本技術(shù)涉及加氣站卸氣控制，特別是涉及一種加氣站卸氣系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、加氣站(如加氫站、cng(壓縮天然氣)加氣站)是氣態(tài)氣體燃料在交通運(yùn)輸領(lǐng)域應(yīng)用的重要基礎(chǔ)設(shè)施，加氣站的站外高壓供氣設(shè)備通常采用長(zhǎng)管拖車(chē)。

2、長(zhǎng)管拖車(chē)向加氣站卸氣時(shí)，長(zhǎng)管拖車(chē)中的氣體經(jīng)加氣站內(nèi)的氣體壓縮系統(tǒng)壓縮加壓后輸送至加氣站內(nèi)的儲(chǔ)氣裝置進(jìn)行存儲(chǔ)。長(zhǎng)管拖車(chē)在卸車(chē)過(guò)程中，其儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣壓不斷下降?，F(xiàn)有的儲(chǔ)氣裝置的儲(chǔ)氣壓力一般是固定的，同一壓縮系統(tǒng)的壓縮比也是固定的，當(dāng)長(zhǎng)管拖車(chē)的氣壓下降到一定氣壓時(shí)，壓縮系統(tǒng)的壓縮后低于儲(chǔ)氣裝置內(nèi)的氣壓，則無(wú)法實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步充氣，此時(shí)，則無(wú)法再繼續(xù)對(duì)長(zhǎng)管拖車(chē)卸氣。

3、當(dāng)儲(chǔ)氣裝置氣壓達(dá)到一定值無(wú)法進(jìn)一步充氣時(shí)，通常有兩種處理方式：一是長(zhǎng)管駛離加氣站繼續(xù)去裝氣，這種情況下，長(zhǎng)管拖車(chē)的卸車(chē)率較低，造成運(yùn)輸資源浪費(fèi)；另一種方式是長(zhǎng)管拖車(chē)停在加氣站，等待儲(chǔ)氣裝置通過(guò)加氣機(jī)給外部用氣設(shè)備(如氣體燃料車(chē)輛)加氣使儲(chǔ)氣裝置內(nèi)的氣壓下降到較低氣壓值后，再次通過(guò)壓縮系統(tǒng)將長(zhǎng)管拖車(chē)內(nèi)的氣壓壓縮后給儲(chǔ)氣裝置充氣，以此來(lái)提高長(zhǎng)管拖車(chē)的卸氣率，但是這樣會(huì)顯著增加長(zhǎng)管拖車(chē)停放時(shí)間，且會(huì)占用較大空間，同樣造成運(yùn)輸資源和空間資源的浪費(fèi)。

4、另外，加氣站的壓縮系統(tǒng)一般采用多級(jí)壓縮缸的方式進(jìn)行壓縮。由于可變排量的壓縮系統(tǒng)的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)成本較高，加氣站通常采用固定排量的壓縮系統(tǒng)，其輸出的液壓油排量在單位時(shí)間內(nèi)是固定的，因此在多級(jí)壓縮缸的所有壓縮缸均同時(shí)工作時(shí)，其換向頻率固定，單位時(shí)間內(nèi)壓縮排氣量固定。而長(zhǎng)管拖車(chē)在開(kāi)始卸氣的初始階段時(shí)，其儲(chǔ)氣罐的氣壓較高，使得多級(jí)壓縮系統(tǒng)的進(jìn)氣壓力較高，其末級(jí)壓縮缸的前一級(jí)壓縮缸壓縮后通常就能達(dá)到儲(chǔ)氣裝置的充氣壓力，而現(xiàn)有的加氣站卸氣系統(tǒng)在卸氣時(shí)，多級(jí)壓縮缸的各個(gè)壓縮缸始終處于工作狀態(tài)，因此，在長(zhǎng)管拖車(chē)開(kāi)始卸氣的初始階段，由于末級(jí)壓縮缸的前一級(jí)壓縮缸壓縮后通常就能達(dá)到儲(chǔ)氣裝置的充氣壓力，末級(jí)壓縮缸實(shí)際并沒(méi)有對(duì)氣體起到壓縮作用，即末級(jí)壓縮缸并不做功，反而其活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)需要還克服活塞與缸體的摩擦而消耗液壓油傳遞的能量，從而使液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)增加無(wú)用的能量損耗，降低了末級(jí)的壓縮缸之前各級(jí)壓縮缸的工作效率，也即降低了壓縮系統(tǒng)整體的壓縮效率，進(jìn)而降低了卸氣系統(tǒng)的卸氣效率。

