母加气站.pdf

一种全新的母加气站，仅由低温罐式集装箱(槽车)、低温液相高压泵、汽化器、多个储气装置构成，引入子加气站的多储气装置概念，建立了子母站多储气装置互换与循环机制，其多储气装置为母站形成了巨大储气能力，节省了低温LNG储液罐、CNG储气罐等大型设备的投入，其多储气装置与子加气站配套，杜绝中间环节和重复工序，由于LNG易于远程运输，采用L-CNG汽化思路构建母加气站，高效、快捷，在全国非常容易构建CNG销售网络。全新的子母加气站技术，全程没有使用一台压缩机，日常消耗低，效益高。较现有国内引进的国外先进技术即压缩机式和液压式CNG销售网络有着非常大的技术优势和成本优势。

1、  建立母加气站的方法，是由低温罐式集装箱(槽车)、低温液相高压泵、汽化器、多个储气装置构成的，其技术特征是：多个储气装置其每个储气装置是由多个可充满25MPa高压CNG压缩天然气储气瓶构成。

2、  如权利要求1所述的建立母加气站的方法，其所述的多个储气装置其每个储气装置是由多个可充满25MPa高压CNG压缩天然气储气瓶构成，其储气装置技术特征是：储气装置是由多管束集装箱、集装箱类似物或多长管拖车构成。

3、  如权利要求2所述的建立母加气站的方法，其所述的储气装置是由多管束集装箱、集装箱类似物或多长管拖车构成的，其多管束集装箱、集装箱类似物或多长管拖车技术特征是：在母加气站与汽化器连接，在子加气站与优先顺序控制器连接。

4、  如权利要求2所述的建立母加气站的方法，其所述的储气装置是由多管束集装箱、集装箱类似物或多长管拖车构成的，其多管束集装箱、集装箱类似物或多长管拖车技术特征是：在母子站之间互换与循环，在母站形成巨大的储气能力，使母站LNG汽化生产CNG顺畅。

5、  如权利要求1所述的建立母加气站的方法，其所述的多个储气装置其每个储气装置是由多个可充满25MPa高压CNG压缩天然气储气瓶构成，其多个可充满25MPa高压CNG压缩天然气储气瓶的技术特征是：多个可充满25MPa高压CNG压缩天然气储气瓶数要多，体积要大，以其重量(含装载气体)之和不要超过国家公路限载吨位为限，其摆放安装外型尺寸不要超过国家公路限宽、限高要求的限制为限，储气瓶个数在4至60个之间。

6、  一种母加气站，是由低温罐式集装箱(槽车)、低温液相高压泵、汽化器、多个储气装置构成的，其技术特征是：多个储气装置其每个储气装置是由多个可充满25MPa高压CNG压缩天然气储气瓶构成。

7、  如权利要求6所述的一种母加气站，其所述的多个储气装置其每个储气装置是由多个可充满25MPa高压CNG压缩天然气储气瓶构成，其储气装置技术特征是：储气装置是由多管束集装箱、集装箱类似物或多长管拖车构成。

8、  如权利要求7所述的一种母加气站，其所述的储气装置是由多管束集装箱、集装箱类似物或多长管拖车构成的，其多管束集装箱、集装箱类似物或多长管拖车技术特征是：在母加气站与汽化器连接，在子加气站与优先顺序控制器连接。

9、  如权利要求7所述的一种母加气站，其所述的储气装置是由多管束集装箱、集装箱类似物或多长管拖车构成的，其多管束集装箱、集装箱类似物或多长管拖车技术特征是：在母子站之间互换与循环，在母站形成巨大的储气能力，使母站LNG汽化生产CNG顺畅。

10、  如权利要求6所述的一种母加气站，其所述的多个储气装置其每个储气装置是由多个可充满25MPa高压CNG压缩天然气储气瓶构成，其多个可充满25MPa高压CNG压缩天然气储气瓶的技术特征是：多个可充满25MPa高压CNG压缩天然气储气瓶数要多，体积要大，以其重量(含装载气体)之和不要超过国家公路限载吨位为限，其摆放安装外型尺寸不要超过国家公路限宽、限高要求的限制为限，储气瓶个数在4至60个之间。

