LNG加气站加气系统及加气控制方法与流程

本发明涉及液化气储存及输送技术领域，具体涉及一种LNG加气站加气系统及加气控制方法。

背景技术：
LNG(即液化天然气)是通过将常压下气态的天然气冷却至-162℃，使之凝结成液体。天然气液化后可以很大节约储运空间和成本，而且具有热值大、性能高等特点。在LNG加气站，国内传统的做法需要大小循环工艺，通过潜液泵提供动力，在加液前要通过预冷排除管道内的气体，平衡系统的温度。在这个过程中由于潜液泵设备自身运转及LNG在管道内的循环，将产生热量，而使LNG温度升高，我们把这一过程产生的热损为工艺热损，工艺热损造成BOG气体的产生及增加，从而带来LNG加气站运行费用的增加，不利于节约能源，不利于节约成本。

技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明的目的之一在于提供一种能够自动集气排气，自动保持系统温度平衡，能够最大程度减小工艺热损，加液前不需预冷过程，控制操作方便的LNG加气站加气系统。为实现上述技术目的，本发明采用以下的技术方案：LNG加气站加气系统，包括储存液体LNG的LNG储罐，所述LNG储罐通过LNG输入管道与泵池相连通，所述泵池内设置有潜液泵，所述潜液泵的输出端通过LNG输出管道与注液机相连接，所述注液机与所述LNG储罐之间设置有集气管道，所述泵池与所述集气管道之间依次设置有第一积液器与第一集气器，所述注液机与所述集气管道之间依次设置有第二积液器与第二集气器，所述第一集气器、第二集气器分别与所述LNG储罐内的气相空间相连通；所述第一积液器与所述泵池之间、所述第二积液器与所述注液机之间分别设置有补液阀。作为优选，所述LNG输出管道沿液体输送方向由低至高呈坡度敷设。作为进一步优选，所述LNG输出管道的敷设坡度为0.005～0.02。作为进一步优选，所述集气管道自所述LNG储罐至所述注液机方向由低至高呈坡度敷设。作为进一步优选，所述集气管道的敷设坡度为0.005～0.02。作为进一步优选，所述LNG输入管道自所述LNG储罐至所述泵池方向由高至低呈坡度敷设。作为进一步优选，所述LNG输入管道的敷设坡度为0.005～0.02。作为进一步优选，所述潜液泵与所述LNG储罐之间设置有LNG循环管道系统；所述LNG循环管道系统一部分伸入所述LNG储罐的上部气相空间，一部分伸入所述LNG储罐的底部液相区域。作为进一步优选，所述第一积液器及第二积液器的顶端低于所述LNG储罐的底部内侧壁。本发明的另一目的在于提供采用以上所述系统的加气控制方法，由于LNG储罐内的气相空间和集气器相连通，通过气相压力的平衡保证系统的温度平衡，加气前不需预冷过程；S1.需要加气时，将通向积液器下部的阀门关闭，开启潜液泵对车辆进行注液；S2.加气结束后，打开积液器下部的阀门并关闭LNG储罐的出液总阀；如果积液器内液位过低，可通过相关阀门对积液器内液位进行补充；S3.当LNG储罐内加入新鲜LNG时，可开启潜液泵循环，以达到LNG储罐和管道系统内物料的快速均相。本发明具有至少以下有益效果：(1)与传统流程相比，积液器保证了LNG液相管道中的全液相，集气器和LNG储罐(或贮槽)内的气相空间相通，能够自动集气排气保持压力平衡，压力平衡保证了系统内温度的平衡。(2)本流程能保证整个系统充满液体，加液前不需要预冷，可以减少泵的运转时间，增加泵的寿命，同时降低BOG的产生。积液器及及集气器的形式可以有多种，需要时可以用各种相似结构的设备进行替代。附图说明以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：图1是本发明实施例加气系统的结构示意图；图2是本发明实施例加气工艺流程框图。图中：1-LNG储罐；2-LNG输入管道；3-泵池；4-潜液泵；5-LNG输出管道；6-注液机；7-集气管道；8-第一积液器；9-第一集气器；10-第二积液器；11-第二集气器；12-LNG循环管道系统；13、14-补液阀；15-出液总阀。