[發明專利]液壓式壓縮天然氣加氣裝置及加氣控制方法

有效

• 申請號: 200910079991.6
• 申請日: 2009-03-16
• 公開（公告）號: CN101839391A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 李懷恩;王德印;顧建輝;郭秀平
• 申請（專利權）人: 安瑞科(廊坊)能源裝備集成有限公司
• 主分類號: F17C5/06
• 分類號: F17C5/06;F17C13/04;F17C13/02;F17C13/00
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 陳紅

技術領域

本發明涉及天然氣加氣裝置，特別涉及一種液壓式壓縮天然氣加氣裝置以及一種用于該加氣裝置的加氣控制方法。

背景技術

天然氣作為一種清潔能源已經越來越多地被用作機動車燃料，例如，壓縮天然氣(CNG)就是一種常見的天然氣燃料。為了給天然氣汽車加注燃料，需要專用的燃料輸送系統，即天然氣加氣系統。該系統可以建設在天然氣管網附近，也可以建設在無管網的地方，當在無管網的地方建設時也稱為天然氣加氣裝置(或加氣子站)。

在現有的CNG液壓式加氣系統，其通常包括用于存儲CNG的氣源單元以及用于使CNG離開氣源單元的液壓動力單元。在需要加氣時，液壓動力單元向氣源單元充入加壓的液壓介質以置換出存儲在其中的CNG。例如，美國專利US5884675公開了一種液壓式的CNG加氣系統，其中加壓的液壓介質在每次完成CNG的置換后會返回常壓油箱。之后，再從常壓油箱將液壓介質加壓到高壓狀態。還有中國專利ZL200520133308.X中公開的液壓式天然氣汽車加氣子站系統中所介紹的：用高壓泵直接從常壓油箱將液體加壓充裝到氣源單元的儲氣鋼瓶中，將鋼瓶內的壓縮天然氣推出，然后通過儲氣鋼瓶中的殘余壓力將液壓介質返回到常壓油箱。再用高壓泵從常壓油箱中將液體加壓充裝到氣源單元的第二個儲氣鋼瓶中，重復相同的過程循環工作。以上兩個專利的工作過程都是每次將加壓到高壓狀態的液壓介質返回到常壓油箱，再從常壓油箱中將液體加壓充裝到氣源單元中置換天然氣的工作過程。在從高壓到常壓的變化過程中，儲存在高壓液壓介質中的壓力能量沒有被利用，而且這部分能量還會轉化為液壓介質的熱量，不利于系統的正常運行。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于提供一種液壓式壓縮天然氣加氣裝置，該加氣裝置在工作時具有較小的能量消耗。

本發明要解決的另一個技術問題在于提供一種用于液壓式壓縮天然氣加氣裝置的加氣控制方法，以減少加氣裝置在工作時的能量消耗。

為實現上述目的，本發明提出了一種液壓式壓縮天然氣加氣裝置，包括氣源單元和液壓動力單元。其中該氣源單元包括：兩組用于存儲壓縮天然氣的鋼瓶，每組鋼瓶的數量相同，每個鋼瓶均設有一個注回油口和一個排氣口；以及第一和第二注回油管路，分別連接到一組鋼瓶的各注回油口。所述液壓動力單元包括：油箱，存儲有常壓狀態的液壓介質；閉式泵，用于向該氣源單元提供加壓的液壓介質，該閉式泵具有第一油口、第二油口和控制所述油口工作狀態的斜盤，該斜盤可在第一位置、第二位置以及位于第一和第二位置中間的中間位置之間轉換，其中，該第一位置和該第二位置為工作位置，當斜盤位于第一位置時，該第一油口為壓力油口而該第二油口為吸油口；當斜盤位于第二位置時，該第二油口為壓力油口而該第一油口為吸油口；當斜盤位于中間位置時，該閉式泵處于不做功狀態；換向閥，用于轉換該斜盤的位置；供油管路，該閉式泵的第一和第二油口分別通過該供油管路連接到該油箱；第一液壓管路，連接在該第一油口和該第一注回油管路之間；以及第二液壓管路，連接在該第二油口和該第二注回油管路之間。其中，連接到壓力油口的液壓管路處于注油狀態，用于向該氣源單元提供加壓的液壓介質；連接到吸油口的液壓管路處于回油狀態，用于使液壓介質從該氣源單元返回該液壓動力單元。所述加氣裝置還包括控制單元，用于控制該氣源單元和該液壓動力單元的工作過程。

為實現上述目的，本發明還提出了一種用于液壓式壓縮天然氣加氣裝置的加氣控制方法。其中，所述加氣裝置前面所述。所述方法包括以下步驟：將閉式泵的斜盤設置在一個工作位置，以使得兩個液壓管路中的一個處于注油狀態而另一個處于回油狀態；將回油狀態的液壓管路中的高壓液壓介質從吸油口吸入該閉式泵；利用該閉式泵將所吸入的高壓液壓介質加壓到預定值，并將加壓后的液壓介質從其壓力油口排出到注油狀態的液壓管路，其中，該預定值與存儲在鋼瓶中的壓縮天然氣的壓力相當；對與該注油狀態的液壓管路相對應的一組鋼瓶中一個鋼瓶進行注油操作，并同時對其進行排氣操作；當注油狀態的液壓管路中液壓介質的流量到達第一預定流量后，停止排氣操作，并利用斜盤切換兩個液壓管路的注油/回油狀態，從而將對所述鋼瓶的注油操作改變為回油操作，以使得該鋼瓶中的高壓液壓介質返回與之相對應的液壓管路；以及重復上述步驟，以從氣源單元的兩組鋼瓶中輪流獲取天然氣。