专利名称：压缩天然气供气站的高压调压箱及其调压供气方法
技术领域：
本发明涉及一种用于天然气供气领域的调压技术，具体涉及一种压缩天然气供气站的高压调压箱及其调压供气方法。
背景技术：
目前，天然气的输气管网尚未覆盖到所有区域，例如城市周边的郊区城镇和外来人口居住集中区等一些非管网地区，需要采用压缩天然气的技术，将天然气压缩后通过特种运输车运输到非管网区域的天然气供气站，再将天然气进行减压处理，使天然气的气压和温度达到符合管网标准后传输给各用户使用。在特种运输车在现有技术的供气站进行卸气的过程中，特种运输车储气罐内气体量逐渐减少，储气罐内天然气的气体压力也逐渐减小，当储气罐内天然气的气体压力低于2. 5兆帕时，由于气体压力过小，将无法全打开控制调压器内弹簧的全开度，导致压缩天然气流量减少，压缩天然气会不能全流量的进入供气站的气路管道，然而特种运输车储气罐内仍然存有一定量的天然气没有卸气，特种运输车再将天然气载回燃气来源地，这会造成运输资源的浪费和成本浪费，降低供应天然气的效率。
发明内容
本发明提供一种压缩天然气供气站的高压调压箱及其调压供气方法，将压缩天然气调整至符合天然气管网的标准，并且能卸完压缩天然气运输车储气罐中的天然气，降低生产成本、提高供气效率。为实现上述目的，本发明提供一种压缩天然气供气站的高压调压箱，其特征是，该调压箱包含若干条并行连接的主调压系统，以及若干条并行连接的旁通调压系统，该主调压系统和旁通调压系统的进气口管路连接外接的卸气柱；该主调压系统和旁通调压系统的出气口管路连接供气站管网；
上述的主调压系统包含通过管路连接上述的卸气柱的加热组件，以及通过管路与该加热组件连接的主调压组件；
上述的旁通调压系统包含管路连接在上述的卸气柱和供气站管网之间的旁通调压组件。上述的加热组件包含若干级串联连接的加热器。上述的主调压组件包含若干级串联连接的调压器。上述的卸气柱与加热组件之间的管路上还依次设有压力传感器、主路球阀、过滤器和紧急切断阀门。上述的各级调压器之后还都设有安全阀。上述的旁通调压组件与卸气柱之间还设有旁通球阀。上述的主调压系统和旁通调压系统的管路上设有若干探测装置，该若干个探测装置还电路连接外部的控制系统的输入端；该控制系统的输出端电路连接紧急切断阀门和加热组件。一种压缩天然气供气站的高压调压箱的调压供气方法，其特征在于，该方法包含以下步骤
步骤1运输车将压缩天然气通过卸气柱输入高压调压箱，压力传感器检测压缩天然气的气压，若天然气气压高于压力传感器设定的阈值时，则跳转到步骤2，若天然气气压低于压力传感器设定的阈值时，则跳转到步骤6 ；
步骤2主路球阀打开，旁通球阀关闭，天然气进入各个主调压系统；
步骤3主调压系统对天然气进行预处理；
步骤3. 1过滤器对天然气进行过滤，去除气体杂质；
步骤3. 2控制系统根据探测装置探测得到的天然气数据判断管路是否漏气，若是，则跳转到步骤3. 3，若否，则跳转到步骤4 ；
步骤3. 3控制系统控制紧急切断阀门关闭气路； 步骤3. 4检修主调压系统的管路，并跳转到步骤3. 2 ； 步骤4加热组件对天然气进行加温，并输送到主调压组件；
步骤5主调压组件的若干级调压器对天然气进行分级气压调整，并通过管路将天然气传输至供气站管网中；
在每级的调压器对天然气进行调压后，都须经过设置在每级调压器后的安全阀，若经过调压后的天然气气压过高，则安全阀自动开启排出适量天然气，若经过调压后的天然气气压正常，则安全阀保持密封，不排出天然气；
步骤6当天然气气压过小，低于压力传感器设定的阈值时，旁通球阀打开，主路球阀关闭，天然气进入旁通调压系统；
