阅读说明：本技术 一种低温液体槽车的卸车装置、卸车系统及控制方法 (Unloading device, unloading system and control method for low-temperature liquid tank car ) 是由 彭国干 盖云 刘振华 李昆志 李玉奎 于 2020-07-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种低温液体槽车的卸车装置、卸车系统及控制方法,该卸车装置包括有压缩机、回热器、冷却装置、控制阀组、还包括有低温液体储罐接口和槽车接口。控制阀组选择将储罐接口与回热器的第二换热出口和/或第一换热进口连通、将槽车接口与第一换热进口和/或第二换热出口连通。本发明的装置、系统及控制方法操作简单,可以高效地实现常温加压卸车,适用于现有加气站中。(The invention discloses an unloading device, an unloading system and a control method of a low-temperature liquid tank car. And the control valve group selectively communicates the storage tank interface with the second heat exchange outlet and/or the first heat exchange inlet of the heat regenerator and communicates the tank car interface with the first heat exchange inlet and/or the second heat exchange outlet. The device, the system and the control method are simple to operate, can efficiently realize normal-temperature pressurization unloading, and are suitable for the conventional gas station.)

一种低温液体槽车的卸车装置、卸车系统及控制方法

技术领域

本发明涉及低温液体输送领域，尤其涉及一种低温液体槽车的卸车装置、卸车系统及控制方法。

背景技术

低温液体槽车卸车中，如何避免卸车不净、减少气体放散是需要普遍解决的技术问题。采用压缩机抽压的常温增压系统卸车是一种新型的卸车方式，申请人对该技术已提出专利申请，申请号为201810322454.9。该卸车方式能够在常温下增压，实现低温液体槽车的卸车。但该技术中，通过切换连接在回热器与压缩机之间的四通换向阀，实现常温增压输送和低温气体回收。由于四通换向阀本身在低温环境下稳定性较差，操作不方便，为提高阀控稳定性，并保证压缩机入口温度正常，该系统需要在四通换向阀之前设置空温式换热器。且为保证常温增压输送和低温气体回收两个过程的正常工作，一般需要采用两个。卸车装置中增加两个换热器将导致装置成本增加，整体体积更庞大。另外，为了实现低温液体的卸车和低温气体回收，现有的常温增压系统与加气站普遍采用的软管与连接方式并不匹配，在实施该系统时需要专业人员配置软管和控制阀门，控制流程操作复杂，经常因为误操作而导致系统故障。尤其地，在进行槽车与储罐平压操作时，在配置卸车装置外部软管和阀门后，需要依赖卸车装置外的阀门控制，难以将卸车装置作为产品独立推广使用。

发明内容

为了克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，本发明提供一种低温液体槽车的卸车装置、卸车系统及控制方法。

本发明为解决其问题所采用的技术方案是：

一种低温液体槽车的卸车装置，包括：压缩机、回热器、冷却装置、控制阀组、储罐接口和槽车接口；所述回热器包括第一换热侧和第二换热侧，所述第一换热侧具有第一换热进口和第一换热出口，所述第二换热侧具有第二换热进口和第二换热出口；所述控制阀组用于选择将所述储罐接口与所述第二换热出口和/或所述第一换热进口连通，选择将所述槽车接口与所述第一换热进口和/或所述第二换热出口连通；

所述第一换热出口连接所述压缩机进口，所述压缩机出口与所述第二换热进口之间连接所述冷却装置。

优选地，所述控制阀组包括第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀，所述低温液体储罐接口分别与第一控制阀、第二控制阀一端连接，所述槽车接口分别与第三控制阀、第四控制阀一端连接，所述第一控制阀、第四控制阀的另一端连接所述第二换热进口，所述第二控制阀、第三控制阀的另一端连接所述第二换热出口。

优选地，还包括油气分离器，所述油气分离器连接在所述压缩机与所述冷却装置之间，具有出油口连接至所述压缩机。

本发明还提供一种卸车系统，包括上述卸车装置，还包括槽车和低温液体储罐；所述槽车具有槽车气相口和槽车液相口，所述低温液体储罐具有储罐第一气相口和储罐液相口，所述槽车气相口与所述槽车接口连接，所述槽车液相口与所述储罐液相口连接，所述储罐第一气相口与所述储罐接口连接。

