移动式压缩天然气储运及减压设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种可移动式压缩天然气储运及减压设备，包括有管路连接的高压天然气气瓶组、调压装置和燃气发电机组，还包括箱体，箱体为车载式标准集装箱，箱体的底部设有拖板，高压天然气气瓶组、调压装置和燃气发电机组固定在集装箱内；管路包括多个不同压力的进气口和出气口；调压装置包括一级调压器、二级调压器、三级调压器、中央控制柜和中央仪表盘，每级调压器均分别包括有高压端进气接口和低压端出气接口；本实用新型集发配电、气源、伴热、减压、计量和控制为一体。除了能够实现多级减压之外，还可以在无法连接燃气管网或者槽车运输气源未能及时到达的情况下也能正常使用。该设备相比于固定式天然气减压设备具有体积小、可移动等优点。
【专利说明】移动式压缩天然气储运及减压设备
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种天然气设备，尤其涉及一种压缩天然气的储运及减压设备。【背景技术】
[0002]目前，随着经济的增长和能源消费结构的调整，我国天然气消费量和供应量都呈现出逐年快速增长的态势，但燃气管网与用户还是存在发展不协调的问题。城市燃气管网系统及各分散用户所使用的天然气一般是经门站、调压站供给用户使用的，一旦由于燃气供应流量减少，不能适应用气量的增长或者天然气管道输送发生事故工况下，而不能保证正常供气，给燃气用户带来停产及经济损失，从而影响了燃气用户的正常工作。另外，现有的减压设备基本上是采用固定式结构，一旦气站或调压站等重要设备在事故工况下或者重要场所需要临时供气等情况下，则不能满足用户的使用。
实用新型内容
[0003]针对上述现有技术，本实用新型提供一种移动式压缩天然气储运及减压设备，气源、伴热、减压、计量、集发配电和控制为一体。除了能够实现多级减压之外，还自带气瓶组气源和输配电装置，在无法连接燃气管网或者槽车运输气源未能及时到达的情况下也能正常使用。该设备相比于固定式天然气减压设备具有体积小、可移动等优点。
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型可移动式压缩天然气储运及减压设备予以实现的技术方案是:该设备包括有管路连接的高压天然气气瓶组、调压装置和燃气发电机组，其特征在于，还包括箱体，所述箱体为车载式标准集装箱，所述箱体的底部设有拖板，所述高压天然气气瓶组、调压装置和燃气发电机组固定在所述箱体内；所述管路包括进气口和出气口，所述进气口包括中压进气口和高压进气口，所述出气口包括低压出气口、中压出气口和高压出气口 ；所述进气口和出气口处均分别设有控制阀门；自所述高压进气口依次连接有进气紧急切断装置、过滤装置、伴热装置和调压装置；所述伴热装置连接有放空安全阀，所述伴热装置采用多级水套换热器，多级水套换热器之间设有节流阀；所述调压装置包括一级调压器、二级调压器、三级调压器、中央控制柜和中央仪表盘，调压装置中的每个出气接口均分别通过卡套式接口与供气管道连接；所述一级调压器、二级调压器、三级调压器与对应连接出口管道之间均分别设置安全放散阀；所述中压进气口连接有紧急切断装置，然后连接至低压出气口 ；所述三级调压器的低压出气接口连接至低压出气口 ；所述紧急切断装置与低压出气口之间、所述三级调压器与所述低压出气口之间均分别设有压力传感器；所述箱体内设置可燃气体报警器；与中央控制柜和中央仪表盘连接有计量装置，所述计量装置由设置在所述管路上的多个温度传感器、压力传感器、流量计及检测仪表构成。
[0005]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0006](I)卡套式接口极其方便的实现了管道与本实用新型可移动式压缩天然气储运及减压设备的快速对接，并可根据工况随时移动；
[0007](2)换热器的多级式设计，使气体在进入到后级的调压器之前升高到足够的温度，满足了调压器减压对气体介质的温度要求；
[0008](3)换热器的安全放散充分体现了安全观念，确保设备及人员的安全；
[0009](4)2.0Kpa?4.0Mpa范围内的任意压力输出，是为了使一套设备就可满足不同用户的需求；
[0010](5)多路接口设计，可对不同压力下的各种管径的管网、设备进行燃气供给；
