一种实现CNG加气站进气压力任意变化的方法

摘要

本发明涉及一种实现CNG加气站进气压力任意变化的方法，其能使天然气加气站进气管道内压力任意变化，供气稳定，电动机不超负荷，且具有节省能量的功能；此外还可使常规站与子站兼容，解决了冬夏季供气不足的问题。本发明采用的技术方案为：根据型谱图控制压缩机的工作级数，当管道内天然气压力为0.15MPa～0.7MPa时，压缩机采用四级压缩；当管道内天然气压力为0.8MPa～2.5MPa时，压缩机采用三级压缩；当管道内天然气压力为2.5MPa～6.5MPa时，压缩机采用两级压缩；当管道内压力大于6.5MPa时，采用一级压缩。

权利要求

1.一种用于进气压力任意变化的CNG加气站天然气压缩机与系统的实现方法，其特征在于：根据型谱图控制压缩机的工作级数，当管道内天然气压力为0.15MPa～0.7MPa时，压缩机采用四级压缩；当管道内天然气压力为0.8MPa～2.5MPa时，压缩机采用三级压缩；当管道内天然气压力为2.5MPa～6.5MPa时，压缩机采用两级压缩；当管道内压力大于

6.5MPa时，采用一级压缩；所述的压缩机的压缩机气缸由一级缸(13)、二级缸(14)、三级缸(15)和四级缸(16)构成，一级缸(13)、二级缸(14)、三级缸(15)和四级缸(16)之间通过管道连通，一级缸(13)和二级缸(14)分别接天然气管道，并分别设置有截止阀，一级缸(13)上设置有压开进气阀装置(10)，四级缸(16)接售气机和储气瓶；四级缸(16)并与自运气瓶罐车通过管道连通，四级缸(16)与售气机和储气瓶之间连有后冷却器(9)，二级缸(14)与三级缸(15)的管道上、三级缸(15)与四级缸(16)的管道上连有截止阀，自运气瓶罐车连在四级缸(16)进气管道上，自运气瓶罐车与四级缸(16)进气管道之间连有截止阀，各级缸之间连有中间冷却器；当压力超过每级的最大压力时，切换到下一级的进气，前几级作回路，末级进气管上接上另一进气管道，作为常规站兼子站两种运行工况操作。

2.根据权利要求1所述的用于进气压力任意变化的CNG加气站天然气压缩机与系统的实现方法，其特征在于：压缩机气缸包括一个双作用中压气缸；一个低中压倒级差气缸；一个倒级差高压气缸。

3.根据权利要求2所述的用于进气压力任意变化的CNG加气站天然气压缩机与系统的实现方法，其特征在于：一级缸(13)上设有1～3个压力调节阀装置。

说明书

一种实现CNG加气站进气压力任意变化的方法

一、技术领域：

[0001] 本发明涉及一种压缩机系统与系列，尤其是涉及一种实现CNG加气站进气压力任意变化的方法，其适用于母站、常规站以及常规站-子站兼容的CNG加气站。二、背景技术：

[0002] 由于天然气汽车所用的压缩天然气-CNG，大都由CNG加气站供应。来之于管道的天然气，在进入压缩机前，其压力因地、因时而不同，它们可能在0.15MPa～7MPa之间变化。在主干道附近压力为3MPa～7MPa；城市门站前的干道内压力为0.8MPa～3.0MPa；城市管网中的压力为0.15MPa～0.6MPa。例如西安市的一个干道内冬季压力为3.0MPa，而夏季则为1.1MPa；又如一个城市管网中的压力常年在0.25MPa～0.72MPa之间变化，因此要求加气站的加压系统能够随时、随地的适应这种变化。一些加气站压缩机的生产企业取一个平均压力值来设计压缩机，当压力超过平均值时，采用节流的办法来降低压力，这样便会浪费有用能量；当压力低于平均值时，压缩机可以运行，但供气量便会减少。由此，使加气站的用户总感到不满足。此外，对加气站设计时要确定稳定供气与电能消耗也产生困难。
三、发明内容：

[0003] 本发明为了解决上述背景技术中的不足之处，提供一种实现CNG加气站进气压力任意变化的方法，其能使天然气加气站进气管道内压力任意变化，供气稳定，电动机不超负荷，且具有节省能量的功能；此外还可使常规站与子站兼容，解决了冬夏季供气不足的问题。

[0004] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

[0005] 一种用于进气压力任意变化的CNG加气站天然气压缩机与系统的实现方法，其特征在于：根据型谱图控制压缩机的工作级数，当管道内天然气压力为0.15MPa～0.7MPa时，压缩机采用四级压缩；当管道内天然气压力为0.8MPa～2.5MPa时，压缩机采用三级压缩；当管道内天然气压力为2.5MPa～6.5MPa时，压缩机采用两级压缩；当管道内压力大于6.5MPa时，采用一级压缩；所述的压缩机的压缩机气缸由一级缸、二级缸、三级缸和四级缸构成，一级缸、二级缸、三级缸和四级缸之间通过管道连通，一级缸和二级缸分别接天然气管道，并分别设置有截止阀，一级缸上设置有压开进气阀装置，四级缸接售气机和储气瓶；
四级缸并与自运气瓶罐车通过管道连通，四级缸与售气机和储气瓶之间连有后冷却器，二级缸与三级缸的管道上、三级缸与四级缸的管道上连有截止阀，自运气瓶罐车连在四级缸进气管道上，自运气瓶罐车与四级缸进气管道之间连有截止阀，各级缸之间连有中间冷却器；当压力超过每级的最大压力时，切换到下一级的进气，前几级作回路，末级进气管上接上另一进气管道，作为常规站兼子站两种运行工况操作。

