一种cng和hcng的混合加气装置及加气方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种加气装置及加气方法，特别是关于一种CNG(压缩天然气)和HCNG(压缩天然气掺氢气)的混合加气装置及加气方法。
【背景技术】
[0002]HCNG是由以甲烷为主要成份的天然气和纯度大于99%的氢气混合的气体燃料，其混合比例是在天然气中加入能量百分比为5%?20% (体积百分比为15%?60% )的氢气。
[0003]HCNG拥有天然气和氢气各自的优点，天然气燃烧后无废渣废水产生，使用安全，热值高；氢气具有很宽的着火范围、火焰传播速度快等特点。掺氢气压缩天然气可实现发动机的稀薄燃烧，能降低发动机排放，提高发动机热效率，可保证发动机动力性，是理想的低碳、绿色的发动机替代燃料。
[0004]随着HCNG发动机和汽车技术日趋成熟，需要一种能够为HCNG汽车加注HCNG的专用加气装置。同时，当前CNG汽车的大量运用，也使CNG汽车加气站的数量在不断扩张。但同时满足HCNG汽车和CNG汽车的加气装置还没有，在一定程度上影响了 HCNG作为一种新型替代能源的使用和推广。
【发明内容】
[0005]针对上述问题，本发明的目的是提供一种同时满足HCNG汽车和CNG汽车加气需求的CNG和HCNG的混合加气装置及加气方法。
[0006]为实现上述目的，本发明采取以下技术方案:一种CNG和HCNG的混合加气装置，其特征在于:它包括前置处理系统、混合升压系统和加注存储系统；所述前置处理系统经所述混合升压系统与所述加注存储系统连接；所述前置处理系统包括管束运CNG拖车、管束运氢气拖车、CNG卸气柱、氢气卸气柱、CNG净化器和氢气净化器；所述CNG卸气柱的快速接头连接于所述管束运CNG拖车上，所述CNG卸气柱的出气口与所述CNG净化器的进气口通过气体管道连接；所述CNG净化器的出气口与所述混合升压系统连接；所述氢气卸气柱的快速接头连接于所述管束运氢气拖车上，所述氢气卸气柱的出气口与所述氢气净化器的进气口通过气体管道连接；所述氢气净化器的出气口与所述混合升压系统连接；所述混合升压系统包括混合装置、CNG专用活塞压缩机组和HCNG专用隔膜压缩机组；所述CNG专用活塞压缩机组的进气口通过气体管道与所述CNG净化器的出气口连接，所述CNG专用活塞压缩机组的出气口与所述加注存储系统连接；所述混合装置的氢气进气管路与所述氢气净化器的出气口连接，所述混合装置的CNG进气管路与所述CNG净化器的出气口连接；所述混合装置的HCNG出气管路与所述HCNG专用隔膜压缩机组的进气口连接；所述HCNG专用隔膜压缩机组的出气口与所述加注存储系统连接。
[0007]所述加注存储系统包括第一顺序控制盘、第二顺序控制盘、固定式CNG存储瓶组、固定式HCNG存储瓶组、CNG加气机和HCNG加气机；所述固定式CNG存储瓶组包括CNG高压存储瓶组和CNG低压存储瓶组，所述固定式HCNG存储瓶组包括HCNG高压存储瓶组和HCNG低压存储瓶组；所述CNG专用活塞压缩机组的出气口通过气体管道与所述第一顺序控制盘中的进气孔连接；所述第一顺序控制盘上的第一高压出气孔与所述固定式CNG存储瓶组中的所述CNG高压存储瓶组的进气孔通过气体管道相连接，所述第一顺序控制盘上的第二高压出气孔和所述CNG加气机的CNG高压进气孔通过气体管道连接，所述第一顺序控制盘上的第一低压出气孔与所述固定式CNG存储瓶组中的所述CNG低压存储瓶组的进气孔通过气体管道相连接，所述第一顺序控制盘上的第二低压出气孔和所述CNG加气机的CNG低压进