控器和控制阀3，所述电子计控器与控制阀2和车辆检测系统中的控制器连接，所述控制阀3与LNG储罐和电子计控器连接，所述电子计控器连接有站管理系统；还包括站控系统和车辆检测系统，所述站控系统分别与控制阀1、LNG潜液泵，所述车辆检测系统用于获得车辆在入口处以及加气泊车位处的车辆信号，并将获得的车辆信号与电子计控器上传的信号经控制器分析判断并向站控系统发出操作运行指令，所述站控系统通过逻辑电路输出控制电平。进一步的，加气站通常采用低温潜液泵，为了保证该泵正常可靠工作，须在开启泵前对其进行充分预冷，即开启控制阀1，LNG经控制阀1由LNG储罐流入泵池，当LNG潜液泵被LNG液体完全侵满，才能够进行启泵操作，该泵预冷流程通常需要30秒至几分钟不等；通常采用的低温质量流量计，当流经流量计介质为气液两相流时，计量误差较大，因此为满足计量精度的要求，需要进行“预冷”流程，即开启控制阀1和控制阀3，并启动泵，在泵的动作下，LNG由储罐、控制阀1、潜液泵、流量计、控制阀3回到储罐，该流程对介质流经工艺管路和流量计进行预冷操作，该预冷流程一般30秒至十几分钟不等；当加气机的电子计控器检测到流量计内为液态单相流时，开启控制阀2，关闭控制阀3，LNG由LNG储罐，经控制阀1、潜液泵、流量计、控制阀2，加气枪至LNG燃料车中的储气瓶中，该充装流程视加气量多少，一般在数分钟；当容器充满或者充装量达到预装量时，进行充装过程结束流程，系统进入待机状态，即同时关闭控制阀2、开启控制阀3、停泵、关闭控制阀1；系统在待机状态下，如不关闭控制阀1和停泵，循环回路中将有LNG流动，LNG将汽化，该汽化量即是加气站的损耗量，如待机状态时间较长，损耗量将很大，因此传统加气站加气充装模式都在单次充装结束后停泵或者停泵并关闭控制阀1。由上述可知，加气充装时间主要由两部分构成：其一、系统循环预冷时间(主要是泵、工艺管道和流量计预冷)；其二、充装时间，即LNG介质由加气枪充装至容器的时间。而充装时间主要与充装量和充装瞬时流量有关，提高瞬时流量即可缩短充装时间。因此，本专利技术以缩短单次LNG加注时所需的系统预冷时间，进而缩短加气的充装时间，以此来提高加气的效率。优选的，一种LNG加气站加注系统，所述泵池上安装有温度传感器，所述温度传感器用于检测泵池内的温度，并且温度传感器将检测的温度发送给站控系统，所述加气机上预置有指示灯，其与控制器连接站控系统；所述控制器通过站控系统采集到的泵池温度，并对其进行分析比较得到加气机站各泵池温度从低至高的排序，并控制温度低泵池所对应加气机上指示灯闪烁，提示操作人员和车辆优先采用该加气机进行加气，进而进一步的提高本系统的使用效率，降低LNG液体的损耗。具体的，一种LNG加气站加注系统，所述车辆检测系统包括依次连接的车辆入口探测器、控制器以及车辆就位探测器，所述控制器与站控系统和电子计控器连接。优选的，一种LNG加气站加注系统，所述车辆入口探测器和车辆就位探测器均为红外传感器或压力传感器或激光传感器或视频监控系统中的一种或多种。车辆入口探测器和车辆就位探测器通过红外传感器接收车辆驶入驶出的信号，或通过将压力传感器放置在车辆入口以及车辆就位处的地面上，进而通过检测到压力信息进而得到车辆驶入驶出的信号；激光传感器和红外传感器的原理相同，视频监控系统包括摄像头，控制器直接提取视频监控服务器的视频资料，通过对视频图像识别判断，并分析出是否有车辆进站和车辆就位。