[0006] 上述压缩机气缸包括一个双作用中压气缸；一个低中压倒级差气缸；一个倒级差高压气缸。

[0007] 一级缸上设有1～3个压力调节阀装置。

[0008] 与现有技术相比，本发明具有的优点和效果如下：

[0009] 1、本发明可提供加气站用户根据系列型谱，按加气站所在地区天然气管道内压力变化范围确定供气量与电能消耗以及压缩机级数；

[0010] 2、本发明可适应天然气管道压力任意变化的环境，相同的电动机功率可增加供气量1.1～1.3倍，并且充分利用管道内的气体压力，减少加气站电能消耗。四、附图说明：

[0011] 图1为本发明的系列型谱图；

[0012] 图2为压缩机气缸结构系统的示意图；

[0013] 图3为压缩机低压的一、二级与高压的三、四级倒级差气缸结构示意图；

[0014] 图4为本发明中压力调节阀的工作原理图。

[0015] 图中，1-截止阀，2-截止阀，3-截止阀，4-截止阀，5-截止阀，6-中间冷却器，7-中间冷却器，8-中间冷却器，9-后冷却器，10-压开进气阀装置，11-一、二级倒级差气缸，12-三、四级倒级差气缸，13-一级缸，14-二级缸，15-三级缸，16-四级缸。
五、具体实施方式：

[0016] 参见图1，图1为本发明的系列型谱图，加气站压缩机是一个系列产品，共有三个对动式机座，对应的活塞力为6～8吨、9～12吨、13～16吨，压缩机气缸结构包括一个双作用中压气缸；一个低中压倒级差气缸；一个倒级差高压气缸。每台压缩机以电动机功率为基础，每一个功率的电动机，可以适应多种进气压力与多种供气量。根据型谱图按进气压力范围定压缩机的工作级数，当管道内天然气压力为0.15MPa～0.7MPa时，压缩机采用四级压缩；当管道内天然气压力为0.8MPa～2.5MPa时，压缩机采用三级压缩；当管道内天然气压力为2.5MPa～6.5MPa时，压缩机采用两级压缩；当管道内压力大于6.5MPa时，采用一级压缩。

[0017] 参见图2，当为常规站时，压缩机气缸由一级缸13、二级缸14、三级缸15和四级缸16构成，一级缸13、二级缸14、三级缸15和四级缸16之间通过管道连通，一级缸13和二级缸14分别接天然气管道，并分别设置有截止阀，一级缸13上设置有压开进气阀装置10，四级缸16接售气机和储气瓶，各级缸之间连有中间冷却器。四级缸16若与运气瓶罐车通过管道连通，四级缸16与售气机和储气瓶之间连有后冷却器9，二级缸14与三级缸15的管道上、三级缸15与四级缸16的管道上连有截止阀，自运气瓶罐车连在四级缸16进气管道上，自运气瓶罐车与四级缸16进气管道之间连有截止阀，这样便有子站运行功能。根据进气压力的高低，低压级气缸可逐次去消。

[0018] 参见图3，图3所示其右端为一、二级倒级差气缸11，左端为三、四级倒级差气缸16。

[0019] 实际工作时，当管道中压力存在跨越两个压力段时，例如0.5MPa～0.8MPa时，则第一级采用压开进气阀机构使第一级仅作为进气通道而不正常工作，由第二级开始进气；当压力超过2.5MPa时，第二级进气阀压开，第二级仅为通道，由第三级开始进气。第一级和第二级分别接有进气管道，当进气压力超越第一级范围时，切换成第二级进气，第一级打回路；当进气压力超越第二级范围时，第一级、第二级打回路，由第三级进气。末级进气管上接上另一进气管道，便可作为常规站(标准站)兼子站两种运行工况操作。

[0020] 在0.15MPa～0.7MPa、0.8MPa～2.6MPa、2.6MPa～7.0MPa三个压力段中，为适应该段中的压力变化，采用1-3个压力调节阀，该阀结构为本发明申请人的专利(专利号：ZL200720031723.3)。参见图4，压力调节阀的工作原理为：压缩机的第一级气缸容积按可能的最低进气压力Ps来设计其Vh大小尺寸；当进气压力升高时，如为Ps’时，气缸工作腔内接入一相应的补助余隙容积Vc以保证其吸进的气体容积折合成供气状态基本保持不变。
如图4，按管道内压力变化的范围大小，补助余隙容积大小可做成可连续变化的或分别做成几个小的固定容积Vc1、Vc2、Vc3...，随压力升高逐次接入。