一种液化天然气供气系统及其使用方法

摘要

本发明提供了一种液化天然气供气系统及其使用方法，该系统包括：液化天然气罐，水浴气化器，水浴气化器连接有出气管路，还包括用于加热气化的天然气的水浴加热器，且水浴加热器的出气口与出气管路连通；还包括：相变蓄热装置，包括：电加热器，通过电加热器蓄热的相变材料层，以及与相变材料层进行换热的换热管道；其中，换热管道分别与水浴气化器及水浴加热器连通形成循环管路。在上述实施例中，通过相变蓄热装置对水浴加热器提供热量，且相变蓄热装置蓄热能力强，相变温度高，占地面积少，在天然气系统中，将相变蓄热运用到小型天然气站点的气化和加热过程，利用白天和夜间的峰谷电价差实现夜晚储能白天气化，可以为气化站节约能耗。

权利要求

1.一种液化天然气供气系统，其特征在于，包括：液化天然气罐，与所述液化天然气罐通过管道连通并用于气化天然气的水浴气化器，所述水浴气化器连接有出气管路，还包括与所述水浴气化器连通并用于加热气化的天然气的水浴加热器，且所述水浴加热器的出气口与所述出气管路连通；还包括：相变蓄热装置，包括：电加热器，通过电加热器蓄热的相变材料层，以及与所述相变材料层进行换热的换热管道；其中，所述换热管道分别与所述水浴气化器及所述水浴加热器连通形成循环管路。

2.如权利要求1所述的液化天然气供气系统，其特征在于，所述液化天然气罐还连接有槽车泄液管。

3.如权利要求2所述的液化天然气供气系统，其特征在于，所述液化天然气罐还连接有增压液相管及增压气相管，其中，所述增压液相管及增压气相管分别用于与槽车增压液相接口和槽车增压气相接口连接；还包括：水浴增压气化器，分别与所述槽车泄液管、所述增压气相管及所述换热管道连通，并利用所述换热管道提供的热量气化所述槽车泄液管提供的液化天然气；并通过所述增压气相管将气化的天然气输送到槽车。

4.如权利要求3所述的液化天然气供气系统，其特征在于，所述水浴增压气化器与所述换热管道连通的输入端设置有第一自动阀；

所述水浴增压气化器与槽车液相管及所述增压气相管连接的管道上分别设置有第二自动阀及第三自动阀；

还包括控制装置，所述控制装置在槽车的压力降低时，控制所述第一自动阀、第二自动阀及第三自动阀打开。

5.如权利要求4所述的液化天然气供气系统，其特征在于，所述液化天然气罐上还设置有液位计；所述槽车泄液管上设置有第四自动阀，所述控制装置在所述液位计检测的液位超过设定值时，控制所述第四自动阀关闭。

6.如权利要求5所述的液化天然气供气系统，其特征在于，所述出气管路上设置有温度表；

介于所述水浴加热器与所述出气管路的连接口与所述水浴气化器与所述出气管路连接口之间的出气管道部分设置有第五自动阀；

所述水浴气化器与所述水浴加热器之间的管道上设置有第六自动阀；

所述水浴加热器与所述换热管道连接的管道设置有第七自动阀；

所述控制装置在所述温度表检测的气化天然气的温度低于设定值时，控制所述第五自动阀关闭，所述第六自动阀及第七自动阀打开。

7.如权利要求6所述的液化天然气供气系统，其特征在于，所述液化天然气罐与所述水浴气化器之间的管道上设置有第八自动阀；还包括：检测空气中液化气含量的检测器；

报警装置；

所述控制装置还用于在所述检测器检测的液化气含量高于设定值时，控制所述报警装置发出警报，并控制所述第八自动阀关闭。

8.如权利要求2所述的液化天然气供气系统，其特征在于，所述槽车泄液管与所述水浴气化器连通，且所述槽车泄液管与所述水浴气化器之间连通的管道上设置有阀门。

9.如权利要求1～8任一项所述的液化天然气供气系统，其特征在于，所述出气管路上设置有供气总阀、调压阀组以及流量计。

10.一种如权1所述液化天然气供气系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：通过相变蓄热装置对水浴气化器及水浴加热器供热；

