一個具有兩種充裝壓力的管道天然氣加氣母站的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種天然氣加氣母站，屬于天然氣汽車能源基礎(chǔ)配套設(shè)施領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的管道天然氣加氣母站只能為20MPa的氣瓶組拖車充裝滿20MPa的壓縮天然氣，只能是一種20MPa的充裝壓力，只能對20MPa氣瓶組拖車充裝天然氣，這種單一的功能，存在著巨大的能源和設(shè)備資源浪費，其工藝管路能耗較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]現(xiàn)有的管道天然氣加氣母站壓縮機出口壓力為25MPa，但無法對25MPa氣瓶組拖車充裝滿到25MPa壓力的壓縮天然氣。
[0004]造成這樣的理由如下:
[0005]由于加氣柱與壓縮機之間有連接管路(就是充裝輸送氣體的管路，該段管路越長壓降也越大)，該段管路工作時兩端存在一定的壓降，也就是加氣柱的壓力遠(yuǎn)低于壓縮機的出口壓力；換句話說:壓縮機通過一段管路用加氣柱對氣瓶組拖車充裝氣體，該段管路中存在一定流速，當(dāng)加氣柱壓力充裝壓力達(dá)到25MPa時，其壓縮機出口壓力要超過25MPa，達(dá)到27.5MPa以上，該管路升壓超過設(shè)計壓力，這違背了現(xiàn)有母站國家標(biāo)準(zhǔn)壓力管道的壓力上限規(guī)定，安全閥頻繁起跳保護(hù)管路安全。這樣導(dǎo)致加氣柱出口壓力達(dá)不到25MPa，無法加滿至25MPa的氣瓶組拖車，所以現(xiàn)有的管道天然氣母站只能是一種充裝壓力即壓力為20MPa，只能對20MPa氣瓶組拖車完成充裝滿20MPa的壓縮天然氣任務(wù)；無法達(dá)到壓縮機出口壓力為25MPa的充裝壓力；這是現(xiàn)有加氣母站工藝流程限定的，也是現(xiàn)有母站設(shè)備所無法達(dá)到25MPa的充裝功能，顯然沒有達(dá)到最佳狀態(tài)，存在著設(shè)備與天然氣資源的浪費；因為，在該模式下，母站充裝20MPa壓力，用20MPa氣瓶拖車運至子站，子站還需二次加壓才能完成對外加滿20MPa壓力的天然氣燃料汽車；這就需要技術(shù)創(chuàng)新，讓母站多提供一個功能，可以對25MPa氣瓶組拖車充裝滿25MPa壓力的壓縮天然氣。
[0006]本發(fā)明要解決這個問題，第一注意事項，在原有壓縮機的出口額定壓力不變的情況下，在不升高管路壓力和在符合現(xiàn)有國家標(biāo)準(zhǔn)的前提下實施才有實用意義；第二注意事項，技術(shù)創(chuàng)新實現(xiàn)了節(jié)能目的，實現(xiàn)了壓縮機最大輸出壓力的充裝壓力；即在保留原有的20MPa的充裝壓力的前提下，增加壓縮機出口壓力為25MPa的充裝壓力的功能，實現(xiàn)設(shè)備使用效果的最大化。
[0007]解決這個問題關(guān)鍵核心點是:在原有標(biāo)準(zhǔn)和原有母站設(shè)備的前提下，消除加氣柱與壓縮機之間連接管路中的壓力差，使得加氣柱的出口壓力等于壓縮機出口最大壓力或額定壓力，如何實現(xiàn):
[0008]技術(shù)方案:
[0009]一個具有兩種充裝壓力的管道天然氣加氣母站，由控制系統(tǒng)、壓縮機、加氣柱及它們之間連接的管路構(gòu)成，其技術(shù)特征是:按下加氣柱20MPa加注信號按鍵對20MPa氣瓶組拖車充氣時，當(dāng)加氣柱出口壓力傳感器達(dá)到20MPa即加滿時，控制系統(tǒng)控制壓縮機電機停機；按下加氣柱25MPa加注信號按鍵對25MPa氣瓶組拖車充氣時，當(dāng)壓縮機出口壓力達(dá)到額定值時，控制系統(tǒng)啟動變頻器，控制壓縮機的電機頻率，調(diào)整頻率即調(diào)整壓縮機的轉(zhuǎn)速，使得壓縮機的出口壓力恒定在額定值上，管路中壓力不再升高，直到加氣柱出口壓力傳感器給出充裝滿的停機值，控制系統(tǒng)控制壓縮機電機停機。
[0010] 本案中，如果模仿者或侵權(quán)者，省略對按下加氣柱20MPa加注信號按鍵對20MPa氣瓶組拖車充氣這一充裝壓力，僅有對按下加氣柱25MPa加注信號按鍵對25MPa氣瓶組拖車充氣這一種充裝壓力，也同樣在本案保護(hù)范圍內(nèi)。只要大于20MPa，采用變頻器控制電機轉(zhuǎn)速來滿足大于20MPa的充裝壓力都是在本案的保護(hù)范圍內(nèi)。也就是說，本案只要有對按下加氣柱25MPa加注信號按鍵對25MPa氣瓶組拖車充氣這一種充裝壓力，自然就有按下加氣柱20MPa加注信號按鍵對20MPa氣瓶組拖車充氣功能，用不用這樣的加氣功能，都在本案的保護(hù)范圍內(nèi)。也可以聲明，20MPa充裝壓力是非必要條件。寫入技術(shù)方案是保證技術(shù)方案的完整性，實用性。侵權(quán)者采用本案，自然有20MPa的充裝壓力。本案一個具有兩種充裝壓力的管道天然氣加氣母站，其核心是對25MPa氣瓶組拖車加滿氣的充裝壓力，這個是必要條件，圍繞對25MPa氣瓶組拖車加滿氣的充裝壓力的技術(shù)內(nèi)容是必要條件。
