本發(fā)明涉及一種可供氣系統(tǒng)，尤其涉及一種LNG、CNG自動切換系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術：

在燃氣供應系統(tǒng)中，由于燃氣價格上漲及開采條件等原因，很多燃氣用戶目前普遍放棄了使用液化石油氣(LPG)，轉而使用天然氣供氣。由于運輸等條件的限制，很多用戶不能使用管道天然氣供氣，轉而使用槽車供氣，現在天然氣槽車比較常見的是LNG槽車及CNG槽車，LNG和CNG雖然都屬于天然氣，但相對應的燃氣調壓裝置并不能通用。因此，如果發(fā)生其中某種天然氣氣源供氣緊張的現象時，不能及時發(fā)現缺氣現象或者自動根據到位的氣源自動切換供氣方式，很容易造成停產，給用戶帶來經濟損失。

技術實現要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是克服現有技術中存在的不足，提供一種根據到位氣源或者使用備用氣源自動切換進行供氣，以實現連續(xù)供氣的LNG、CNG自動切換系統(tǒng)及其控制方法。

本發(fā)明是通過以下技術方案予以實現：

一種LNG、CNG自動切換系統(tǒng)，包括控制系統(tǒng)、并聯(lián)的LNG供氣子系統(tǒng)及CNG供氣子系統(tǒng)，并聯(lián)的LNG供氣子系統(tǒng)及CNG供氣子系統(tǒng)通過共用型換熱罐進行換熱，并通過與共用型換熱罐連接的供氣管道供氣；

其中，共用型換熱罐包括罐體、設于罐體兩端的加熱器、從兩端伸入罐體內部的兩級CNG換熱管及從上部伸入罐體內部的LNG換熱管，兩級CNG換熱管及LNG換熱管在罐體內部均為盤管結構，兩級CNG換熱管通過罐體 外部的環(huán)外管道連接，罐體內灌裝有液體換熱載體；

其中，控制系統(tǒng)包括設于LNG換熱管上的第一切斷閥、第一溫度變送器和第一壓力變送器，設于CNG換熱管上的第二切斷閥、第二溫度變送器和第二壓力變送器，以及，設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切斷閥連接，第二溫度變送器和第二壓力變送器分別與第二切斷閥連接，第三溫度變送器分別與兩端的加熱器、第一切斷閥以及第二切斷閥連接。

進一步地，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無線連接有報警器。

進一步地，LNG供氣子系統(tǒng)包括LNG儲罐，與LNG儲罐連接的LNG儲罐調壓輸出管道，與LNG儲罐調壓輸出管道并聯(lián)設置的LNG槽車調壓輸出管道及設于LNG槽車調壓輸出管道前端的LNG常用充裝管道，LNG儲罐還連接有LNG卸液管道，控制系統(tǒng)還包括設于LNG常用充裝管道上的轉換電磁閥和設于LNG卸液管道上的卸液電磁閥，LNG卸液管道與卸液電磁閥后端的LNG常用充裝管道連接，轉換電磁閥位于LNG卸液管道前端的。

進一步地，控制系統(tǒng)還包括連接氣動截止閥和LNG儲罐氣相出口的自取氣控制子系統(tǒng)，氣動截止閥與LNG儲罐的液相出口連接，自取氣控制子系統(tǒng)包括連依次串聯(lián)在自取氣管道上的頭端電磁閥、電動調壓器、末端電磁閥及電磁閥，自取氣管道連接氣動截止閥和LNG儲罐氣相出口。

一種LNG、CNG自動切換系統(tǒng)控制方法，包括以下內容：

(1)根據到位的氣源，自動進行切通相應的LNG或CNG供氣子系統(tǒng)，通過共用型換熱罐解壓進行供氣；

共用型換熱罐進行換熱前，啟動加熱器加熱，對罐體內的換熱介質溫度進行檢測，當溫度大于5℃，則自動切通LNG或CNG的換熱支路通過換熱裝置進行解壓供氣；

根據從換熱裝置輸出的LNG或CNG解壓氣體的溫度，若溫度高于輸氣溫度標準時，自動斷開加熱器停止加熱；

根據從換熱裝置輸出的LNG或CNG解壓氣體的壓力，若壓力低于輸氣 壓力標準時，進行警示并切斷該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支路進行供氣；

(2)使用LNG儲罐進行LNG氣源供氣，打開自取氣管道上的閥門和調壓閥，自動取氣切通氣動截止閥裝置，切通LNG儲罐出液管，利用LNG供氣子系統(tǒng)進行供氣；