通过水浴气化器气化液化天然气罐中的天然气，并通过出气管路将气化的天然气供给用户；

在水浴气化器气化的天然气温度低于设定值时，通过水浴加热器加热天然气后通过出气管路供给用户。

说明书

一种液化天然气供气系统及其使用方法

技术领域

[0001] 本发明涉及到供气系统，尤其涉及到一种液化天然气供气系统及其使用方法。

背景技术

[0002] 经过近10年的加速发展，我国小型液化天然气产业链不断完善、商业运营模式日趋成熟、应用领域不断扩大、市场需求量快速增长、商业投资和商业推广应用活动日趋活跃，由此在改善偏远地区居民生活燃料结构、提高居民生活质量、降低车辆燃料成本、缓解城市空气污染、保障城市能源安全稳定供应等方面取得了立竿见影的效果。

[0003] 在使用液化天然气之前，需要利用气化装置将温度为-153℃的液化天然气提高至5℃左右的天然气，加热方式可以是间接的(蒸气加热式气化器，热水水浴式气化器，自然通风空浴式气化器，强制通风式气化器，电加热式气化器，固体导热式气化器或传热流体)，也可以是直接的(热气或浸没燃烧)。

[0004] 传统的液化天然气气化器都需要外接能源，空温式气化器没有外接电源，但是在温度较低的地区和晚上就不能很好的适用；另外如果气化后的气体温度过低，还需要加热器对气体加热，而这些热量大部分是通过电来加热。现有技术中，可利用太阳能蓄热来为液化天然气气化器提供热源，但太阳能蓄热能力低，不能完全为气化器提供能量，并且太阳能蓄热夜晚不能使用，还需要提供电力辅助。

发明内容

[0005] 本发明提供了一种液化天然气供气系统及其使用方法，用以降低供气系统的能耗。

[0006] 本发明提供了一种液化天然气供气系统，该系统包括：液化天然气罐，与所述液化天然气罐通过管道连通并用于气化天然气的水浴气化器，所述水浴气化器连接有出气管路，还包括与所述水浴气化器连通并用于加热气化的天然气的水浴加热器，且所述水浴加热器的出气口与所述出气管路连通；还包括：

[0007] 相变蓄热装置，包括：电加热器，通过电加热器蓄热的相变材料层，以及与所述相变材料层进行换热的换热管道；其中，所述换热管道分别与所述水浴气化器及所述水浴加热器连通形成循环管路。

[0008] 在上述实施例中，通过相变蓄热装置对水浴加热器提供热量，且相变蓄热装置蓄热能力强，相变温度高，占地面积少，在天然气系统中，将相变蓄热运用到小型天然气站点的气化和加热过程，利用白天和夜间的峰谷电价差实现夜晚储能白天气化，可以为气化站节约能耗。

[0009] 在一个具体的实施方案中，所述液化天然气罐还连接有槽车泄液管。通过槽车泄液管与槽车连接，从而可以给液化天然气罐补充天然气。

[0010] 在一个具体的实施方案中，所述液化天然气罐还连接有增压液相管及增压气相管，其中，所述增压液相管及增压气相管分别用于与槽车增压液相接口和槽车增压气相接口连接；还包括：

[0011] 水浴增压气化器，分别与所述槽车泄液管、所述增压气相管及所述换热管道连通，并利用所述换热管道提供的热量气化所述槽车泄液管提供的液化天然气；并通过所述增压气相管将气化的天然气输送到所述槽车。在槽车压力过低时，通过水浴增压气化器气化天然气给槽车补充压力，保证槽车内有足够的压力将液化天然气压入到液化天然气罐中。

[0012] 在一个具体的实施方案中，所述水浴增压气化器与所述换热管道连通的输入端设置有第一自动阀；

[0013] 所述水浴增压气化器与所述槽车液相管及所述增压气相管连接的管道上分别设置有第二自动阀及第三自动阀；

[0014] 还包括控制装置，所述控制装置在槽车的压力降低时，控制所述第一自动阀、第二自动阀及第三自动阀打开。通过控制装置实现自动化控制。

[0015] 在一个具体的实施方案中，所述液化天然气罐上还设置有液位计；所述槽车泄液管上设置有第四自动阀，所述控制装置在所述液位计检测的液位超过设定值时，控制所述第四自动阀关闭。实现自动控制加液的过程。