5、因此，如何提高加氣站卸氣系統(tǒng)的卸氣率和卸氣效率，是本領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本技術(shù)提供一種加氣站卸氣系統(tǒng)及其控制方法，能夠有效提高加氣站卸氣系統(tǒng)的卸氣率和卸氣效率。

2、本技術(shù)的第一個(gè)目的為提供一種加氣站卸氣系統(tǒng)。

3、本技術(shù)的上述申請(qǐng)目的一是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

4、一種加氣站卸氣系統(tǒng)，包括多級(jí)壓縮缸、固定排量的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、儲(chǔ)氣裝置、加氣機(jī)、電控閥組、氣壓檢測(cè)單元和控制模塊，所述液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、加氣機(jī)、電控閥組和氣壓檢測(cè)單元分別與所述控制模塊通信連接，其中，

5、所述儲(chǔ)氣裝置包括多個(gè)目標(biāo)儲(chǔ)氣壓力各不相同的儲(chǔ)氣瓶；

6、所述多級(jí)壓縮缸包括從一級(jí)到末級(jí)通過(guò)輸氣管路依次串聯(lián)的多個(gè)壓縮缸，所述多級(jí)壓縮缸中的一級(jí)壓縮缸的進(jìn)氣口通過(guò)進(jìn)氣管路與長(zhǎng)管拖車(chē)連接，所述多級(jí)壓縮缸中的末級(jí)壓縮缸的出氣口連接至出氣管路的進(jìn)氣口；

7、所述多個(gè)儲(chǔ)氣瓶各自的進(jìn)氣口分別通過(guò)各自對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)氣管路與所述出氣管路的出氣口連接，所述多個(gè)儲(chǔ)氣瓶各自的出氣口分別通過(guò)各自對(duì)應(yīng)的加氣管路連接至所述加氣機(jī)的進(jìn)氣口；

8、所述液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)液壓管路與所述多級(jí)壓縮缸中的各個(gè)壓縮缸的進(jìn)油口/出油口和出油口/進(jìn)油口連接；

9、所述電控閥組包括設(shè)置在所述進(jìn)氣管路的進(jìn)氣口一端的第一電控閥、設(shè)置在各個(gè)儲(chǔ)氣管路上的第二電控閥、設(shè)置在各個(gè)加氣管路上的第三電控閥、以及設(shè)置在所述末級(jí)壓縮缸的至少一個(gè)油口上的第四電控閥；

10、所述氣壓檢測(cè)單元包括設(shè)置在倒數(shù)第二級(jí)壓縮缸的進(jìn)氣口的用于檢測(cè)倒數(shù)第二級(jí)壓縮缸的進(jìn)氣壓力p進(jìn)的進(jìn)氣壓力傳感器和設(shè)置在各個(gè)儲(chǔ)氣瓶上用于檢測(cè)各個(gè)儲(chǔ)氣瓶的實(shí)時(shí)儲(chǔ)氣壓力p瓶的儲(chǔ)氣壓力傳感器；

11、所述控制模塊被配置為按照預(yù)設(shè)的充氣控制策略控制各個(gè)儲(chǔ)氣管路上的第二電控閥工作，以按照所述目標(biāo)儲(chǔ)氣壓力從高到低的順序依次對(duì)所述儲(chǔ)氣裝置的各儲(chǔ)氣瓶進(jìn)行充裝，且根據(jù)所述倒數(shù)第二級(jí)壓縮缸的進(jìn)氣壓力p進(jìn)和當(dāng)前充裝的儲(chǔ)氣瓶的實(shí)時(shí)儲(chǔ)氣壓力p瓶來(lái)控制所述第四電控閥的開(kāi)閉狀態(tài)，以使所述末級(jí)壓縮缸投入壓縮缸工作或退出壓縮工作。

12、優(yōu)選地，所述根據(jù)所述倒數(shù)第二級(jí)壓縮缸的進(jìn)氣壓力p進(jìn)和當(dāng)前充裝的儲(chǔ)氣瓶的實(shí)時(shí)儲(chǔ)氣壓力p瓶來(lái)控制所述第四電控閥的開(kāi)閉狀態(tài)包括：

13、判斷所述進(jìn)氣壓力p進(jìn)和實(shí)時(shí)儲(chǔ)氣壓力p瓶是否滿(mǎn)足預(yù)設(shè)開(kāi)閥條件，

14、若滿(mǎn)足，則輸出第一控制指令控制所述第四電控閥打開(kāi)，接通所述末級(jí)壓縮缸的油路，使所述末級(jí)壓縮缸投入壓縮工作；

15、若不滿(mǎn)足，則輸出第二控制指令控制所述第四電控閥關(guān)閉，斷開(kāi)所述末級(jí)壓縮缸的油路，使所述末級(jí)壓縮缸退出壓縮工作，

