一种液压式压缩天然气加气子站及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及压缩天然气加气系统，特别是涉及一种能够保证液压式天然气加气子站液压式压缩天然气加气子站及其控制方法。
【背景技术】
[0002]天然气作为一种清洁能源已经越来越多地被用作机动车燃料，例如，压缩天然气(CNG)就是一种常见的天然气燃料。为了给压缩天然气汽车加注燃料，需要专用的燃料输送系统，即压缩天然气加气系统。该系统可以建设在天然气管网附近，也可以建设在无管网的地方。建设在无管网地区的压缩天然气加气子站系统，大多包括用于运输、存储压缩天然气的气源单元、用于提供加气操作的加气单元。通常，气源单元可以包括承载钢瓶组件的拖车，以便于其移动。
[0003]每个气源单元可具有多个钢瓶组件，每个钢瓶组件可包括:一个用于储存压缩天然气的钢瓶、一个与该钢瓶相连通的排气管、以及一个用于控制排气管开闭的执行器。加气单元包含油路装置、储油装置、气路装置以及用于控制整个加气系统的控制装置。加气单元的油路装置中还设有两个与储油装置相连通的油路接头。
[0004]当需要加气时，控制装置打开对应钢瓶组件的排气执行器，使得钢瓶中存储的压缩天然气，经由排气管和气路装置的气路接头到达加气机，再利用加气机为待加气设备进行加气操作。在排气时，通常会向对应的钢瓶注入液压油，以有助于钢瓶内压缩天然气排出；等钢瓶内的压缩天然气接近排空后，使注入到其中的油回流到储油装置，从而使得油能够重复循环使用。平时，油存储在加气单元油路装置的储油装置中，并通过两个油路接头提供给气源单元以及返回储油装置。
[0005]申请号为200810115135.7，名称为“气源单元、具有其的加气系统及加气控制方法”的中国发明专利的【背景技术】部分，公开了一种能够实现上述功能的传统的加气子站系统，其中，气源单元通常包括八个钢瓶组件(图中仅示4个而已，其它省略)。参照图1所示，其气源单元包括八个钢瓶组件，每个钢瓶组件包括钢瓶、一个排气管11、一个油管(即注回油管)12、以及两个执行器，即排气执行器13和注回油执行器14。八个钢瓶组件被平均分成两组，即每组中钢瓶组件的数量相同。第一组钢瓶组件1-1、1_2、1-3、1-4的注回油管12被汇集到第一总油管15，而第二组钢瓶组件2-1、2-2、2-3、2-4的注回油管12被汇集到第二总油管16。与传统的加气系统类似，所有钢瓶组件的排气管被汇集到总排气管17。第一和第二总油管15、16以及总排气管17分别可拆卸地连接到加气单元的第一油路接头、第二油路接头以及气路接头18。
[0006]在需要加气时，从第一组开始，交替地对第一组和第二组中的一个钢瓶组件进行注油排气操作，使得储油装置中的液压油经由第一和第二总油管中对应的一个、以及对应钢瓶组件的注回油管进入到钢瓶中，并使得该钢瓶中的压缩天然气经由对应的排气管和总排气管排出。在对每个钢瓶组件的注油排气操作完成后，对同一钢瓶组件进行回油操作，使得对应钢瓶中的液压油经由注回油管、以及第一组和第二组总油管中对应的一个回到所述储油装置中。
[0007]在现有的加气子站模式中，气源单元和加气单元可能要在不同的环境温度下使用。例如加气子站在环境温度很低的情况下使用时，当液压油被注入到气源单元中的钢瓶后。如果下游没有车辆加气且瓶内气体压力不降时，加气单元将自动停机。由于此钢瓶没有完成整个容积正常设定的注油量，此时液压油将被长时间储存于气源单元的钢瓶中，环境温度过低会使瓶内的液压油粘度增加，且气源单元内为考虑防爆，不会设置加热措施。因此如果该钢瓶经过较长时间等待后，完成了该钢瓶的工作状态且开始回油时，液压油受低温影响，会使液压油粘度增加。
