[發明專利]一種放空天然氣車載收集系統及方法

有效

• 申請號: 202110982952.8
• 申請日: 2021-08-25
• 公開（公告）號: CN113531386B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 唐洋;周明海;劉祥;王明波;王國榮;劉清友;王金忠;趙金海;王遠;王杰;熊浩宇;侯浩;李猛;古麗
• 申請（專利權）人: 西南石油大學;成都凌壯科技有限公司
• 主分類號: F17C5/00
• 分類號: F17C5/00;F17C13/02;F17D1/02;F17D3/01;F17D5/08
• 代理公司: 成都華風專利事務所(普通合伙) 51223
• 代理人: 杜朗宇

1.一種放空天然氣車載收集系統，其特征在于：它包括抽氣模塊（0-1）、穩壓穩流模塊（0-2）、天然氣凈化模塊（0-3）、天然氣液化模塊（0-4）、車載動力模塊（0-5）、儲液運輸模塊（0-6）和應急功能模塊（0-7），所述的抽氣模塊（0-1）包括法蘭（101）、啟閉閥（102）、溫度計Ⅰ（103）、壓力表Ⅰ（104）、泄壓閥Ⅰ（105）、電動抽氣機（106）和止回閥Ⅰ（107），所述的穩壓穩流模塊（0-2）包括穩壓穩流預存裝置（201）、溫度計Ⅱ（202）和壓力表Ⅱ（203），所述的天然氣凈化模塊（0-3）包括溫度計Ⅲ（301）、壓力表Ⅲ（302）、泄壓閥Ⅱ（303）、氣體冷卻器（304）、氣液分離器（305）、排污閥Ⅰ（306）、殘渣儲罐（307）和干燥過濾器（308），所述的天然氣液化模塊（0-4）包括溫度計Ⅳ（401）、壓力表Ⅳ（402）、泄壓閥Ⅲ（403）、液化天然氣壓縮機（404）、止回閥Ⅱ（405）、電動柱塞泵（406）、排液閥Ⅰ（407）和快裝接頭Ⅰ（408），所述的車載動力模塊（0-5）包括變壓器（501）、發電機組（502）、車載底盤（503）和車頭（504），所述的儲液運輸模塊（0-6）包括液化天然氣運輸車（601）、LNG儲罐（602）、排液閥Ⅱ（603）、快裝接頭Ⅱ（604）和排污閥Ⅱ（605），所述的應急功能模塊（0-7）包括溫度計Ⅴ（701）、壓力表Ⅴ（702）、液位計（703）、泄壓閥Ⅳ（704）和緊急切斷閥（705）；所述的抽氣模塊（0-1）與停輸管道閥室內的閥門之間通過法蘭（101）連接，所述的穩壓穩流模塊（0-2）與抽氣模塊（0-1）之間通過管線連接，所述的天然氣凈化模塊（0-3）與穩壓穩流模塊（0-2）之間通過管線連接，所述的天然氣液化模塊（0-4）與天然氣凈化模塊（0-3）之間通過管線連接，所述的發電機組（502）與變壓器（501）之間通過導線連接，所述的變壓器（501）與電動抽氣機（106）、液化天然氣壓縮機（404）和電動柱塞泵（406）之間通過導線連接，所述的儲液運輸模塊（0-6）與天然氣液化模塊（0-4）之間通過快裝接頭Ⅰ（408）連接；

沿著天然氣流動方向的進氣管線上依次固定安裝有啟閉閥（102）、溫度計Ⅰ（103）、壓力表Ⅰ（104）、泄壓閥Ⅰ（105）和止回閥Ⅰ（107），所述的溫度計Ⅰ（103）和壓力表Ⅰ（104）能監測進氣管線內的溫度和壓力的變化情況，當管線內壓力超過預定的閾值時，泄壓閥Ⅰ（105）可以自動開啟，對管線進行泄壓處理，所述的止回閥Ⅰ（107）能防止天然氣倒流，避免造成電動抽氣機（106）故障，所述的電動抽氣機（106）能將停輸管道內的天然氣快速的抽出，所述的穩壓穩流預存裝置（201）頂部設置有溫度計Ⅱ（202）和壓力表Ⅱ（203），并能調節天然氣的壓力和氣流，使天然氣平穩的流入到天然氣凈化模塊（0-3）；所述的氣體冷卻器（304）對天然氣進行降溫處理，避免天然氣進入液化天然氣壓縮機（404）中壓縮時溫度過高，所述的氣液分離器（305）將天然氣中的雜質和氣體分開，雜質從氣液分離器（305）的底部流入殘渣儲罐（307）中儲存，氣體從氣液分離器（305）的頂部流出，所述的干燥過濾器（308）再對天然氣進行過濾處理，最后，凈化后的天然氣進入天然氣液化模塊（0-4）中；所述的液化天然氣壓縮機（404）對凈化后的天然氣進行液化處理，所述的止回閥Ⅱ（405）可防止液化天然氣倒流，避免造成液化天然氣壓縮機（404）故障，所述的變壓器（501）用于調壓，所述的發電機組（502）用于電動抽氣機（106）、液化天然氣壓縮機（404）和電動柱塞泵（406）供電，所述的車載底盤（503）上安裝有抽氣模塊（0-1）、穩壓穩流模塊（0-2）、天然氣凈化模塊（0-3）、天然氣液化模塊（0-4）、變壓器（501）和發電機組（502）；所述的儲液運輸模塊（0-6）和天然氣液化模塊（0-4）之間通過快裝接頭Ⅰ（408）連接，所述的LNG儲罐（602）進液管線上裝有緊急切斷閥（705），發生突發情況時，緊急切斷閥（705）可自動關斷，所述的溫度計Ⅴ（701）、壓力表Ⅴ（702）和液位計（703）能監測LNG儲罐（602）里溫度、壓力及液位的變化情況，所述的LNG儲罐（602）底部設置有排污管線和排液管線，排液管線上安裝有快裝接頭Ⅱ（604），快裝接頭Ⅱ（604）可與外部管線相連，所述的排污閥Ⅱ（605）能將LNG儲罐（602）內殘留的廢渣排出，以避免廢渣影響LNG儲罐（602）的容積以及再次儲存的液化天然氣的品質。