步骤7旁通调压系统对天然气进行预处理；
步骤8旁通调压组件对天然气进行气压调整，并通过管路将天然气传输至供气站管网中。本发明一种压缩天然气供气站的高压调压箱及其调压供气方法和现有技术相比， 其优点在于，本发明设有旁通调压系统，可在特种运输车压缩天然气气罐内的气压过小，而导致无法大流量供气时，打开旁通调压系统，对罐车气压较小的天然气进行调压，充分放空特种运输车压缩天然气气罐内的天然气，使气罐内的天然气得到充分利用，不会因为未放空而导致将运输到供气站的一定量的天然气再运回压缩天然气的出产地，充分利用了交通运输的资源，同时也提高了天然气调压和供应的效率；
本发明的旁通调压系统和主调压系统中都设有加热组件，可对进入高压调压箱管路的天然气进行加热，使其不会在降压的同时，温度降到过低，而不符合天然气管网的输气标准，提高输出的天然气的安全性，保证生活和生产用气的安全；
本发明的主调压系统的管路系统中设有控制系统以及与该控制系统电路连接的紧急切断阀门和探测装置，当探测装置检测到高压调压箱内有漏气的情况并传输到控制系统， 则控制系统控制紧急切断阀门关闭，将主调压系统的管路切断，使主调压系统的管路不再泄露天然气，保证高压调压箱及其周边装置安全工作，同时保证工作人员的生命安全；
本发明的主调压系统的管路系统的主调压组件中设有若干安全阀，该安全阀适当调节至特定开启压力，当调压后管路中的气压过高时，可放出适量天然气，当压力低于安全阀的开启压力后即安全阀自动关闭，安全阀保证管路中天然气气压不会过高而对下级装置造成损坏，保护系统内各部件，延长高压调压箱系统的工作寿命。
图1为本发明一种压缩天然气供气站的高压调压箱的系统结构示意图2为本发明一种压缩天然气供气站的高压调压箱的调压供气方法的方法流程图。
具体实施例方式以下结合
本发明的具体实施方式
。本发明说明了一种压缩天然气供气站的高压调压箱，该压缩天然气供气站的高压调压箱设置在各地的天然气供气站内。在天然气供气站内设有任意多个卸气柱3，该若干个卸气柱3可与特种运输车压缩天然气气罐连接，可同时满足若干辆特种运输车进行卸气。如图1所示，压缩天然气供气站的高压调压箱包含两条并行连接的相同的主调压系统1，以及一条旁通调压系统2，该高压调压箱系统中管路上设有若干探测装置(该探测装置包含压力表、温度计和漏气探头等)，该高压调压箱外接一个控制系统4，该控制系统4 与上述的探测装置电路连接。该两条主调压系统1和旁通调压系统2的进气口都与供气站内的各卸气柱3通过管路连接，通过任意卸气柱3都可将天然气输入至高压调压箱中，高压调压箱中的管路采用适用于高压的优质碳素钢管制成，其余用于支撑高压调压箱的金属支架和金属部件都刷上灰色防锈漆二底二面。同时，两条主调压系统1和旁通调压系统2的出气口都通过管路连接供气站内的天然气管网，并传输到下级的天然气处理模块，在主调压系统1和旁通调压系统2的出口处还设有一个常开的手动蝶阀。主调压系统1包含通过管路与卸气柱3连接的加热组件11，通过管路与加热组件 11连接的主调压组件12。在卸气柱3与加热组件11之间的管路上自卸气柱3起，还依次设有压力传感器17、主路球阀13、过滤器14和紧急切断阀门15。其中主路球阀13采用手动球阀。压力传感器17用于检测进入压缩天然气供气站的高压调压箱的天然气的气压，其阈值压力设为2.5兆帕。紧急切断阀门15采用气动紧急切断球阀，其电路连接控制系统4的输出端。在紧急切断阀门15附近设有一个漏气探头，该漏气探头电路连接控制系统4的输入端，用于检测是否有漏气现象在高压调压箱中发生，并将漏气信号传输至控制系统4。