气孔通过气体管道相连接；所述HCNG专用隔膜压缩机组的出气孔通过气体管道与所述第二顺序控制盘中的进气孔连接；所述第二顺序控制盘上的第一高压出气孔与所述固定式HCNG存储瓶组中的所述HCNG高压存储瓶组的进气孔通过气体管道连接，所述第二顺序控制盘上的第二高压出气孔和所述HCNG加气机的HCNG高压进气孔通过气体管道连接，所述第二顺序控制盘上的第一低压出气孔与所述固定式HCNG存储瓶组中的所述HCNG低压存储瓶组的进气孔通过气体管道连接，所述第二顺序控制盘上的第二低压出气孔和所述HCNG加气机的HCNG低压进气孔通过气体管道连接。
[0008]所述第一顺序控制盘和所述第二顺序控制盘上均设置有高压控制阀和低压控制阀。
[0009]所述混合装置包括CNG进气管路、氢气进气管路、HCNG混合缓冲罐和HCNG出气管路；所述CNG进气管路的一端与所述净化器的出气口连接，所述CNG进气管路的另一端与所述HCNG混合缓冲罐的CNG进气口相连；所述氢气进气管路的一端与所述氢气净化器的出气口连接，所述氢气进气管路的另一端与所述HCNG混合缓冲罐的氢气进气口连接；在所述CNG进气管路和所述氢气进气管路上由进气口开始都依次设置有电磁控制阀、进气压力表、调压稳压器、温度表、调压压力监测表和流量控制计；所述HCNG混合缓冲罐上设置有压力监控表和安全控制阀；所述HCNG出气管路的一端与所述HCNG混合缓冲罐的HCNG出气孔连接，所述HCNG出气管路的另一端与所述HCNG专用隔膜压缩机组的进气孔连接，在所述HCNG出气管路上设置有HCNG电磁控制阀。
[0010]在各所述连接用气体管道上都设置有控制阀。
[0011 ] 一种采用所述CNG和HCNG的混合加气装置的CNG和HCNG的混合加气方法，包括以下步骤:1)通过CNG卸气柱将管束运CNG拖车中的CNG卸入到CNG净化器中，经CNG净化器净化后的CNG —部分通过气体管道进入CNG专用活塞压缩机组，另一部分通过气体管道进入混合装置的CNG进气管路；2)进入CNG专用活塞压缩机组的CNG经CNG专用活塞压缩机组升压后通过第一顺序控制盘进入CNG加气机或固定式CNG存储瓶组；3)通过氢气卸气柱将管束运氢气拖车中的氢气卸入到氢气净化器中，经氢气净化器净化后的氢气通过气体管道进入混合装置的氢气进气管路；4)进入混合装置的CNG和氢气混合生成HCNG ;5)进入HCNG专用隔膜压缩机组的HCNG经HCNG专用隔膜压缩机组升压后通过第二顺序控制盘进入HCNG加气机或固定式HCNG存储瓶组。
[0012]所述步骤2)中，第一顺序控制盘通过高压顺序阀及低压顺序阀根据CNG加气机和固定式CNG存储瓶组的压力对CNG进行分配，具体方法包括以下步骤:(I)如果CNG加气机中的压力低于20MPa，则第一顺序控制盘上的高压顺序阀和低压顺序阀关闭，CNG通过第一顺序控制盘上的第二高压出气孔和第二低压出气孔直接进入CNG加气机对汽车气瓶加气；(2)如果CNG加气机中的压力高于20MPa，则第一顺序控制盘上的高压顺序阀打开，CNG低压顺序阀关闭，CNG通过第一顺序控制盘上的第一高压出气孔进入CNG高压存储瓶组，当CNG高压存储瓶组的压力达到22MPa时，第一顺序控制盘10上的高压顺序阀关闭，低压顺序阀打开，CNG通过第一顺序控制盘上的第一低压出气孔进入CNG低压存储瓶组；(3)当CNG低压存储瓶组的压力达到22MPa时，第一顺序控制盘上的高压顺序阀和低压顺序阀同时打开，CNG通过第一顺序控制盘上的第一高压出气孔和第一低压出气孔同时进入CNG高压存储瓶组和CNG低压存储瓶组，直至压力达到25MP