具体的，一种LNG加气站的加注方法，包括系统待机流程、循环预冷流程、加注流程；系统待机流程：站控系统控制控制阀1和2关闭、控制阀3打开、潜液泵停止；循环预冷流程：车辆入口探测器监测到车辆进入，将该信息发送给控制器，经控制器分析处理后，向站控系统发出启动预冷指令，并将控制器内车辆计数器m加1，即m＝m+1，并启动Tn；站控系统接受到预冷指令后执行循环预冷流程，即开启控制阀1和控制阀3，LNG液体将由LNG储罐进入泵池，在泵动力作用下，LNG液体经泵池、流量计、控制阀3，流回LNG储罐；加注流程：在系统进行预冷流程的同时，LNG燃料车由加气站入口驶入加气站内，并在加气泊车位处停车，操作员检查车辆状态及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LNG加气站加注系统，包括至少一台加气机，所述加气机包括依次连接的LNG储罐、控制阀1、LNG潜液泵、流量计、控制阀2、加气枪，还包括与流量计连接的电子计控器和控制阀3，所述电子计控器与控制阀2连接，所述控制阀3与LNG储罐和电子计控器连接，所述电子计控器连接有站管理中心和控制器；其特征在于，还包括站控系统和车辆检测系统，所述站控系统分别与控制阀1、LNG潜液泵连接，所述车辆检测系统用于获得车辆在入口处以及加气泊车位处的车辆位置信息，经控制器分析处理后向站控系统发出系统待机或循环预冷或加注指令，所述站控系统通过逻辑电路输出控制电平。

【技术特征摘要】
1.一种LNG加气站加注系统，包括至少一台加气机，所述加气机包括依次连接的LNG储罐、控制阀1、LNG潜液泵、流量计、控制阀2、加气枪，还包括与流量计连接的电子计控器和控制阀3，所述电子计控器与控制阀2连接，所述控制阀3与LNG储罐和电子计控器连接，所述电子计控器连接有站管理中心和控制器；其特征在于，还包括站控系统和车辆检测系统，所述站控系统分别与控制阀1、LNG潜液泵连接，所述车辆检测系统用于获得车辆在入口处以及加气泊车位处的车辆位置信息，经控制器分析处理后向站控系统发出系统待机或循环预冷或加注指令，所述站控系统通过逻辑电路输出控制电平。2.根据权利要求1所述的一种LNG加气站加注系统，其特征在于，所述LNG潜液泵所在泵池安装有有温度传感器，所述温度传感器用于检测泵池内的温度，并且温度传感器将检测的温度发送给站控系统，所述加气机上连接有与控制器连接的提示灯。3.根据权利要求1所述的一种LNG加气站加注系统，其特征在于，所述车辆检测系统包括依次连接的车辆入口探测器、控制器以及车辆就位探测器，所述控制器与站控系统和控制器连接。4.根据权利要求3所述的一种LNG加气站加注系统，其特征在于，所述车辆入口探测器和车辆就位探测器均为红外传感器或压力传感器或激光传感器或视频监控系统中的一种或多种。5.根据权利要求1～4所述的一种LNG加气站的加注方法，其特征在于，包括系统待机流程、循环预冷流程、加注流程；当Tn大于Tm时，加注系统执行系统待机流程；Tn为车辆入口探测器监测到车辆进入后，发送信号给控制器，控制器分析处理后，发送指令给站控系统，站控系统执行循环预冷流程，并将控制器内车辆计数器m加一时启动的计时预冷等待时间；Tm为本发明循环预冷流程的最大等待时间，所述Tm为2～5分钟；当Tz小于等于Ty时，加气机在Ty时刻启用加注流程；Tz为车辆就位探测器检测到车辆信号后，操作员通过电子计控器经控制器向站控系统发出加气指令，使系统进入加注流程的时间；Ty为系统执行循环预冷流程，经流量计判定预冷成功，满足对LNG燃料车充装条件的时间；当Tz大于Ty时，加气...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈孟山，
申请(专利权)人：成都深冷凌泰机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51