用于LNG加气站内储罐中LNG液位检测的装置及方法与流程

本发明涉及液化天然气，具体的是一种用于lng卸车作业中的lng降压装置。

背景技术：

1、lng储罐内液位数据是设备运行过程中重要的物理量，在液位不足时需要对储罐进行及时补液，在液位过高时需要控制液位以降低储罐内压力。

2、目前的液位监测一般依靠液位计进行观测，但考虑到液位计的制作材料等因素，受lng的浸泡及腐蚀影响，液位计结构会发生一定损伤，而人工进行抄表监测的方式又存在数据监测不及时，劳动量大的问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种用于lng加气站内储罐中lng液位检测的装置及方法，通过将储罐内压力信号向液位信号的转换，实现对储罐内液位的及时有效监测。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种用于lng加气站内储罐中lng液位检测的装置，包括lng储罐，所述lng储罐上设有液位检测管，液位检测管为u形管，液位检测管一端设有倒u形端口，倒u形端口绕经lng储罐外部设置，液位检测管另一端设有窄径管段，窄径管段内设有浮球；

3、在所述lng储罐上设有红外线传感器，红外线传感器位于浮球正上方；

4、所述lng储罐一侧设有压力传感器，压力传感器与红外线传感器均连接至plc控制器上，plc控制器连接远程网关。

5、优选的方案中，所述窄径管段内设有两根竖直的导杆，浮球顶面设有一块反射片，两根导杆穿过反射片两侧设置。

6、优选的方案中，所述液位检测管内填充有水，水位高度填充至窄径管段内并实现浮球在窄径管段内的漂浮状态。

7、优选的方案中，所述lng储罐顶部设有支架，红外线传感器设置在支架顶板上，导杆上端固定于支架顶板的底面上。

8、基于上述用于lng加气站内储罐中lng液位检测装置的检测方法，具体包括以下步骤：

9、1)绘制“压力-液位曲线图”；

10、2)根据压力传感器向plc控制器输出的lng储罐罐内压力信号，计算“压力-液位曲线图”中相邻压差数据之间的曲率k，计算罐内实时液位；

11、其中，所述“压力-液位曲线图”的绘制包括以下步骤：

12、1.1)向lng储罐内输送液化lng，依靠压力传感器监测罐内实时压力变化，绘制随时间变化的“罐内实时压力曲线图”；

13、1.2)在步骤1.1)过程中，通过红外线传感器监测窄径管段内浮球的位置高度变化，绘制随时间变化的“罐内实时液位斜线图”；

14、1.3)根据步骤1.1)中“罐内实时压力曲线图”及步骤1.2)中“罐内实时液位斜线图”，选取在等压差时间点上的罐内实时液位数值；

15、1.4)汇总多组步骤1.3)中某一压力值对应时间点时的液位数值，并记录于“压力-液位曲线图”中；

16、1.5)完成多个数据点的记录后形成“压力-液位曲线图”中。

17、优选的方案中，在所述的步骤1)进行前，向液位检测管内补水至浮球接触窄径管段和形成漂浮的两种状态之间的临界状态。

18、优选的方案中，所述的步骤1)中，记录压力传感器接收到压力信号时的管内液位瞬时值，记为液初，在通过步骤2)完成液位检测后得到液终，并根据以下公式，通过plc控制器计算罐内最终液位值“液实时”

19、罐内液位实时＝管内液位终×k+罐内液位初

20、式中：液实时为罐内液位最终计算值；

21、管内液位终为管内液位实时值；

22、罐内液位初罐内压力变化时的罐内液位瞬时值；

23、其中，罐内液位初由罐内压力变化时的罐车lng瞬时输出量。

24、优选的方案中，所述的plc控制器将液位监测数据经处理后通过远程网关接入互联网。

25、本发明所提供的一种用于lng卸车作业中的lng降压装置，通过采用上述结构，具有以下有益效果：

26、(1)通过罐内压力向检测罐内液位的数据转换，无需依靠液位监测设备直接测量罐内lng液位，一方面避免了lng对设备的腐蚀影响，另一方面避免了对lng的污染影响；

27、(2)液位检测管内设计的窄径管段能够放大管内液位变化数值，实现更为精度的液位变化数据监测；

28、(3)代替了人工检测方式，大大降低了人工抄表记录液位数据的劳动强度，实现了更加智能化的lng储罐液位监测目的。

技术特征：

1.一种用于lng加气站内储罐中lng液位检测的装置，包括lng储罐(1)，其特征在于：所述lng储罐(1)上设有液位检测管(2)，液位检测管(2)为u形管，液位检测管(2)一端设有倒u形端口(3)，倒u形端口(3)绕经lng储罐(1)外部设置，液位检测管(2)另一端设有窄径管段(4)，窄径管段(4)内设有浮球(6)；

2.根据权利要求1所述的一种用于lng加气站内储罐中lng液位检测的装置，其特征在于：所述窄径管段(4)内设有两根竖直的导杆(5)，浮球(6)顶面设有一块反射片(7)，两根导杆(5)穿过反射片(7)两侧设置。

3.根据权利要求1所述的一种用于lng加气站内储罐中lng液位检测的装置，其特征在于：所述液位检测管(2)内填充有水，水位高度填充至窄径管段(4)内并实现浮球(6)在窄径管段(4)内的漂浮状态。

4.根据权利要求1所述的一种用于lng加气站内储罐中lng液位检测的装置，其特征在于：所述lng储罐(1)顶部设有支架(8)，红外线传感器(9)设置在支架(8)顶板上，导杆(5)上端固定于支架(8)顶板的底面上。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种用于lng加气站内储罐中lng液位检测装置的检测方法，其特征在于包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种用于lng加气站内储罐中lng液位检测装置的检测方法，其特征在于：在所述的步骤1)进行前，向液位检测管(2)内补水至浮球(6)接触窄径管段(4)和形成漂浮的两种状态之间的临界状态。

7.根据权利要求5所述的一种用于lng加气站内储罐中lng液位检测装置的检测方法，其特征在于：所述的步骤1)中，记录压力传感器(11)接收到压力信号时的管内液位瞬时值，记为液初，在通过步骤2)完成液位检测后得到液终，并根据以下公式，通过plc控制器(10)计算罐内最终液位值“液实时”

8.根据权利要求1所述的一种用于lng加气站内储罐中lng液位检测装置的检测方法，其特征在于：所述的plc控制器(10)将液位监测数据经处理后通过远程网关(12)接入互联网。

技术总结
一种用于LNG加气站内储罐中LNG液位检测的装置，包括LNG储罐，所述LNG储罐上设有液位检测管，液位检测管为U形管，液位检测管一端设有倒U形端口，倒U形端口绕经LNG储罐外部设置，液位检测管另一端设有窄径管段，窄径管段内设有浮球；在LNG储罐上设有红外线传感器，红外线传感器位于浮球正上方；LNG储罐一侧设有压力传感器，压力传感器与红外线传感器均连接至PLC控制器上，PLC控制器连接远程网关。本发明采用上述结构，通过将储罐内压力信号向液位信号的转换，实现对储罐内液位的及时有效监测。

技术研发人员：何建刚,周旋
受保护的技术使用者：鑫鼎新能源有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17