[0016] 在一个具体的实施方案中，所述出气管路上设置有温度表；

[0017] 介于所述水浴加热器与所述出气管路的连接口与所述水浴气化器与所述出气管路连接口之间的出气管道部分设置有第五自动阀；

[0018] 所述水浴气化器与所述水浴加热器之间的管道上设置有第六自动阀；

[0019] 所述水浴加热器与所述换热管道连接的管道设置有第七自动阀；

[0020] 所述控制装置在所述温度表检测的气化天然气的温度低于设定值时，控制所述第五自动阀关闭，所述第六自动阀及第七自动阀打开。自动控制是否对气化天然气进行加热。

[0021] 在一个具体的实施方案中，所述液化天然气罐与所述水浴气化器之间的管道上设置有第八自动阀；还包括：

[0022] 检测空气中液化气含量的检测器；

[0023] 报警装置；

[0024] 所述控制装置还用于在所述检测器检测的液化气含量高于设定值时，控制所述报警装置发出警报，并控制所述第八自动阀关闭。提高了在使用时的安全性。

[0025] 在一个具体的实施方案中，所述槽车泄液管与所述水浴气化器连通，且所述槽车泄液管与所述水浴气化器之间连通的管道上设置有阀门。通过槽车直接供气。

[0026] 在一个具体的实施方案中，所述出气管路上设置有供气总阀、调压阀组以及流量计。

[0027] 本发明还提供了一种液化天然气供气系统的使用方法，该方法包括以下步骤：

[0028] 通过相变蓄热装置对水浴气化器及水浴加热器供热；

[0029] 通过水浴气化器气化液化天然气罐中的天然气，并通过出气管路将气化的天然气供给用户；

[0030] 在水浴气化器气化的天然气温度低于设定值时，通过水浴加热器加热天然气后通过出气管路供给用户。

附图说明

[0031] 图1为本发明实施例提供的液化天然气供气系统的结构示意图。

具体实施方式

[0032] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

[0033] 如图1所示，图1示出了本实施例提供的液化天然气供气系统的结构示意图。

[0034] 本发明实施例提供了一种液化天然气供气系统，该系统包括：液化天然气罐1、水浴气化器2、水浴加热器4以及相变蓄热装置3；其中，液化天然气罐1用于存储液态的天然气，水浴气化器2与液化天然气罐1通过管道连通，并用于将液化天然气罐1输送出的液态天然气进行气化，气化后的天然气通过水浴气化器2连通的出气管路输送到用户。

[0035] 在本实施例中，水浴气化器2还连接了水浴加热器4，在具体设置时，出气管路上设置了旁路，旁路上设置了水浴加热器4，该水浴加热器4用于加热水浴气化器2气化的天然气，从而使得天然气的温度达到要求。在温度较低时，旁路打开，通过水浴加热器4对天然气进行加热。当温度合适时，旁路关闭，直接通过出气管路输出。

[0036] 在具体气化以及加热时，均是通过相变蓄热装置3来提供热量的，及水浴加热器4及水浴气化器2分别与相变蓄热装置3连接。在具体连接时，相变蓄热装置3，包括：电加热器，通过电加热器蓄热的相变材料层，以及与相变材料层进行换热的换热管道；其中，换热管道分别与水浴气化器2及水浴加热器4连通形成循环管路。通过相变蓄热装置3对水浴加热器4提供热量，且相变蓄热装置3蓄热能力强，相变温度高，占地面积少，在天然气系统中，将相变蓄热运用到小型天然气站点的气化和加热过程，利用白天和夜间的峰谷电价差实现夜晚储能白天气化，可以为气化站节约能耗。

[0037] 在具体设置时，出气管路上设置有温度表；并且介于水浴加热器4与出气管路的连接口与水浴气化器2与出气管路连接口之间的出气管道部分设置有第五自动阀23；水浴气化器2与水浴加热器4之间的管道上设置有第六自动阀22；水浴加热器4与换热管道连接的管道设置有第七自动阀20；控制装置在温度表检测的气化天然气的温度低于设定值时，控制第五自动阀23关闭，第六自动阀22及第七自动阀20打开。自动控制是否对气化天然气进行加热。即在温度低于设定阈值时，第五自动阀23关闭，此时，出气管路被部分(介于水浴气化器2与水浴加热器4之间的部分)关闭，第六自动阀22打开，水浴气化器2与水浴加热器4连通，水浴加热器4与出气管路连通，第七自动阀20打开，水浴加热器4与相变蓄热装置3的换热管道形成循环的管道，从而使得相变蓄热装置3给水浴加热器4提供热能。