在紧急切断阀门15的输出口还设有一个压力表，该压力表与控制系统4的输入端电路连接， 实时将进入加热组件11前的压缩天然气的气压传输至控制系统4。加热组件11与控制系统4电路连接，该加热组件11采用一个电热水浴式增热器，其中设有盘管，盘管设置在一个箱体内，该箱体中充满水，电热水浴式增热器通电后加热水，热水的加热温度由控制系统4 控制，通过水将热量传导给盘管中的天然气，使天然气加温到40°C至50°C。同时加热组件 11上设有温度计，该温度计与控制系统4的输入端电路连接，实时监控加热组件11加热的温度是否达到所需的要求。在加热组件11与主调压组件12之间还设有温度计和压力表，现场检测经过加热组件11加热后，天然气的温度和气压，以保证下级组件的安全。本实施例中主调压组件12 采用两个串联连接的调压器一级调压器121和二级调压器122。一级调压器121将天然气的气压由20兆帕减压到1. 8兆帕，在一级调压器121的输出后设有两个压力表，其中一个压力表通过电路连接控制系统4的输入端，在现场和控制系统4都实时检测经过一级调压后的天然气气压是否达到1. 8兆帕的要求。在一级调压器121与二级调压器122之间还设有一个安全阀16，该安全阀16的弹簧压力设为1.8兆帕，如果天然气气压过高超过1.8 兆帕时，天然气会自动冲开安全阀16的压力弹簧排气，当排除一定量的天然气后气压回复 1.8兆帕，天然气无法冲开安全阀16，安全阀16关闭。在安全阀16后设有一个温度计，现场检测天然气经过一级调压后的温度。二级调压器122将天然气由1. 8兆帕减压到0. 3兆帕，在二级调压器122后设有一个安全阀16，该安全阀16的弹簧压力设为0. 45兆帕，当天然气压力过高超过0. 45兆帕，天然气则冲开压力弹簧排气，压缩天然气供气站的高压调压箱中的安全阀16都通过管路连接一个排气管，将排出的天然气排放到高空中。旁通调压系统2包含管路连接在卸气柱3和供气站管网之间的旁通调压组件21。 在旁通调压组件21之前，自卸气柱3起依次设有旁通球阀22、过滤器和两个压力表，其中旁通球阀22采用手动球阀，一个压力表通过电路连接控制系统4的输入端，旁通调压组件21 的调压能力能将2. 5兆帕的天然气减压到0. 3兆帕。以下结合图2具体说明本发明一种压缩天然气供气站的高压调压箱的调压供气方法，该方法包含以下步骤
步骤1若干辆特种运输车的气罐通过高压软管与相对应数量的卸气柱3建立连接，将压缩天然气通过卸气柱3传输入高压调压箱。压力传感器17实时检测输入高压调压箱的压缩天然气的气压，该压力传感器17的阈值气压设为2. 5兆帕，若天然气的压力高于2. 5 兆帕，超过压力传感器17设定的阈值气压，则跳转到步骤2，若天然气的压力低于2. 5兆帕， 低于压力传感器17设定的阈值气压，则跳转到步骤6。步骤2主路球阀13打开，并关闭旁通球阀22，压缩天然气平均分布进入两个主调压系统1，该两个主调压系统1 一用一备，可以根据输入的压缩天然气的流量要求来具体选择只用一个主调压系统1调压工作，或者两个主调压系统1同时调压工作。步骤3主调压系统1对天然气进行预处理。步骤3. 1过滤器14对压缩天然气进行过滤，去除天然气中的铁屑和油等漂浮在天然气中的气体杂质。步骤3. 2漏气探头对高压调压箱内进行实时探测，并将探测信号传输至控制系统 4，控制系统4根据漏气探头探测得到的天然气数据判断是否有管路漏气，若是，则跳转到步骤3. 3，若否，则跳转到步骤4。步骤3. 3控制系统4发出信号控制紧急切断阀门15关闭气路，防止大量压缩天然气泄漏到工作环境中。步骤3. 