[0008]这样会带来两种问题:
[0009]液压油回流速度降低，不能尽快回流到加气单元的储油装置内，若储油装置油位已至最低，则加气操作只能暂停，会影响设备的连续运行。
[0010]并且现有技术中，考虑到经济性和输出的压缩天然气的压力稳定性，现有液压加气子站的控制方案中，只有钢瓶排气至类如95%的预设排出值时，才会回油和接续向另一新钢瓶加注液压油，系统中液压油要持续维持在加压状态，其他时候并不会考虑将系统中液压油进行回油操作，即使更换气源单元时，同样会维持加压状态，可参见申请号为:200520133308.X及200810115135.7的中国发明专利。所以为了解决低温问题，现有技术中仅能想到对钢瓶进行保温或温度补偿处理。
【发明内容】
[0011]为解决现有技术中的技术问题，本发明的目的在于，提供一种能够保证液压式天然气加气子站在寒冷环境下能够运行的液压式压缩天然气加气子站控制方法。
[0012]为了解决这一问题，本发明提供一种液压式天然气加气子站控制方法:向一待加气设备进行加气的步骤包括:
[0013]通过油路从一储油装置抽取液压油，向一存储压缩天然气的钢瓶注入所述液压油，以所述液压油推出所述钢瓶中存储的压缩天然气；
[0014]所述钢瓶中存储的压缩天然气经由排气管到达一加气装置，利用所述加气装置为所述待加气设备进行加气；
[0015]所述钢瓶中存储的压缩天然气未排至一预设排出值，当所述待加气设备加气结束时，所述油路停止向所述钢瓶内注所述液压油并换向为回油管路，利用压缩天然气压力将所述钢瓶中液压油回流至所述储油装置中；
[0016]在所述钢瓶内所述液压油回流至一回油截止位时，所述油路终止此回油动作；进行下次加气时，接续对所述钢瓶注入液压油，为下一待加气设备进行加气，直至此待加气设备加气结束。
[0017]本发明给出的控制方法，克服了本领域设计人员认为的:加气单元必须持续维持在加压状态的技术偏见。本发明可根据环境温度变化，控制将液压油及时卸压后回流到储油装置内，能克服低温带来技术问题和安全隐患。虽再次接续时需要恢复加压，但实际成本远低于对钢瓶进行保湿或温度补偿的成本，且更安全。并且，利用本发明控制方法并不需要对系统硬件进行大范围调整，改造升级成本较低。
[0018]根据本发明的上述构思，前述对所述待加气设备的加气操作中，当所述钢瓶内的压缩天然气排至所述预设排出值时，所述油路停止向所述钢瓶内注所述液压油并换向为回油管路，所述液压油开始回流至所述储油装置；所述液压油开始回流的同时，接着向一新的存储压缩天然气的钢瓶注入所述液压油，继续进行加气操作；直至所述待加气设备加气结束。
[0019]根据本发明的上述构思，当所述待加气设备加气结束时，如所述钢瓶中存储的压缩天然气未排至所述预设排出值，以一控制装置根据环境温度确定是否进行加压油回流动作，以及确定进行加压油回流动作的延时时间，并根据所述延时时间延时地将所述钢瓶中液压油回流至储油装置中。
[0020]这种自动控制方式，根据环境温度变化精确控制回油时机，不会因工作人员疏忽，而忘记回油。采用这种控制方法可避免液压油在低温环境下，长时间滞留钢瓶内，从而有效解决液压油温度过低，粘度增高后不能及时回油或回油不彻底的问题，配合储油装置回油液位截止点，还可有效防止高压的天然气进入储油装置内造成喷油现象。
[0021]根据本发明的上述构思，若该待加气设备加气结束后，当所述待加气设备加气结束时，所述钢瓶中存储的压缩天然气未排至所述预设排出