[0038] 在具体设置时，液化天然气罐1还连接有槽车泄液管8。通过槽车泄液管8与槽车连接，从而可以给液化天然气罐1补充天然气。在具体进行加液时，液化天然气罐1上还设置有液位计，以检测液化天然气罐1中的液位高度。此外，槽车泄液管8上设置有第四自动阀14，控制装置在液位计检测的液位超过设定值时，控制第四自动阀14关闭。在具体使用时，通过槽车泄液管8与槽车连接，并通过槽车给液体天然气罐1提供液化天然气，并且设置在液化天然气罐1上的液位计检测液化天然气罐1内的液位高度，当检测的高度达到设定值时，控制装置控制第四自动阀14关闭，槽车停止供液。

[0039] 此外，在槽车供液时，槽车内的压力会逐渐降低，在具体设置时，槽车泄液管8上设置了槽车压力表30，当槽车压力表30的压力降低时，说明槽车内的压力降低，此时，为保证槽车有足够的压力将液化天然气供给液化天然气罐1，在本实施例中，液化天然气罐1还连接有增压液相管6及增压气相管7，其中，增压液相管6及增压气相管7分别用于与槽车增压液相接口和槽车增压气相接口连接；还包括：水浴增压气化器5，分别与槽车液相管6、增压气相管7及换热管道连通，并利用换热管道提供的热量气化槽车液相管6提供的液化天然气；并通过增压气相管7将气化的天然气输送到槽车。从而车压力过低时，通过水浴增压气化器5气化天然气给槽车补充压力，保证槽车内有足够的压力将液化天然气压入到液化天然气罐1中。在具体实施时，水浴增压气化器5与换热管道连通的输入端设置有第一自动阀33；水浴增压气化器5与槽车液相管6及增压气相管7连接的管道上分别设置有第二自动阀
16及第三自动阀15；控制装置在槽车的压力降低时，即槽车压力表30检测的槽车泄液管8上压力比较低时，控制第一自动阀33、第二自动阀及第三自动阀15打开。在第一自动阀33打开时，水浴增压气化器5与相变蓄热装置3连通，相变蓄热装置3给水浴增压气化器5提供热量，在第二自动阀及第三自动阀15打开时，水浴气化器2与槽车泄液管8及增压气相管7连通，槽车泄液管8中的液态天然气进入到水浴气化器2进行加热气化，之后通过增压气相管7输送到槽车中进行增压。保证槽车能够正常的输送液态天然气。

[0040] 此外，本申请实施例提供的系统为了保证安全，在液化天然气罐1与水浴气化器2之间的管道上设置有第八自动阀18；该系统还包括：检测空气中液化气含量的检测器；报警装置34；控制装置还用于在检测器检测的液化气含量高于设定值时，控制报警装置34发出警报，并控制第八自动阀18关闭。即通过检测器检测空气中的天然气含量，并且通过控制装置控制第八自动阀18及报警装置34，以在出现天然气泄漏时，关闭液化天然气罐1，提高了在使用时的安全性。

[0041] 此外，本实施例中的系统还可以直接通过槽车进行供气，具体的，槽车泄液管8与水浴气化器2连通，且槽车泄液管8与水浴气化器2之间连通的管道上设置有阀门21。在槽车泄液管8与槽车连通时，打开阀门21，槽车泄液管8直接将液化天然气输送到水浴气化器2中进行气化，之后，通过出气管路输出，并且当温度较低时，通过水浴加热器4进行加热后输出。