母加气站
技术领域
涉及建立母加气站的方法和设备，为前一个申请名称为“子加气站”专利配套，具体点就是用低温罐式集装箱(槽车)、低温液相高压泵、汽化器、多个储气装置构成母加气站将LNG液态天然气汽化为子加气站提供源源不断的CNG压缩天然气。
本发明母加气站快捷而又灵活地与子加气站形成液态天然气LNG向压缩天然气CNG转化的销售网络。
背景技术
为给使用压缩天然气(CNG)作为燃料的汽车加气，常规的方法就是采用“子母站”的形式形成销售网络给CNG燃料汽车加气。
现有的母加气站的功能目前我国都是从天然气输气管线(道)取气，经过调压、计量、脱水后进入压缩机升压，把压缩的天然气CNG燃料充入钢瓶(钢罐)或管束拖车中，或没有拖车时，把压缩的天然气CNG燃料充入至站内储气钢瓶组内备存，再利用站内储气钢瓶组中的高、中、低压与压缩机共同作用把压缩的天然气CNG燃料充入钢瓶(钢罐)或长管拖车中，再送往子加气站.
钢瓶(钢罐)或长管拖车为子加气站输送气源，往返于子母站之间。其技术特征是：与子母站的储气罐(瓶组)连接并通过压缩机或液压泵作用完成对CNG燃料汽车加气。
缺点是：从天然气输气管线(道)取气，工艺复杂，设备繁多，受居民用气高峰限制，用气没有保障。国内子母站其母站大都是依据天然气管道建站，采用此法建站，难以形成销售网络。
国内几个大型LNG气化站(接收站)，如广东大鹏液化天然气有限公司，从境外进口LNG，经储存、再气化及加压后，通过长输管道分销给专门的用户。此外，还通过低温罐式集装箱(槽车)销售液态天然气。
目前，我国从美、日、欧盟等国外引进的LNG气化站(接收站)技术，其工艺都是：低温罐式集装箱(槽车)→低温储罐→低温液相高压泵→汽化器→站内储气罐→加气设备→钢瓶(钢罐)或管束拖车(装入了CNG压缩天然气)。他们的差别是汽化器上各自有不同的特色。
国内也仅有几个为居民用气调峰作用的气化站，其工艺流程同上，增加了降压、加臭等设备让天然气输送至管道。
缺点是：低温储罐、站内储气罐投资巨大，难以普及。
国内外现有的子母站之间，采用的是：钢瓶(钢罐)或长管拖车送气，这就决定了子母站内都有储气瓶组，母站为钢瓶(钢罐)或管束拖车储备气，子站为钢瓶(钢罐)或长管拖车卸气或通过压缩机、液压泵对钢瓶(钢罐)或管束拖车加压完成对CNG燃料汽车加气。这一模式占用了拖车资源，增加了压缩机、液压泵机械、电力消耗。需要配电增容就需要变压器等设备，就需要增加消防设施等一连串保障措施，增加了用地、审批的难度，这就造成了加气站消耗的费用大于天然气原料的价格，这也是CNG加气站在我国难以建成网络的主要原因之一。
发明内容
本发明技术路线走L-CNG即液态天然气汽化成压缩天然气之路线，打破现有的L-CNG气化站建站常规，与子加气站各项指标密切配合，适应子加气站的技术要求与特征，杜绝多余或重复环节，引入子加气站多储气装置专利技术概念，利用子加气站的多个储气装置技术特征节省建立母加气站所需的低温储罐、储气罐(瓶组)、专用拖车设备。
能否做到节省低温储罐、储气罐(瓶组)不影响产量，其理论根据是什么？
如何提高子母站之间的效率，有什么样的技术措施？
技术方案：
母加气站由低温罐式集装箱(槽车)、低温液相高压泵、汽化器、多个储气装置构成，其技术特征是：多个储气装置其每个储气装置是由多个可充满25MPa高压CNG压缩天然气储气瓶构成，其储气装置制作成多管束(又称：多钢管、多储气瓶、多储气罐)集装箱(其结构见图2)、集装箱类似物或多长管拖车，作为子母站之间互换的共同储气装置。