具体实施方式下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。如图1所示，LNG加气站加气系统，包括储存液体LNG的LNG储罐1，所述LNG储罐1通过LNG输入管道2与泵池3相连通，泵池3内设置有潜液泵4，所述潜液泵4通过LNG输出管道5与注液机6相连接，所述注液机6与所述LNG储罐1之间设置有集气管道7，所述泵池3与所述集气管道7之间依次设置有第一积液器8与第一集气器9，所述注液机6与所述集气管道7之间依次设置有第二积液器10与第二集气器11，所述第一集气器9、第二集气器11分别与所述LNG储罐1内的气相空间相连通；所述第一积液器8与所述泵池3之间设置有补液阀13，所述第二积液器10与所述注液机6之间设置有补液阀14。本实施例中，第一集液气8与第二积液器10的顶端低于所述LNG储罐1的底部内侧壁，LNG储罐1底部内侧壁与第二积液器10内的液位具有一定的高度差H，这样便于保持积液器内的合适液位；管道泄漏冷量产生的气体可以上升到集气器内；通过打开相关阀门将积液器内填充至一定液位，来保证整个LNG管道充满液体。其中，LNG输出管道5(液相介质管道)采用真空绝热管道，在满足规范的前提下，优化工艺设计，保证管线最短长度(即真空短管设计)；工艺管道敷设时按照图1所示坡度敷设，其中，所述LNG输出管道5沿液体输送方向由低至高呈坡度敷设。最好，所述LNG输出管道5的敷设坡度i为0.005～0.02，且优选为0.01。所述集气管道7自所述LNG储罐1至所述注液机6方向亦由低至高呈坡度敷设。所述集气管道7的敷设坡度i为0.005～0.02，且优选为0.01。采用以上所述坡度进行管道敷设，更利于系统自动集气排气，以快速实现系统压力平衡。另外，所述潜液泵4与所述LNG储罐1之间设置有LNG循环管道系统12。所述LNG循环管道系统12一部分伸入所述LNG储罐1的上部气相空间，一部分伸入所述LNG储罐1的底部液相区域，当LNG储罐1内加入新鲜LNG时，可以利用新鲜LNG的冷能快速冷却LNG储罐1的上部气相空间。本实施例中，所述LNG储罐1、泵池3、第一积液器8、第一集气器9、第二积液器10和第二集气器11以及管道最好均采用真空绝热，更能够有效降低BOG的产生。参考图1和图2，由于LNG储罐1内的气相空间和第一集气器9、第二集气器11相连通，通过气相压力的平衡保证了储罐和管道系统的温度平衡，加气前不需预冷过程；具体控制方法如下：S1.需要加气时，将通向第一积液器8下部的补液阀13以及通向第二积液器10下部的补液阀14关闭，开启潜液泵4对车辆进行注液；S2.加气结束后，打开第一积液器8下部的补液阀13以及第二积液器10下部的补液阀14并关闭LNG储罐1的出液总阀15；如果积液器内液位过低，可先通过相关阀门(出液总阀15、补液阀13及补液阀14对第一或第二积液器内液位进行补充至合适液位；S3.当LNG储罐1内加入新鲜LNG时，可开启潜液泵4，并打开LNG循环管道系统12上的相关阀门，以达到LNG储罐和管道系统内物料的快速均相。由此可见，本发明通过积液器保证了LNG液相管道中的全液相，通过集气器和LNG储罐内的气相空间相通，优化工艺管道设计，系统能够自动实现集气排气保持压力平衡，压力平衡保证了系统内温度的平衡。而且本工艺能保证整个液相系统充满液体，加液前不需要预冷，可以减少泵的运转时间，增加泵的寿命，同时降低BOG的产生。以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。需要说明的是，部件名称中如LNG输入管道、LNG输出管道、LNG循环管道、集气管道等只是为了区分管道的安装位置和敷设区别，其均为采用真空绝热的管道，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。