优选地，所述储罐第一气相口与所述储罐液相口之间连接旁通管路，所述旁通管路上设置旁通阀。

优选地，所述槽车液相口与所述储罐液相口连接的管路上设置第一进液阀，所述储罐第一气相口与所述储罐接口之间连接出气阀。

优选地，所述储罐还具有储罐第二气相口，所述第一进液阀远离所述槽车液相口一端分为两路，一路经第二进液阀连接至所述储罐液相口，另一路经第三进液阀连接至所述储罐第二气相口。

本发明还提供了一种低温液体槽车卸车系统的控制方法，所述控制阀组选择将所述储罐接口与所述第一换热进口连通，选择将所述槽车接口与所述第二换热出口连通，运行所述压缩机，控制所述槽车中低温液体进入所述储罐；卸车完成后，所述控制阀门选择将所述储罐接口与所述第二换热出口连通，选择将所述槽车接口与所述第一换热进口连通，控制所述槽车内低温气体进入所述槽车接口，并从所述储罐接口进入所述槽车液相口；在所述槽车内气体压力降低至预定值后，关闭所述压缩机。

优选地，在所述储罐中气体压力高于所述槽车中气体压力时，控制阀组选择将储罐接口与第二换热出口和第一换热进口均连通，选择将槽车接口与第一换热进口和第二换热出口均连通。

优选地，所述储罐还具有储罐第二气相口；卸车过程中，所述储罐中气体压力高于预设值时，控制所述槽车液相口流出的低温液体进入所述储罐第二气相口。

本发明提供的卸车装置无需设置空温式换热器，省却四通换向阀，将阀组件设置在回热器之前，阀组件不需要设置经过卸车装置内部管道，使性能更稳定，结构简单，卸车装置外部接口为储罐接口与槽车接口，并设置控制阀组，在使用时简单将储罐接口与槽车接口分别与现有加气站储罐、槽车的软管法兰连接。与现有的加气站设备即插即用。在此基础上提供的本发明卸车系统，通过操作控制阀组，可以高效实现低温气体卸车，并回收槽车中低温气体，低温气体放散减少，卸车干净，节能环保。本发明提供的控制方法的操作简单，可以给普通技术人员操作使用，功能全面，可以达到卸车、平压、降低储罐压力、回收低温气体等目的。

附图说明

图1为本发明实施例低温液体槽车的卸车装置示意图；

图2为本发明实施例低温液体槽车的卸车系统示意图；

图3为本发明实施例低温液体槽车卸车系统的工作状态图；

图4位本发明实施例低温液体槽车卸车系统的另一工作状态图。

具体实施方式

为了更好地理解和实施，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。

参阅图1，一种低温液体槽车的卸车装置100的示意图。本实施例中低温液体具体为液化天然气(LNG)。在其他实施例中，也可以用于其他类似低温特征的液体的卸车，如液氧、液氮等，在此不做限定。该卸车装置100包括有压缩机1、回热器5、冷却装置6、控制阀组101。卸车装置100还包括低温液体储罐接口11和槽车接口12，作为外部接口，设置在卸车装置100的封装壳体上。该低温液体储罐接口11用于在卸车时连接低温液体储罐，该槽车接口12用于在卸车时连接低温液体输送的槽车。

回热器5包括第一换热侧和第二换热侧，第一换热侧和第二换热侧相互间进行高效换热。在本实施例中，回热器5为管壳换热器。所示第一换热侧为管程换热通道，第二换热侧为壳程换热通道。在其它实施例中，回热器5为板翅换热器。如图1所示，第一换热侧具有第一换热进口b和第一换热出口c，第二换热侧具有第二换热进口d和第二换热出口a。第一换热进口b和第一换热出口c分别位于回热器5的两端，第二换热出口a和第二换热进口d分别位于回热器5的上下两端。