[0011](6)温压控制，实现水温、气体温度、气体压力安全监控与适当的伴热量供给；
[0012]( 7 )自配燃气发电电源和天然气集装气源，即使在无外部供电和连接燃气管网的情况下也能使用，使用范围更广；
[0013](8)燃气内燃发电机组的使用，启动和运行可靠性高、发电质量好、重量轻、体积小、维护简单、低频噪声小；且可用自身气源作为燃料，功能全、结构简单；
[0014](9)GPRS技术的应用，对流量、温度、压力泄漏状况等参数等数据实现远传，使设备可实现远程控制，更加安全可靠、方便使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]附图是本实用新型可移动式压缩天然气储运及减压设备工艺流程图。
[0016]图中:
[0017]100-高压天然气气瓶组，200-调压装置，300-燃气发电机组，1-丝扣球阀，2-紧急切断阀，3-防爆压力变送器，4-压力传感器，5-卧式水套换热器，6-高压过滤器，7- 一级调压器，8-放空安全阀，9-法兰球阀，10- 二级调压器，11-流量计，12-三级调压器，13-手动加臭系统，14-中央控制柜，15-中央仪表盘,16-可燃气体报警器,17-截止阀，18-氮气瓶。
【具体实施方式】
[0018]下面结合【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细地描述。
[0019]如图附图所示，本实用新型一种可移动式压缩天然气储运及减压设备，包括有管路连接的高压天然气气瓶组100、调压装置200和燃气发电机组300，还包括箱体，箱体为车载式标准集装箱，箱体的底部设有拖板，高压天然气气瓶组100、调压装置200和燃气发电机组300固定在箱体内，通过液压导轨可整体移动，即采用车拖动使之容易移动至指定位置；由于该设备设计带有截止阀17的高压天然气气瓶组100，使设备能够在无外界燃气供应的情况下也能使用；
[0020]高压天然气气瓶组100由8?50个带瓶阀的卧式高压气瓶组成，高压气瓶采用钢制材料或铝合金缠绕材料，高压气瓶之间由高压气管连通，高压天然气气瓶组100的供气量为400m3?3000m3，工作压力至少为20Mpa。燃气发电机组300的功率为20?30KW，燃气发电机组300通过配电输出220V及380V的用电电压。
[0021]管路包括进气口和出气口，进气口包括中压进气口 213和高压进气口 214，既可以高、中压单独供气，又可高、中压联合供气，高、中压进气口 214的口径分别为Dg50mm和Dg25mm，进口压力范围为4Mpa?20Mpa。出气口包括低压出气口 210、中压出气口 211和高压出气口 212 ;每个出气口端设置有不同口径的调压阀，出口 口径分别为Dgl50mm、Dgl00mm、Dg80mm，压缩天然气经调压后可输出压力范围为2.0Kpa?4.0Mpa，可实现管网在事故工况下迅速恢复正常供气，提供一种较大范围的燃气压力调节值。本实用新型中的各进气口和出气口处均分别设有控制阀门(如图中的丝扣球阀1、法兰球阀9、截止阀17等)和多个不同压力的卡套式接口，使设备与管道连接非常快捷，能保证快速地使气站、调压站等重要设备在事故工况下恢复对管网的连续供气或者对临时用户及突发情况的供气。
[0022]自高压进气口214依次连接有紧急切断装置、过滤装置、伴热装置和调压装置。
[0023]伴热装置连接有放空安全阀，伴热装置采用单级或多级水套换热器5，多级水套换热器5之间设有节流阀；伴热装置与调压装置之间设有过滤器6，水套换热器内设置有电加热器，从而减小换热器的体积和重量，且使水温容易控制以实现伴热量可控。伴热装置的多级管式换热器之间装有节流阀，可对高压燃气初步减压；设备设置双套放散结构，除了在换热器上设置放空安全阀外，还对整个管路另设一套放空安全阀，形成为双套放散结构。
[0024]调压装置包括一级调压器7、二级调压器10、三级调压器12、中央控制柜14和中央仪表盘15，每个出气接口均分别通过卡套式接口与供气管道连接；一级调压器7、二级调压器10、三级调压器12与对应连接出口管道210、211、212之间均设置安全放散阀。
[0025]中压进口连接有紧急切断装置，然后连接至低压出口 210 ;三级调压器12的低压出气接口连接至低压出口 210 ;紧急切断装置与低压出口之间、三级调压器12与低压出口210之间均分别设有压力传感器；