4工作人员在控制系统4接收到漏气告警后，则对主调压系统1的管路进行检查，找到漏气电后对主调压系统1的管路进行维修，维修后跳转到步骤3. 2，再检测箱内是否有漏气。同时，紧急切断阀门15后的压力表探测管路中的气压，并将压力信息传输到控制系统4，当管路中的气压高于20兆帕或低于0. 15兆帕，控制系统4则发出信号，控制紧急切断阀门15关闭气路，防止过高或过低的气压导致系统中下级的部件发生损坏。步骤4压缩天然气通过管路传输至加热组件11，加热组件11对天然气进行加温， 通过对加热组件11内盘管长度的设置以及加热组件11功率，使通过加热组件11的天然气温度被加热到40°C到50°C，并经过温度计和压力表的实时监控符合要求后，输送到主调压组件12。步骤5主调压组件12的若干级调压器对天然气分若干级进行气压调整，压缩天然气在一级调压器121中由20兆帕降压至1. 8兆帕，一级调压器121之后的两个压力表分别将调压后的天然气气压在现场和控制系统4上显示，对天然气气压进行实时监控。在一级调压器121对天然气进行调压后，天然气经过设置在一级调压器121后的安全阀16，该安全阀16开关的压力设为1. 8兆帕。若经过调压后的天然气气压超过1.8兆帕，则安全阀16开关自动开启，排出适量天然气通过管路由一个排气管排放到高空，当天然气气压经过排放后低于1. 8兆帕，安全阀16开关自动关闭。若经过一级调压器121调压后的天然气气压正常，保持在1. 8兆帕左右，则安全阀16保持密封，不排出天然气。经过安全阀16，天然气进入二级调压器122，并由1. 8兆帕降压至0. 3兆帕，设置在二级调压器122后的安全阀16，其压力设置为0. 45兆帕，如上所述，当天然气气压高于 0. 45兆帕，则开启安全阀16通过排气管将天然气排入高空，当天然气气压低于0. 45兆帕， 则不开启安全阀16，将经过主调压组件12调压的天然气通过管路传输至供应站的管网中。步骤6当开始卸气时，压缩天然气的气压就低于2. 5兆帕的情况下，或者是在卸气过程中，压缩天然气随着气量减少，气压下降直至低于2. 5兆帕的情况下，旁通球阀22打开，关闭主路球阀13，天然气进入旁通调压系统2。步骤7旁通调压系统2对天然气进行预处理，通过过滤器将天然气中的铁屑和油等漂浮在天然气中的气体杂质去除，并将经过滤的天然气传输至旁通调压组件21。步骤8旁通调压组件21对天然气进行气压调整，将天然气由2. 5兆帕降压至0. 3 兆帕，并通过管路将天然气传输至供气站管网中。尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
权利要求
1.一种压缩天然气供气站的高压调压箱，其特征在于，该调压箱包含若干条并行连接的主调压系统(1)，以及若干条并行连接的旁通调压系统(2)，所述的主调压系统(1)和旁通调压系统(2)的进气口管路连接外接的卸气柱(3);所述的主调压系统(1)和旁通调压系统(2)的出气口管路连接供气站管网；所述的主调压系统(1)包含通过管路连接所述的卸气柱(3)的加热组件(11)，以及通过管路与所述加热组件(11)连接的主调压组件(12)；所述的旁通调压系统(2)包含管路连接在所述的卸气柱(3)和供气站管网之间的旁通调压组件(21)。
2.如权利要求1所述的压缩天然气供气站的高压调压箱，其特征在于，所述的加热组件(11)包含若干级串联连接的加热器。
3.如权利要求1所述的压缩天然气供气站的高压调压箱，其特征在于，所述的主调压组件(12)包含若干级串联连接的调压器。