第一换热出口c连接压缩机1的进口，压缩机1出口与冷却装置6一端口连接，冷却装置6另一端口连接至第二换热进口d，即压缩机1的出口与第二换热进口d之间连接冷却装置6。

在本实施例中，冷却装置6为空气冷却器，具有冷却盘管。冷却装置6还包括有冷却风机61，冷却风机61加快冷却装置6盘管周围空气流动，提高冷却效率。

控制阀组101用于选择将储罐接口11与第二换热出口a和/或第一换热进口b连通、将槽车接口12对应地与第一换热进口b和/或第二换热出口a连通。本发明技术方案此处所述“和/或”，表示控制阀组11可以将储罐接口11与第二换热出口a和第一换热进口b同时连通，也可以选择将储罐接口11与第二换热出口a和第一换热进口b中任意之一连通；控制阀组11可以将槽车接口12与第一换热进口b和第二换热出口a同时连通，也可以选择将储罐接口12与第一换热进口b和第二换热出口a中任意之一连通。此处的“和/或”不表示并列技术方案，而表示控制阀组11具有这些并列的功能。

在本实施例中，控制阀组101的结构如图1所示，包括第一控制阀7、第二控制阀8、第三控制阀9、第四控制阀10。其中，低温液体储罐接口11分别与第一控制阀7、第二控制阀8一端连接，槽车接口12分别与第三控制阀9、第四控制阀10一端连接，第一控制阀7、第四控制阀10的另一端连接第二换热进口b，第二控制阀8、第三控制阀9的另一端连接第二换热出口a。在本实施例中，第一控制阀7、第二控制阀8、第三控制阀9、第四控制阀10为截止阀。在其它实施例中，亦可以采用其他可以实现本发明控制阀组101功能的其他阀控制结构，也在本发明的保护范围。本发明四控制阀设置结构在卸车装置使用使操作简单，性能可靠，可以实现不同于其他实施例的技术效果。

在本实施例中，卸车装置100还包括油气分离器2，油气分离器2连接在压缩机1与冷却装置6之间。具体地，油气分离器2的进口连接压缩机1出口，油气分离器2的出气口通过安全阀4连接冷却装置6的冷却盘管。另外，油气分离器2还具有出油口连接至压缩机1，为压缩机提供回油。在出油口与压缩机1回油口的连接管路上，设置回油控制阀门3。由于油分在低温下黏度过高，油气分离的效率将会降低。油气分离器设置在冷却装置之前，位于压缩机与冷却装置之间，可以保证油气分离器的正常工作。这也是本发明的一大改进。

本实施例还提供了一种低温液体槽车卸车系统，该系统包含卸车装置100、槽车13和低温液体储罐14。

如图2所示，槽车13具有槽车气相口132和槽车液相口131。低温液体储罐14具有储罐第一气相口142和储罐液相口141，储罐第一气相口142设置在低温液体储罐14的上端或顶部，储罐液相口141设置在低温液体储罐14的下端或底部。槽车气相口132与卸车装置100的槽车接口12连接，槽车液相口131与储罐液相口141连接，储罐第一气相口142与储罐接口11连接。

优选实施例中，储罐液相口141与储罐第一气相口142之间连接旁通管路，旁通管路上设置旁通阀16。

优选实施例中，槽车液相口131与储罐液相口141连接的管路上设置第一进液阀15，如图3所示。在该实施例中，在储罐第一气相口142与卸车装置100的储罐接口11连通管路上，设置有出气阀20。出气阀20远离储罐第一气相口142的一端连接上述旁通管路。在本实施例中，储罐14还具有储罐第二气相口143。储罐第一气相口142和储罐第二气相口143均位于储罐14的上端或顶部。对应地，储罐液相口141位于储罐14的下端或底部。

第一进液阀15远离槽车液相口131的一端，分设两路与储罐14连接，一管路连接到储罐14的液相口141，该管路上设置第二进液阀17。另一管路连接到储罐14的第二气相口142，该管路上设置第三进液阀21。该两路汇总的管路与槽车液相口131连接。在汇总的管路上设置第一进液阀15。第一进液阀15远离槽车液相口131的一端还连接上述旁通管路。