[0011 ] 現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)額定值為25MPa至27.5MPa之間任意值，優(yōu)選25MPa或27MPa ；(將來有新標(biāo)準(zhǔn)，額定值為25MPa至30MPa之間任意值，優(yōu)選30MPa ；)充裝滿的停機值為20MPa以上至27.5MPa之間，可以人為設(shè)定，優(yōu)選25MPa或27MPa ；(將來有新標(biāo)準(zhǔn)，充裝滿的停機值為20MPa以上至30MPa之間，可以人為設(shè)定，優(yōu)選27MPa ；)
[0012]額定值和充裝滿的停機值可以相等，也可以不相等。例如都等于25或27MPa ;考慮到對25MPa氣瓶組拖車充氣時，該氣瓶組拖車產(chǎn)品性能是在環(huán)境溫度下可以充到25MPa，關(guān)于27MPa的說明:當(dāng)壓縮天然氣氣體溫度比較高，其充裝壓力可以為27MPa，待降溫至環(huán)境溫度時氣瓶組拖車中的壓力為25MPa，符合產(chǎn)品充裝要求。這些都在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)允許的壓力范圍內(nèi)，通過本案技術(shù)創(chuàng)新，所有現(xiàn)在原有的已建成的天然氣加氣母站，可以實現(xiàn)在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)條件下實現(xiàn)對25MPa氣瓶組拖車充裝壓縮天然氣，這才具有商業(yè)價值和實用價值，這些壓力保護(hù)范圍也是本案的專利權(quán)保護(hù)范圍。
[0013]本控制系統(tǒng)其技術(shù)特征是:圖1中，6表示控制系統(tǒng)，含有變頻器的控制系統(tǒng)；控制系統(tǒng)是本案的顯著技術(shù)特征。傳統(tǒng)的母站沒有這樣的控制系統(tǒng)。本控制系統(tǒng)還有這些技術(shù)特征:接收壓力傳感器信號，輸出動力電源，控制壓縮機上的電機轉(zhuǎn)速；控制系統(tǒng)含有變頻器是本案的技術(shù)特點。其技術(shù)特征是:7表示控制系統(tǒng)與加氣柱壓力信號傳輸管路；8表示控制系統(tǒng)與壓縮機壓力信號傳輸管路；9表示控制系統(tǒng)與壓縮機連接的控制的電力管路。
[0014]壓縮機其技術(shù)特征是:圖1中，4表示壓縮機，5表示壓縮機出口壓力傳感器；市面上含有電機的天然氣壓縮機，壓縮機出口處含有出口壓力傳感器:
[0015]加氣柱其技術(shù)特征是:
[0016]I表不加氣柱；2表不加氣柱內(nèi)出口壓力傳感器；加氣柱上包含加氣按鍵。
[0017]加氣柱是專門對氣瓶組拖車充裝壓縮天然氣的充裝設(shè)備，也叫加氣機；含有出口壓力傳感器；加氣柱分別設(shè)有20MPa加注信號按鍵，對20MPa氣瓶組拖車充氣；和25MPa加注信號按鍵，對25MPa氣瓶組拖車充氣；
[0018]加氣柱的上的一個加注信號按鍵可以預(yù)先設(shè)置，與控制系統(tǒng)連鎖。通過設(shè)置修改加氣信號按鍵屬性，分別實現(xiàn)20MPa加注信號按鍵，對20MPa氣瓶組拖車充氣；和25MPa加注信號按鍵，對25MPa氣瓶組拖車充氣的兩種功能；也就是實現(xiàn)了母站上的兩種充裝壓力。
[0019]母站上加氣柱可以分別是專門的20MPa加注信號按鍵的加氣柱，對20MPa氣瓶組拖車完氣；和專門是25MPa加注信號按鍵的加氣柱，對25MPa氣瓶組拖車充氣。其母站工藝管路都是一樣的，
[0020]這些都在本發(fā)明的專利保護(hù)的范圍內(nèi)。
[0021]—種工況是對20MPa氣瓶拖車加氣；一種對大于20MPa氣瓶拖車充裝氣體；采用本案方法，只要對大于20MPa氣瓶拖車充裝氣體都在本案的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0022]管路其技術(shù)特征:含壓力傳感器傳輸信號管路(圖1中7、8)、動力電力管路(圖1中9)、壓縮機與加氣柱之間氣體輸送管路(圖1中3);
[0023]使得壓縮機的出口壓力恒定在額定值上，其技術(shù)特征是，變頻器控制電機頻率，即控制壓縮機出口壓力恒定在額定值上，其恒定其技術(shù)特征是在額定值上下小范圍波動，變頻器依據(jù)壓縮機出口壓力信號的變化來控制壓縮機電機的頻率使其轉(zhuǎn)速變化來保證出口壓力變化在允許的范圍內(nèi)。這是變頻器領(lǐng)域的專業(yè)人士能實現(xiàn)的，本案把天然氣管道技術(shù)、壓縮機技術(shù)和變頻器三大領(lǐng)域中的專業(yè)集中在一起，解決本案中所遇到的難題，非顯而易見，需要幾個領(lǐng)域?qū)I(yè)知識結(jié)合發(fā)揮創(chuàng)造性勞動才能解決。
[0024]本發(fā)明核心技術(shù)原理是:
[0025]當(dāng)壓縮機出口壓力達(dá)到額定值