4.如权利要求1所述的压缩天然气供气站的高压调压箱，其特征在于，所述的卸气柱 (3)与加热组件(11)之间的管路上还依次设有压力传感器(17)、主路球 阀(13)、过滤器 (14)和紧急切断阀门(15)。
5.如权利要求3所述的压缩天然气供气站的高压调压箱，其特征在于，所述的各级调压器之后还都设有安全阀(16 )。
6.如权利要求1所述的压缩天然气供气站的高压调压箱，其特征在于，所述的旁通调压组件(21)与卸气柱(3 )之间还设有旁通球阀(22 )。
7.如权利要求4所述的压缩天然气供气站的高压调压箱，其特征在于，所述的主调压系统(1)和旁通调压系统(2)的管路上设有若干探测装置，该若干个探测装置还电路连接外部的控制系统(4)的输入端；所述的控制系统(4)的输出端电路连接所述的紧急切断阀门(15)和加热组件(11)。
8.—种压缩天然气供气站的高压调压箱的调压供气方法，其特征在于，该方法包含以下步骤步骤1运输车将压缩天然气通过卸气柱(3)输入高压调压箱，压力传感器(17)检测压缩天然气的气压，若天然气气压高于压力传感器的阈值，则跳转到步骤2，若天然气气压低于压力传感器(17)的的阈值时，则跳转到步骤6 ；步骤2主路球阀(13)打开，旁通球阀(22)关闭，天然气进入各个所述的主调压系统(1);步骤3主调压系统(1)对天然气进行预处理；步骤4加热组件(11)对天然气进行加温，并输送到主调压组件(12)；步骤5主调压组件(12)的若干级调压器对天然气进行分级气压调整，并通过管路将天然气传输至供气站管网中；步骤6旁通球阀(22)打开，主路球阀(13)关闭，天然气进入所述的旁通调压系统(2);步骤7旁通调压系统(2)对天然气进行预处理；步骤8旁通调压组件(21)对天然气进行气压调整，并通过管路将天然气传输至供气站管网中。
9.如权利要求8所述的压缩天然气供气站的高压调压箱的调压供气方法，其特征在于，所述的步骤3还包含以下步骤步骤3. 1过滤器(14)对天然气进行过滤，去除气体杂质；步骤3. 2控制系统(4)根据探测装置探测得到的天然气数据判断管路是否漏气，若是，则跳转到步骤3. 3，若否，则跳转到步骤4 ；步骤3. 3控制系统(4)控制紧急切断阀门(15)关闭气路； 步骤3. 4检修主调压系统(1)的管路，并跳转到步骤3. 2。
10.如权利要求8所述的压缩天然气供气站的高压调压箱的调压供气方法，其特征在于，所述的步骤5中还包含以下步骤在每级的调压器对天然气进行调压后，都须经过设置在每级调压器后的安全阀(16)， 若经过调压后的天然气气压过高，则安全阀(16)自动开启排出适量天然气，若经过调压后的天然气气压正常，则安全阀(16)保持密封，不排出天然气。
全文摘要
本发明提供一种压缩天然气供气站的高压调压箱，该调压箱包含若干条并行连接的主调压系统，以及若干条并行连接的旁通调压系统，该主调压系统和旁通调压系统的进气口管路，连接在装置外的卸气柱上；该主调压系统和旁通调压系统的出气口管路连接在供气站的管网上；主调压系统包含通过管路连接卸气柱的加热组件，以及通过管道连接加热组件的主调压组件；旁通调压系统包含管路连接在所述的卸气柱和供气站管网之间的旁通调压组件。本发明设有旁通调压系统，罐车天然气气压过小时，打开旁通调压系统，对气压较小的天然气进行调压，充分放空特种运输车压缩天然气气罐内的天然气，充分利用了交通运输的资源，同时也提高了天然气调压和供应的效率。
文档编号F17D3/01GK102155622SQ201110007930
公开日2011年8月17日 申请日期2011年1月14日 优先权日2011年1月14日
发明者俞喜忠 申请人:上海万事红燃气技术发展有限公司