16、其中，所述預(yù)設(shè)開(kāi)閥條件如下：

17、p瓶-p進(jìn)≥p開(kāi)

18、其中，p開(kāi)表示所述第四電控閥的預(yù)設(shè)開(kāi)閥壓力。

19、優(yōu)選地，所述第四電控閥設(shè)置有兩個(gè)，兩個(gè)所述第四電控閥分別安裝在所述末級(jí)壓縮缸的進(jìn)油口/出油口和出油口/進(jìn)油口上，且兩個(gè)所述第四電控閥與所述控制模塊的同一個(gè)信號(hào)輸出端通信連接。

20、優(yōu)選地，所述多個(gè)儲(chǔ)氣瓶各自的出氣口還分別通過(guò)各自對(duì)應(yīng)的低壓氣體回收管路連接至所述一級(jí)壓縮缸的進(jìn)氣口；

21、相應(yīng)地，所述電控閥組還包括設(shè)置在各個(gè)低壓氣體回收管路上的第五電控閥。

22、優(yōu)選地，所述進(jìn)氣管路的靠近其出氣口的一端還通過(guò)加氣支管連接至所述加氣機(jī)的進(jìn)氣口。

23、優(yōu)選地，所述加氣支管和各個(gè)所述加氣管路的出氣口匯總至一加氣總管，所述加氣總管的出氣口連接至所述加氣機(jī)的出氣口。

24、優(yōu)選地，所述多級(jí)壓縮缸中的各級(jí)壓縮缸的出氣口的管路上設(shè)置有氣體冷卻器，所述氣體冷卻器用于對(duì)所述各自對(duì)應(yīng)的壓縮缸排出的氣體進(jìn)行冷卻降溫。

25、優(yōu)選地，所述液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括液壓油箱、定量增壓泵、定頻電機(jī)和液壓換向閥，所述定頻電機(jī)的輸出軸與所述定量增壓泵驅(qū)動(dòng)連接，所述定量增壓泵的進(jìn)油口通過(guò)進(jìn)油管路連接至所述液壓油箱，所述定量增壓泵的出油口通過(guò)注油管路與所述液壓換向閥的進(jìn)油口連接，所述液壓換向閥的出油口通過(guò)回油管路連接至所述液壓油箱，所述液壓換向閥的兩個(gè)工作油口分別通過(guò)液壓管路與所述多級(jí)壓縮缸中的各個(gè)壓縮缸的進(jìn)油口/出油口和出油口/進(jìn)油口連接。

26、優(yōu)選地，所述儲(chǔ)氣裝置包括高壓儲(chǔ)氣瓶和中壓儲(chǔ)氣瓶，所述高壓儲(chǔ)氣瓶的目標(biāo)儲(chǔ)氣壓力低于所述中壓儲(chǔ)氣瓶的目標(biāo)儲(chǔ)氣壓力。

27、本技術(shù)的第二個(gè)目的為提供一種加氣站卸氣系統(tǒng)的控制方法。

28、本技術(shù)的上述申請(qǐng)目的二是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

29、一種上述任一項(xiàng)所述的加氣站卸氣系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟：

30、s1，在系統(tǒng)電源已啟動(dòng)的情況下，控制所述加氣站卸氣系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；

31、s2，獲取所述儲(chǔ)氣裝置的各儲(chǔ)氣瓶的實(shí)時(shí)儲(chǔ)氣壓力p瓶；

32、s3，根據(jù)所述儲(chǔ)氣裝置的各儲(chǔ)氣瓶的實(shí)時(shí)儲(chǔ)氣壓力p瓶判斷當(dāng)前是否滿(mǎn)足預(yù)設(shè)卸氣條件，若是，則執(zhí)行s4，若否，則跳轉(zhuǎn)至s1；

33、s4，控制第四電控閥開(kāi)啟，并按照預(yù)設(shè)的充氣控制策略控制各個(gè)儲(chǔ)氣管路上的第二電控閥工作，以按照所述目標(biāo)儲(chǔ)氣壓力從高到低的順序依次對(duì)所述儲(chǔ)氣裝置的各儲(chǔ)氣瓶進(jìn)行充裝；