母加气站工艺流程为液态天然气由低温罐式集装箱(槽车)内经低温液相高压泵泵入汽化器汽化后先后依次充入(满25MPa后接入下一个储气装置)多个储气装置，即低温罐式集装箱(槽车)→低温液相高压泵→汽化器汽→多个储气装置。见图1
子加气站的多储气装置形成的独特的专利技术即“交替循环高压技术”，不再需要压缩机和液压泵加压对汽车加气，其储气装置和多个储气装置的加气原理详见名称为“子加气站”申请专利中的说明，本发明母加气站引入子加气站多储气装置概念，其目的有：
1、多个储气装置整体在子母站之间周转，代替了子母站内的储气瓶组和气瓶拖车之间的储备气、卸气等中间环节，不再需要压缩机、液压泵等动力设备加压对汽车加气等工序，其储气装置整体在母加气站与汽化器连接，在子加气站与优先顺序控制器连接，没有任何中间环节，提高了子母站之间气源的输送、对汽车加气的效率；
2、多个储气装置在母加气站形成巨大的储气能力，不但节省母站的储气设施，也可以节省低温液态储罐，依据汽化器的汽化能力，依据计划合理安排生产，用泵从低温罐式集装箱(槽车)中，直接把液态天然气泵入汽化器中，利用泵的高压和液态天然气汽化所形成的高压直接把压缩天然气送入储气装置，依照25MPa压力逐个充满多个储气装置，减少中间环节。
由于和子加气站采用同样的储气装置，这样子加气站日常加气用的储气装置，再增加一定数量的储气装置作为周转，子站与母站就可以用储气装置进行循环，保证了低温罐式集装箱(槽车)中的液态天然气不断周转，也就没有必要建立液态低温储液罐。
储气装置中单个储气瓶体积要大，数量要多，但是，受到国家公路有关规定的限制，储气装置在不超载、超宽、超高的前提下，要进行合理设计，储气装置既是母站的“储气仓库”，又是CNG压缩天然气的储气运输容器，还是子加气站的无动力加气装置；二者合一决定了储气装置可以作为子母站之间的储气、用气周转工具，母站的工艺流程决定了储气装置其储气能力要远远大于低温罐式集装箱(槽车)中液态天然气汽化的量，只有这样，生产才能顺畅，节省低温储罐、储气罐(瓶组)不影响产量。
其储气装置中的储气瓶的数量多少，单个储气瓶体积大小，以其重量(含装载气体)之和不要超过国家公路限载吨位为限，其摆放安装外型尺寸不要超过国家公路限宽、限高要求的限制。本案储气装置中其储气在四千至十万立方之间。储气装置中的储气瓶个数在4个到60个之间。本案优选20个储气瓶。
多个储气装置其每个储气装置是由多个可充满25MPa高压CNG压缩天然气储气瓶，多个可充满25MPa高压CNG压缩天然气储气瓶的具体数量，以两个为限制，一个是子加气站用储气装置其剩余CNG压缩天然气小于总量的30％(其储气装置和多个储气装置的加气原理详见名称为“子加气站”申请专利中方案二的说明，在其说明书的第5页第15行开始至底)；一个是储气瓶的数量和体积要多和大，以不超过公路限制吨位、超高、超宽限制。依据这两个指标，多个可充满25MPa高压CNG压缩天然气储气瓶的具体数量的保护范围可以确定下来，例如，本案20管多管束集装箱。
把储气装置中的多个可充满25MPa压缩天然气CNG储气瓶制作成管束集装箱或集装箱类似物，优选，制作成20英尺标准集装箱或集装箱类似物。
集装箱类似物是指集装箱和挂车形成一个整体，或者用大型挂车车厢体作为集装箱类似物。
