本發(fā)明涉及天然氣存儲(chǔ)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種LNG、CNG共用型高效換熱系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

天然氣槽車作為常用的天然氣運(yùn)輸設(shè)備，現(xiàn)在天然氣槽車比較常見的是LNG槽車及CNG槽車；由于LNG和CNG的介質(zhì)壓力及溫度不同，其換熱使用的不同的換熱罐，其中LNG為低溫常壓液體，而CNG為高壓常溫氣體，因此，如果發(fā)生其中某種天然氣氣源供氣緊張時(shí)，很容易造成停產(chǎn)，為用戶造成經(jīng)濟(jì)損失；專利一種LNG、CNG共用型換熱罐(201420434911.0)可供LNG和CNG共用進(jìn)行解壓，但其缺少監(jiān)控?fù)Q熱罐內(nèi)解壓條件以及輸出氣體狀態(tài)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，無法自動(dòng)判斷和控制輸出的氣體溫度和氣壓無法達(dá)到輸氣要求，無法滿足用戶需求，且換熱效率低，供氣延遲時(shí)間長(zhǎng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種自動(dòng)控制輸出符合輸氣要求的氣體，且換熱效率高的LNG、CNG共用型高效換熱系統(tǒng)及其控制方法。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種LNG、CNG共用型換熱系統(tǒng)，包括換熱裝置和控制系統(tǒng)；

其中，換熱裝置包括罐體、設(shè)于罐體兩端的加熱器、從兩端伸入罐體內(nèi)部的兩級(jí)CNG換熱管及從上部伸入罐體內(nèi)部的LNG換熱管，兩級(jí)CNG換熱管及LNG換熱管在罐體內(nèi)部均為盤管結(jié)構(gòu)，兩級(jí)CNG換熱管通過罐體外部的環(huán)外管道連接，罐體內(nèi)灌裝有液體換熱載體；

其中，控制系統(tǒng)包括設(shè)于LNG換熱管上的第一電磁閥、第一溫度變送 器和第一壓力變送器，設(shè)于CNG換熱管上的第二電磁閥、第二溫度變送器和第二壓力變送器，以及，設(shè)于罐體上的第三溫度變送器，第一溫度變送器和第一壓力變送器分別與第一電磁閥連接，第二溫度變送器和第二壓力變送器分別與第二電磁閥連接，第三溫度變送器分別與兩端的加熱器、第一電磁閥以及第二電磁閥連接。

進(jìn)一步地，第一溫度變送器、第一壓力變送器、第二溫度變送器以及第二壓力變送器上分別設(shè)有報(bào)警器。

一種LNG、CNG共用型換熱系統(tǒng)控制方法，包括以下內(nèi)容：

(1)根據(jù)到位的氣源，自動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)的LNG或CNG氣源換熱供氣；供氣前，啟動(dòng)加熱器加熱，對(duì)罐體內(nèi)的換熱介質(zhì)溫度進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)溫度大于5℃，則自動(dòng)切通LNG或CNG的換熱支路通過換熱裝置進(jìn)行解壓供氣；

根據(jù)從換熱裝置輸出的LNG或CNG解壓氣體的溫度，若溫度高于輸氣溫度標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，自動(dòng)斷開加熱器停止加熱；

根據(jù)從換熱裝置輸出的LNG或CNG解壓氣體的壓力，若壓力低于輸氣壓力標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，進(jìn)行警示并切斷該LNG或CNG支路，以判斷管路故障或氣源不足，并切通另一LNG或CNG支路進(jìn)行供氣；

(2)同時(shí)進(jìn)行LNG和CNG換熱時(shí)，供氣前，啟動(dòng)加熱器加熱，對(duì)罐體內(nèi)的換熱介質(zhì)溫度進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)溫度大于5℃，則自動(dòng)切通LNG和CNG的換熱支路通過換熱裝置進(jìn)行解壓供氣。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的LNG、CNG共用型換熱系統(tǒng)通過在CNG換熱管和LNG換熱管上設(shè)置溫度變送器、壓力變送器和電磁閥，以及在罐體上設(shè)置監(jiān)控水溫的溫度變送器，使得換熱系統(tǒng)的供氣在良好的換熱條件下進(jìn)行解壓，同時(shí)根據(jù)輸出氣體的狀態(tài)及時(shí)自動(dòng)的切斷或啟動(dòng)電磁閥，保證輸出氣體的具有達(dá)到輸氣需求的溫度和壓力，同時(shí)，還可減少能源消耗。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.一級(jí)CNG換熱管，2.LNG換熱管，3.二級(jí)CNG換熱管，4.加 熱器，5.罐體，7.第一電磁閥，8.第二電磁閥，9.第一壓力變送器，10.第一溫度變送器，11.第二壓力變送器，12.第二溫度變送器，13.第三溫度變送器，14.電動(dòng)葉輪，15.第四溫度變送器，16.第五溫度變送器。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和最佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