[0026]箱体内设置并联至可燃气体报警器16 ;—级调压器7与高压出气口 211之间、二级调压器10与中压出气口 211之间、三级调压器12与低压出气口 210之间的管段上分别设有流量计11和加臭系统13。
[0027]还包括与中央控制柜14和中央仪表盘15连接的计量装置，计量装置由设置在管路上的多个温度传感器、压力传感器4、流量计及检测仪表构成。计量装置采用现场计量装置。压力、温度、流量及泄漏状况参数等均设置远传控制，采用GPRS控制实现无线IP连接。设备中采用的GPRS技术，使设备即可直接在自身控制，又可在总部无线控制，这样大大的增加了该设备的安全性。
[0028]实施例:
[0029]如附图所示，本实用新型采用燃气发电机组300，利用高压天然气气瓶组100集装装置供气使之能够供电，实现自供电。采用双入口、多出口的形式，既可以高、中压单独供气，又可高、中压联合供气，各级减压后既可以直接输出，又可以进入下一级减压，满足不同用户的使用需求。工艺流程图见附图。
[0030]本实用新型以压缩天然气(CNG) 80L钢瓶组为基础的车载设备。采用车载式标准集装箱，包括箱架和拖板，压缩天然气的容器是带瓶阀的钢制卧式高压气瓶组，由高压气管连通，各高压气瓶与箱架之间通过固定架固定为一体，高压气瓶组由8~50个高压气瓶组成，可达到400m3~3000m3的供气量，气瓶工作压力在20Mpa以上。考虑到车载负荷及尺寸大小的限制，选用自备压缩天然气(CNG)钢瓶组标准充量为500m3，25瓶。压缩天然气(CNG)减压流程为三级减压，每级设备一开一备。闻压输出压力:0.8~4.0Mpa ;中压输出压力:
0.2~0.6Mpa ;低压输出压力:3~40Kpa ;各级调压段均设跨段旁通。为节省空间，只在中压段设流量计，流量计精度为1.5级，同时设置限流阀，限流500!113/11±10%。本实用新型自备燃气发电机组，利用高压天然气气瓶组集装装置供气使之能够发电，发电功率30KW，可进行220V及380V电量输出，外接外部电源，耦合切换。燃气接口采用高、中压两级独立接口，实现联合供给；高压进口设计压 力为25MPa，中压进口设计压力为6.4MPa。高、中压接口均采用快速卡口接口，实现了设备与管道快捷连接，保证快速地使气站、调压站等重要设备在事故工况下恢复对管网的连续供气或对临时用户及突发情况的供气。燃气出口处的高、中、低压接口均采用法兰接口 ；高压出口设计压力为6.4MPa，连接口径Dg50mm ;中压出口设计压力为1.0MPa，连接口径Dg80mm ;低压出口设计压力为0.2MPa，连接口径Dg150mm。箱体内设置温度传感器、压力传感器、流量计及检测仪表采集信号，采用GPRS传输，实现现场显示和数据远程传输。本实用新型中的中央控制柜14包括西门子S7-300型编程控制器、EJA430A型防爆压力变送器3，中央仪表盘15选用西门子SMART700触摸屏。
[0031]本实用新型的特点是:首先在于集气源、伴热、减压、计量、输配电和控制为一体，切合用户的实际需求，特别是将调压装置与发电及集装气源合为一体，使天然气集装气源既能提供用户所需用气，又能提供燃气内燃机发电机组所需用气，且燃气发电机组的应用适应世界环保要求；燃气进口端的两级设计使设备即可高中压燃气单独供给，又可两级压力的气体联合供给；再者，压缩天然气的储存采用卧式高压气瓶组储存，能够方便操作、安全使用；此外，GPRS技术的应用，对流量、温度、压力、泄漏参数等数据远传，使设备即可本地操控，又可在总部无线控制，使设备在使用中更加安全、方便、快捷。
[0032]本实用新型设备研发的出发点是:第一，从天然气的大发展的情况下来看，因为用户需求过剩，而管网设计无法满足用户需求，本实用新型设备不但可以作为临时气源，由于管道天然气和压缩天然气的气值完全一致，还可以作为过渡性气源。第二，从工业上考虑，在冶金，冶炼工艺上，像玻璃制造，陶瓷制造期间，必须保证气源稳定，供气不中断，本实用新型设备可以作为临时气源，为气源稳定，供气不间断提供了有效保证。第三，从民用方面考虑，国家大力加强新农村建设，而在新农村建设中，存在着供气不经济的问题。本实用新型设备可以用压缩天然气来代替管道天然气，这样既经济又方便，解决了中小城市供气问题，为新农村建设做出贡献。