34、s5，獲取所述倒數(shù)第二級(jí)壓縮缸的進(jìn)氣壓力p進(jìn)；

35、s6，根據(jù)所述倒數(shù)第二級(jí)壓縮缸的進(jìn)氣壓力p進(jìn)和當(dāng)前充裝的儲(chǔ)氣瓶的實(shí)時(shí)儲(chǔ)氣壓力p瓶來(lái)控制所述第四電控閥的開(kāi)閉狀態(tài)，以使所述末級(jí)壓縮缸投入壓縮缸工作或退出壓縮工作，并在所述多級(jí)壓縮缸工作過(guò)程中，并行執(zhí)行s7和s8；

36、s7，判斷當(dāng)前是否滿(mǎn)足預(yù)設(shè)待機(jī)條件，若是，則跳轉(zhuǎn)至s1，若否，則跳轉(zhuǎn)至s5；

37、s8，判斷所述長(zhǎng)管拖車(chē)是否卸氣完畢，若是，則更換長(zhǎng)管拖車(chē)，并跳轉(zhuǎn)至s1，若否，則跳轉(zhuǎn)至s5。

38、綜上所述，本技術(shù)公開(kāi)了一種加氣站卸氣系統(tǒng)及其控制方法，該加氣站卸氣系統(tǒng)的儲(chǔ)氣裝置通過(guò)設(shè)置多個(gè)目標(biāo)儲(chǔ)氣壓力各不相同的儲(chǔ)氣瓶，多級(jí)壓縮缸中的一級(jí)壓縮缸的進(jìn)氣口通過(guò)進(jìn)氣管路與長(zhǎng)管拖車(chē)連接，多級(jí)壓縮缸中的末級(jí)壓縮缸的出氣口連接至出氣管路的進(jìn)氣口，多個(gè)儲(chǔ)氣瓶各自的進(jìn)氣口分別通過(guò)各自對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)氣管路與出氣管路的出氣口連接，多個(gè)儲(chǔ)氣瓶各自的出氣口分別通過(guò)各自對(duì)應(yīng)的加氣管路連接至加氣機(jī)的進(jìn)氣口，各個(gè)儲(chǔ)氣管路上設(shè)置的第二電控閥，末級(jí)壓縮缸的至少一個(gè)油口上設(shè)置第四電控閥，并通過(guò)設(shè)置在倒數(shù)第二級(jí)壓縮缸的進(jìn)氣口的進(jìn)氣壓力傳感器檢測(cè)倒數(shù)第二級(jí)壓縮缸的進(jìn)氣壓力，通過(guò)設(shè)置各個(gè)儲(chǔ)氣瓶上的儲(chǔ)氣壓力傳感器檢測(cè)各個(gè)儲(chǔ)氣瓶的實(shí)時(shí)儲(chǔ)氣壓力，并使控制模塊按照預(yù)設(shè)的充氣控制策略控制各個(gè)儲(chǔ)氣管路上的第二電控閥工作，以按照目標(biāo)儲(chǔ)氣壓力從高到低的順序依次對(duì)儲(chǔ)氣裝置的各儲(chǔ)氣瓶進(jìn)行充裝，這樣，當(dāng)長(zhǎng)管拖車(chē)的氣壓下降到一定值時(shí)，可以采用目標(biāo)儲(chǔ)氣壓力較低的儲(chǔ)氣瓶繼續(xù)儲(chǔ)氣實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步對(duì)長(zhǎng)管拖車(chē)內(nèi)的低壓氣體進(jìn)行卸氣，從而提高長(zhǎng)管拖車(chē)的卸氣率，且控制模塊是根據(jù)倒數(shù)第二級(jí)壓縮缸的進(jìn)氣壓力和當(dāng)前充裝的儲(chǔ)氣瓶的實(shí)時(shí)儲(chǔ)氣壓力來(lái)控制第四電控閥的開(kāi)閉狀態(tài)，以使末級(jí)壓縮缸投入壓縮缸工作或退出壓縮工作，從而在長(zhǎng)管拖車(chē)內(nèi)的氣壓較低，通過(guò)末級(jí)壓縮缸之前的各級(jí)壓縮缸壓縮無(wú)法達(dá)到儲(chǔ)氣裝置的充氣壓力時(shí)，使末級(jí)壓縮缸投入壓縮工作，而當(dāng)長(zhǎng)管拖車(chē)內(nèi)的氣壓較高，通過(guò)末級(jí)壓縮缸之前的各級(jí)壓縮缸壓縮就能達(dá)到儲(chǔ)氣裝置的充氣壓力時(shí)，使末級(jí)壓縮缸退出壓縮工作，使得在無(wú)需增加液壓油排量、用電量不變的情況下，壓縮系統(tǒng)單位時(shí)間內(nèi)的排氣量增加，整體壓縮效率提高，排氣量增加，進(jìn)而提升了卸氣系統(tǒng)的卸氣效率。