储气装置即多管束集装箱如何非常方便在子母加气站之间用气与充气，在整体多管束集装箱的侧壁安装升降装置，具体安装方法见本申请人的专利号为200710163360.3的专利，当多管束集装箱与该专利结合后，可以不再用任何起吊设备，多管束集装箱可以非常自如与汽车挂车装卸，不占用汽车资源，储气装置即管束集装箱就这样在母子站之间重复工作循环下去。
汽化流程
LNG低温液相高压泵从LNG低温罐式集装箱(槽车)内抽出LNG，加压至约28MPa，进入高压气化器气化后，进入CNG多个储气装置(每满25MPa后，关闭阀门，打开下一个阀门)。当CNG储气装置压力达到设定值时，LNG液相高压泵停止运转，当CNG储气装置压力低于某一设定值时，LNG高压泵自动启动运转。
汽化器有加热式汽化器和环境式汽化器。
通常采用的加热式汽化器是水浴式汽化器。通常采用的环境式汽化器是空温式汽化器。空温式汽化器是LNG供气站向城市用户供气的主要汽化设施。冬季环境温度较低时，即当空温式汽化器出口天然气温度低于5℃时，则需要在空温式汽化器后串联加热式汽化器加热天然气。空温式汽化器的优点是运行成本低，缺点是汽化器体积大、投资高，在冬季和雨天汽化器出口温度较低。
水浴式汽化器的优点是汽化器体积小、投资较低、汽化器出口温度稳定，缺点是运行费用很高。1台水浴式汽化器的年运行费用可购买1台空温式汽化器。所以，除东北等少数寒冷地区外，基本都采用空温式汽化LNG流程。
有益效果
1、本发明方案构建母加气站，结构简单灵活，只有四种大部件，即低温罐式集装箱(槽车)、低温液相高压泵、汽化器、储气装置构成；
2、采用子加气站的多个储气装置，通过与子加气站多个储气装置循环，具有足够的储气能力，生产顺畅，节省了母站所需的大型低温液态储罐、CNG储气罐，建站费用低；
3、占地面积小，设备直接占地面积不到400平方米，没有任何建筑，扩张速度快；
4、建立母站网络布点容易，母加气站拆迁损耗小；
5、采用的多个储气装置与子加气站配套，没有中间环节；
6、走L-CNG液态天然气汽化成压缩天然气，由于LNG运输方便，能辐射到全国各地，不受天然气管道限制，建立全国各地的销售网络容易实现。
附图说明
1、图1是本发明的工艺流程图；
2、图2是储气装置内部多管束结构图。
实施例
母加气站由低温罐式集装箱(槽车)、低温液相高压泵、汽化器、多个储气装置构成，其技术特征是：多个储气装置其每个储气装置是由多个可充满25MPa高压CNG压缩天然气储气瓶构成，其储气装置制作成多管束集装箱、集装箱类似物或多长管拖车。
储气装置作为子母站之间互换的共同储气装置。
依照图1工艺流程：
停靠三辆低温罐式集装箱(槽车)，分别通过阀门F′1、F′2、F′3与低温液相高压泵连接，使用时，先打开F′1阀门，先用第一辆低温罐式集装箱(槽车)的LNG，用完后，关闭F′1阀门，打开F′2阀门，用第二辆低温罐式集装箱(槽车)的LNG，第一辆低温罐式集装箱(槽车)开走，第四辆低温罐式集装箱(槽车)接在F′1上，如此循环保证液态天然气源源不断在低温液相高压泵的作用下，保持30MPa压力在汽化器中，LNG汽化后，其CNG通过管道上的阀门F1进入储气装置，满25MPa后，关闭F1阀门，打开F2阀门，装满CNG的储气装置拉走，换上空的储气装置。储气装置与子加气站循环，保证了母加气站有足够的储气装置等待储气。这就保证了生产顺畅。节省了低温LNG储罐、CNG储气罐等设施的投入。