如圖1所示，本發(fā)明的一種LNG、CNG共用型換熱系統(tǒng)，包括換熱裝置和控制系統(tǒng)；

其中，換熱裝置包括罐體5、設(shè)于罐體5兩端的加熱器4、從兩端伸入罐體5內(nèi)部的兩級(jí)CNG換熱管及從上部伸入罐體5內(nèi)部的LNG換熱管2，兩級(jí)CNG換熱管及LNG換熱管2在罐體5內(nèi)部均為盤管6結(jié)構(gòu)，兩級(jí)CNG換熱管通過罐體5外部的環(huán)外管道連接，罐體5內(nèi)灌裝有液體換熱載體；

其中，控制系統(tǒng)包括設(shè)于LNG換熱管2上的第一電磁閥7、第一溫度變送器10和第一壓力變送器9，設(shè)于CNG換熱管上的第二電磁閥8、第二溫度變送器12和第二壓力變送器11，以及，設(shè)于罐體5上的第三溫度變送器13，第一溫度變送器10和第一壓力變送器9分別與第一電磁閥7連接，第二溫度變送器12和第二壓力變送器11分別與第二電磁閥8連接，第三溫度變送器13分別與兩端的加熱器4、第一電磁閥7和第二電磁閥8連接。

當(dāng)需進(jìn)行CNG供氣時(shí)，第三溫度變送器13對(duì)罐體5內(nèi)的水溫進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)溫度達(dá)到預(yù)設(shè)數(shù)值時(shí)，開啟第二電磁閥8，CNG分別通過一級(jí)CNG換熱管1和二級(jí)CNG換熱管3吸收罐體5內(nèi)部灌裝有液體換熱載體的熱量進(jìn)行解壓和提溫，第二溫度變送器12和第二壓力變送器11分別對(duì)換熱后氣體溫度和壓力進(jìn)行檢測(cè)，如介質(zhì)換熱后溫度或壓力低于設(shè)定值時(shí)，第二溫度變送器12或第二壓力變送器11控制第二電磁閥8關(guān)閉，若操作人員判定為CNG氣源不足，且此時(shí)LNG氣源充足時(shí)，可打開第一電磁閥7進(jìn)行供氣，若CNG解壓氣體溫度、壓力均達(dá)到輸出要求，則氣體通過出口排出； LNG供氣的工作原理與LNG供氣工作原理相同，本文對(duì)此不再進(jìn)行贅述，當(dāng)然，換熱系統(tǒng)還可同時(shí)進(jìn)行CNG供氣和LNG供氣，該兩種氣源供氣不相影響；溫度變送器監(jiān)測(cè)罐體5內(nèi)的水溫，并根據(jù)預(yù)設(shè)的最低溫度值和最高溫度值控制加熱器4的開啟和關(guān)閉，保證罐體5內(nèi)的介質(zhì)溫度達(dá)到盤管6內(nèi)的氣源解壓的條件，同時(shí)，節(jié)省能源消耗。

本發(fā)明的LNG、CNG共用型換熱系統(tǒng)通過在CNG換熱管和LNG換熱管2上設(shè)置溫度變送器、壓力變送器和電磁閥，以及在罐體5上設(shè)置監(jiān)控水溫的第三溫度變送器13，使得換熱系統(tǒng)的供氣在良好的換熱條件下進(jìn)行解壓，同時(shí)根據(jù)輸出氣體的狀態(tài)及時(shí)自動(dòng)的切斷或啟動(dòng)電磁閥，保證輸出氣體的具有達(dá)到使用需求的溫度和壓力，同時(shí)，還可減少能源消耗。

本例中，為了便于操作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)輸出氣體的變化情況，以便及時(shí)采取措施，在第一溫度變送器10、第一壓力變送器9、第二溫度變送器12以及第二壓力變送器11上分別設(shè)有報(bào)警器，以警示輸出氣體溫度過低或壓力過低的現(xiàn)象。

本發(fā)明的LNG、CNG共用型換熱系統(tǒng)的工作控制方法，包括以下內(nèi)容：

(1)根據(jù)到位的LNG或CNG氣源，自動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)的LNG或CNG換熱供氣；供氣前，啟動(dòng)加熱器加熱，對(duì)罐體內(nèi)的換熱介質(zhì)溫度進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)溫度大于5℃，則自動(dòng)切通LNG或CNG的換熱支路通過換熱裝置進(jìn)行解壓供氣；

根據(jù)從換熱裝置輸出的LNG或CNG解壓氣體的溫度，若溫度高于輸氣溫度標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，自動(dòng)斷開加熱器停止加熱；

根據(jù)從換熱裝置輸出的LNG或CNG解壓氣體的壓力，若壓力低于輸氣壓力標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，進(jìn)行警示并切斷該LNG或CNG支路，以判斷管路故障或氣源不足，并切通另一LNG或CNG支路進(jìn)行供氣；

輸氣溫度和壓力標(biāo)準(zhǔn)以國(guó)標(biāo)為準(zhǔn)；

(2)當(dāng)終端需要加氣的設(shè)備數(shù)比較多時(shí)，可同時(shí)進(jìn)行LNG和CNG換熱，供氣前，啟動(dòng)加熱器加熱，對(duì)罐體內(nèi)的換熱介質(zhì)溫度進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)溫度大于5℃，則自動(dòng)切通LNG和CNG的換熱支路通過換熱裝置進(jìn)行解壓供氣。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。