2.根據權利要求1所述的放空天然氣車載收集系統放空天然氣車載收集的方法，其特征在于：它包括以下步驟：

S1：作業前準備，具體包括以下步驟：

兩輛運輸車行駛到作業現場，將儲液運輸模塊（0-6）和天然氣液化模塊（0-4）通過快裝接頭Ⅰ（408）相連，抽氣模塊（0-1）與停輸管道閥室內的閥門之間通過法蘭（101）相連，檢查各閥件及設備，整理管線和導線，準備作業；

S2：抽氣作業，具體包括以下步驟：

S21：啟動發電機組（502），開始供電，打開啟閉閥（102），停輸管道內的天然氣被快速的抽入到電動抽氣機（106）中，再從電動抽氣機（106）進入到穩壓穩流預存裝置（201）內；

S22：溫度計Ⅰ（103）和壓力表Ⅰ（104）能監測管線內壓力和溫度的變化情況，通過泄壓閥Ⅰ（105）可觀測管線內的壓力是否超過了閾值，止回閥Ⅰ（107）防止天然氣倒流，避免造成電動抽氣機（106）故障；

S23：溫度計Ⅱ（202）和壓力表Ⅱ（203）能監測穩壓穩流預存裝置（201）內壓力和溫度的變化情況，使收集到的天然氣平穩的流入到天然氣凈化模塊（0-3）；

S3：天然氣凈化過程，具體包括以下步驟：

S31：氣體冷卻器（304）對天然氣進行降溫處理，避免天然氣進入液化天然氣壓縮機（404）中壓縮時溫度過高；

S32：氣液分離器（305）將天然氣中的雜質和氣體分開，氣體從氣液分離器（305）的頂部流出；

S33：打開排污閥Ⅰ（306），將氣液分離器（305）中分離出來的雜質排出到殘渣儲罐（307）中儲存；

S34：干燥過濾器（308）再對天然氣進行過濾處理，最后，凈化后的天然氣進入天然氣液化模塊（0-4）中進行液化處理；

S4：天然氣液化過程，具體包括以下步驟：

S41：凈化后的天然氣經過液化天然氣壓縮機（404）處理，轉化成液化天然氣；

S42：液化天然氣壓縮機（404）的排液端口連接有止回閥Ⅱ（405），防止液化天然氣倒流，避免造成液化天然氣壓縮機（404）故障；

S43：在液化天然氣壓縮機（404）排液端口連接有電動柱塞泵（406），通過電動柱塞泵（406）將液化天然氣抽出；

S5：儲液運輸過程，具體包括以下步驟：

S51：打開排液閥Ⅰ（407），液化天然氣通過液化天然氣壓縮機（404）的排液管線送至LNG儲罐（602）中儲存；

S52：液化天然氣再由液化天然氣運輸車（601）輸送至外部，外部管線與快裝接頭Ⅱ（604）相連后，打開排液閥Ⅱ（603），即可對儲存的液化天然氣進行二次使用；

S53：當LNG儲罐（602）內的液化天然氣被再次利用后，打開排污閥Ⅱ（605），LNG儲罐（602）內殘留的廢渣可以通過排污管線排出，以避免廢渣影響LNG儲罐（602）的容積以及再次儲存的液化天然氣的品質；

S6：應急保護作業，具體包括以下步驟：

溫度計Ⅴ（701）、壓力表Ⅴ（702）和液位計（703）可以監測到LNG儲罐（602）里溫度、壓力及液位的變化，發生突發情況時，緊急切斷閥（705）可自動關斷；

S7：對停輸管道內剩余天然氣進行氮氣置換作業，關閉整個系統電源及閥，兩輛運輸車駛離現場。