采用如上所述的低温液体槽车卸车系统，具体控制方法如下：

如图3所示的卸车过程，控制阀组101选择将储罐接口11与第一换热进口连通，选择将槽车接口与第二换热出口连通，运行压缩机，控制槽车中低温液体进入储罐。

具体地，打开第一控制阀7和第三控制阀9，关闭第二控制阀8和第四控制阀10，打开第一进液阀15、第二进液阀17、出气阀20，其他阀门关闭。低温液体储罐14的液相口141与槽车13的液相口131相连通，槽车13的气相口132与回热器5的第二换热出口a相连通，低温气体储罐14的第一气相口142与储罐接口11相连通。运行压缩机1下，储罐14中低温气体抽气在回热器5的第一换热侧中升温。在做好卸车准备后，随着压缩机1运转下，低温液体储罐14内的低温气体依次经出气阀20、储罐接口11、第一控制阀7抽至回热器5的第一换热侧进行升温。

低温气体经过回热器5的第一换热侧升温后的气体进入压缩机1增压后从单向阀4进入冷却装置6进行冷却，形成常温增压输送。

压缩冷却后的气体经回热器5的第二换热侧再次降温后，从第二换热出口a经第三控制阀9、槽车接口12接入槽车13的气相接口132，形成气体降温压送。对槽车13内部气体环境进行升压，建立槽车13与储罐14内部压差。随压力增大，槽车13中的低温液体如LNG通过第一进液阀15从槽车液相口131进入低温液体储罐4，进行卸车。在该步骤中，通过选择打开第二进液阀17，槽车13内低温液体从储罐液相口141进入到储罐14中。亦可以选择打开第三进液阀21，槽车13内低温液体从储罐第二气相口143进入到储罐14中。

在优选实施例的控制方法中，在储罐14内部BOG压力过大，即高于预设值时，控制所述槽车液相口131流出的低温液体进入所述储罐第二气相口143。控制关闭第二进液阀17，打开第三进液阀21，槽车13内低温液体从储罐第二气相口143进入到储罐14中，从储罐第二气相口143进入储罐14内部的低温液体冷却储罐14内部BOG液化，从而降低储罐14内BOG压力。此控制步骤可以更智能控制卸车系统状态，提高系统稳定性。

该卸车步骤利用常温下的压缩机1抽取压缩储罐14中低温气体，建立低温液体槽车13与储罐14之间的压差，利用该压差，使低温液体从槽车13到储罐14之中，实现快速卸车。

优选实施例中，在卸车步骤中，低温液体储罐4内的低温气体进入到回热器5之前，可以通过控制阀组101对低温液体储罐14与槽车13之间进行平压。具体地，若低温液体储罐14中的压力高于槽车13中的压力时，打开第一控制阀7、第二控制阀8、第三控制阀9、第四控制阀10，低温液体储13中的气体流向低温液体槽车14。当低温液体储罐14中的压力与槽车13中的压力接近相等时，关闭控制阀组101。

在本实施例控制方式中，在卸车完成后，控制阀门101选择将储罐接口11与第二换热出口a连通，选择将槽车接口12与第一换热进口b连通，控制槽车内低温气体进入槽车接口12，并从储罐接口进入槽车液相口141。具体地，如图4所示。卸车完成后，打开第二控制阀8、第四控制阀10、旁通阀16、第二进液阀17，关闭其他阀门。卸车完成后槽车13内残留的低温气体通过回热器5的第一换热进口b进入回热器5的第一换热侧中换热升温，从第一换热出口c出口进入压缩机1增压，再经过冷却装置6、回热器5的第二换热侧降温后，从第二换热出口a、经第二控制阀8、旁通阀16、第二进液阀17，从储罐液相口141进入到低温液体储罐14中，由于低温气体从储罐液相口141进入储罐14，低温气体将被液化。

当槽车13内低温气体回收至槽车13内压力降低至预定值(一般取0.1Mpa)时，关闭压缩机1，完成低温气体回收步骤。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。