[0042] 在一个具体的实施方案中，出气管路上设置有供气总阀、调压阀组以及流量计。用于调整以及通气输出的气体总量。

[0043] 此外，在本实施例中，为了保证系统的安全性，每个自动阀们对应串联了一个手动阀门。

[0044] 为了方便理解本实施例提供的系统，下面结合图1以及具体的实施例进行详细的描述。

[0045] (1)天热气槽车对储罐加注和槽车增压：

[0046] 当液位计28显示液位过低时，需要用天热气槽车对液化天然气罐1加注天热气。槽车卸液出口软管与槽车卸液管8连接，使手动阀11、13、37处于常开状态，控制装置切换为加注模式，自动打开自动阀14，关闭自动阀21，槽车内的天热气进入液化天然气罐1对储罐加注天热气，当槽车压力表30显示压力过低时，为槽车内压力不足，将槽车自增压液相、气相软管分别连接槽车增压液相管6和槽车增压气相管7，使手动阀9、10处于常开状态，控制装置打开自动阀15、16，槽车内天热气通过水浴增压气化器5气化后回到槽车气相对槽车增压。当储罐内的液位计28检测到储罐液位达到加注要求的高位时，利用液位计28的远程传送功能上传信号，通过控制装置将控制自动阀14、15、16关闭，停止加注。当气罐压力表29显示压力过高时，使手动阀31、46处于常开状态，系统自动控制打开供气总阀32进行放空。

[0047] (2)储罐对用户供气：

[0048] 本发明还提供了一种液化天然气供气系统的使用方法，该方法包括以下步骤：

[0049] 通过相变蓄热装置对水浴气化器及水浴加热器供热；

[0050] 通过水浴气化器气化液化天然气罐中的天然气，并通过出气管路将气化的天然气供给用户；

[0051] 在水浴气化器气化的天然气温度低于设定值时，通过水浴加热器加热天然气后通过出气管路供给用户。

[0052] 具体的，控制装置切换为供气模式关闭自动阀14，使手动阀17处于常开状态，自动打开自动阀12和供气总阀32，液化天然气罐1内的天热气经过水浴式气化器2气化后，经过调压阀25、流量计26到达连接至供气接口的用户端使用。当温度表27显示气体温度过低时，使手动阀19常开，关闭自动阀23，打开自动阀20、22，气体通过水浴加热器4进行加热，其中手动阀24为常开阀。

[0053] 相变蓄热装置工作，水浴汽化器2、水浴加热器4、水浴增压气化器5内部水浴为循环用水，热水由相变蓄热装置3提供。相变蓄热装置3内部由相变材料所填充，相变材料经过电加热后温度升高，随后放热使相变蓄热装置3内部的循环水加热，热水通过管道分别供应给水浴汽化器2、水浴加热器4、水浴增压气化器5，水浴汽化器2、水浴加热器4、水浴增压气化器5气化后的冷却水循环进入相变蓄热装置3后重新加热循环使用。白天相变蓄热装置3停止蓄热，由电加热器直接给水浴汽化器2、水浴加热器4、水浴增压气化器5提供汽化热量，夜晚相变蓄热装置3开始蓄热并且同时为供气系统提供汽化热量。

[0054] (3)紧急切断：

[0055] 当可燃气体探测报警装置34或36报警，为发生了天然气泄露，此时控制装置立即关闭供气总阀32，防止泄露扩大。当低温探测报警装置35报警时，为发生了天热气泄露，此时控制装置立即关闭供气总阀32和自动阀12、14、15，防止泄露扩大。

[0056] (4)槽车增压：

[0057] 当槽车压力表30显示压力过低时，为槽车内压力不足，将槽车自增压液相、气相软管分别连接槽车增压液相管6和槽车增压气相管7，使手动阀9、10处于常开状态，控制装置打开自动阀15、16，槽车内天热气通过水浴增压气化器5气化后回到槽车气相对槽车增压。

[0058] (5)槽车对用户供气：

[0059] 系统切换为槽车供气模式，关闭自动阀14、12、18，打开自动阀21和供气总阀32，液化天然气罐1内的天热气经过水浴式气化器2气化后，经过调压阀25、流量计26到达连接至供气接口的用户端使用。当温度表27显示气体温度过低时，使手动阀19常开，关闭自动阀23，打开自动阀20、22，气体通过水浴加热器4进行加热，其中手动阀24为常开阀。

[0060] 通过上述描述可以看出，通过相变蓄热装置对水浴加热器提供热量，且相变蓄热装置蓄热能力强，相变温度高，占地面积少，在天然气系统中，将相变蓄热运用到小型天然气站点的气化和加热过程，利用白天和夜间的峰谷电价差实现夜晚储能白天气化，可以为气化站节约能耗。

[0061] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。