[0033]本实用新型设备已经做了很多实践，为很多重要场合提供了备用气源和现场保证，如:在天保工业园工程中为20吨燃气锅炉作为燃气调试时的临时气源；在中石油113公里管线工程中作为管道天然气的保压气源；在天津西青开发区燃气管道改线工程中作为不停气气源；在天津南港开发区工程中作为蒸汽锅炉的临时气源；在亚欧财长会议中，本实用新型设备作为现场的备用气源，为燃气供应提供了现场保证，因此本实用新型具有极大的实际意义和推广价值。
[0034]尽管上面结合图对本实用新型进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨的情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本实用新型的保护之内。
【权利要求】
1.一种可移动式压缩天然气储运及减压设备，包括有管路连接的高压天然气气瓶组(100)、调压装置(200)和燃气发电机组(300)，其特征在于，还包括箱体，所述箱体为车载式标准集装箱，所述箱体的底部设有拖板，所述高压天然气气瓶组(100)、调压装置(200)和燃气发电机组(300)固定在所述箱体内；
所述管路包括进气口和出气口，所述进气口包括中压进气口(213)和高压进气口(214)，所述出气口包括低压出气口(210)、中压出气口(211)和高压出气口(212);所述进气口和出气口处均分别设有控制阀门； 自所述高压进气口(214)依次连接有进气紧急切断装置、过滤装置、伴热装置和调压装置； 所述伴热装置连接有放空安全阀，所述伴热装置采用多级水套换热器(5 )，多级水套换热器(5)之间设有节流阀； 所述调压装置包括一级调压器(7)、二级调压器(10)、三级调压器(12)、中央控制柜(14)和中央仪表盘(15)，调压装置中的每个出气接口均分别通过卡套式接口与供气管道连接；所述一级调压器(7)、二级调压器(10)、三级调压器(12)与对应连接出口管道(210、211、212)之间均分别设置安全放散阀； 所述中压进气口连接有紧急切断装置，然后连接至低压出气口(210);所述三级调压器(12)的低压出气接口连接至低压出气口(210);所述紧急切断装置与低压出气口(210)之间、所述三级调压器(12)与所述低压出气口(210)之间均分别设有压力传感器； 所述箱体内设置可燃气体报警器(16)； 与中央控制柜(14)和中央仪表盘(15)连接有计量装置，所述计量装置由设置在所述管路上的多个温度传感器、压力传感器、流量计及检测仪表构成。
2.根据权利要求1所述可移动式压缩天然气储运及减压设备，其特征在于，所述紧急切断装置由氮气瓶(18)和紧急切断阀(2)构成。
3.根据权利要求1所述可移动式压缩天然气储运及减压设备，其特征在于，所述高压天然气气瓶组(100)由8~50个带瓶阀的卧式高压气瓶组成，高压气瓶之间由高压气管连通，所述高压天然气气瓶组(100)的供气量为400m3~3000m3，工作压力至少为20Mpa。
4.根据权利要求1所述可移动式压缩天然气储运及减压设备，其特征在于，所述伴热装置与调压装置之间设有高压过滤器(6 )。
5.根据权利要求1所述可移动式压缩天然气储运及减压设备，其特征在于，所述二级调压器(10)的高压进气接口处设有法兰球阀(9)。
6.根据权利要求1所述可移动式压缩天然气储运及减压设备，其特征在于，所述一级调压器(7)与所述高压出气口(211)之间、所述二级调压器(10)与所述中压出气口(211)之间、所述三级调压器(12)与所述低压出气口(210)之间的管段上分别设有流量计(11)和加臭系统(13)。
7.根据权利要求1所述可移动式压缩天然气储运及减压设备，其特征在于，所述燃气发电机组(300)的功率为20~30KW，所述燃气发电机组(300)通过配电输出220V及380V的用电电压。
8.根据权利要求1所述可移动式压缩天然气储运及减压设备，其特征在于，所述计量装置采用现场计量装置。
9.根据权利要求1所述可移动式压缩天然气储运及减压设备，其特征在于，所述压力、温度、流量、泄漏状况参数·等均设置远传控制，采用GPRS控制实现无线IP连接。
【文档编号】F17D3/18GK203500850SQ201320566802
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月12日 优先权日:2013年9月12日
【发明者】玉建军 申请人:天津城建大学, 玉建军