(3)同時進行LNG和CNG換熱，供氣前，啟動加熱器加熱，對罐體內的換熱介質溫度進行檢測，當溫度大于5℃，則自動切通LNG和CNG的換熱支路通過換熱裝置進行解壓供氣；

(4)利用向LNG儲罐卸液的槽車供氣，切通卸液管道與常用充裝管道之間的閥門，槽車卸液同時自動利用LNG供氣子系統(tǒng)進行供氣；斷開卸液管道與常用充裝管道之間的閥門，槽車只對儲罐卸液。

與現有技術相比，本發(fā)明的LNG、CNG自動切換系統(tǒng)通過設置兩套并聯(lián)的LNG供氣子系統(tǒng)及CNG供氣子系統(tǒng)，通過控制系統(tǒng)控制實現不同氣源供氣子系統(tǒng)的切換，可充分利用到位的氣源或者備用氣源以實現連續(xù)供氣，防止其中某種天然氣氣源供氣緊張的現象時造成停工停產，避免了用戶的經濟損失；而且通過控制系統(tǒng)的溫度變送器、壓力變送器和切斷閥對CNG換熱管和LNG換熱管進行監(jiān)控，以及監(jiān)控罐體上水溫的第三溫度變送器，使得氣源在良好的換熱條件下進行解壓，同時根據輸出氣體的狀態(tài)及時自動的切斷或啟動切斷閥，保證輸出氣體的具有達到使用需求的溫度和壓力，同時，加熱器為與水溫聯(lián)動控制，還可減少能源消耗。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結構示意圖。

圖2是本發(fā)明的LNG供氣子系統(tǒng)的結構示意圖。

圖3是圖1中儲罐的結構示意圖。

圖4是本發(fā)明的共用型換熱罐的結構示意圖。

圖中：1.LNG儲罐，11.頭端電磁閥，12.自動調壓器，13.末端電磁閥，14.氣動截止閥，15.電磁閥,16.自取氣管道，2.LNG常用充裝管道， 3.LNG卸液管道，31.卸液電磁閥，32.轉換電磁閥，4.CNG常用充裝管道，5.共用型換熱罐，50.罐體，51.一級CNG換熱管，52.LNG換熱管，53.二級CNG換熱管，54.加熱器，55.第一切斷閥，56.第二切斷閥，57.第一溫度變送器，58.第一壓力變送器，59.第二溫度變送器，60.第二壓力變送器，61.第三溫度變送器，6.供氣管道。

具體實施方式

為了使本技術領域的技術人員更好地理解本發(fā)明的技術方案，下面結合附圖和最佳實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

如圖1-4所示，一種LNG、CNG自動切換系統(tǒng)，包括控制系統(tǒng)、并聯(lián)的LNG供氣子系統(tǒng)及CNG供氣子系統(tǒng)，并聯(lián)的LNG供氣子系統(tǒng)及CNG供氣子系統(tǒng)通過共用型換熱罐5進行換熱，并通過與共用型換熱罐5連接的供氣管道6供氣；

其中，共用型換熱罐5包括罐體50、設于罐體50兩端的加熱器54、從兩端伸入罐體50內部的兩級CNG換熱管及從上部伸入罐體50內部的LNG換熱管52，兩級CNG換熱管及LNG換熱管52在罐體50內部均為盤管結構，兩級CNG換熱管通過罐體50外部的環(huán)外管道連接，罐體50內灌裝有液體換熱載體；

其中，控制系統(tǒng)包括設于LNG換熱管52上的第一切斷閥55、第一溫度變送器57和第一壓力變送器58，設于CNG換熱管上的第二切斷閥56、第二溫度變送器59和第二壓力變送器60，以及，設于罐體50上的第三溫度變送器61，第一溫度變送器57和第一壓力變送器58分別與第一切斷閥55連接，第二溫度變送器59和第二壓力變送器60分別與第二切斷閥56連接，第三溫度變送器61分別與兩端的加熱器54、第一切斷閥55以及第二切斷閥56連接。

當需進行CNG供氣時，控制系統(tǒng)自動切換到CNG供氣子系統(tǒng)進行換熱供氣，換熱前，第三溫度變送器61對罐體50內的水溫進行檢測，當溫度達到預設數值時，開啟第二切斷閥56，CNG分別通過一級CNG換熱管51 和二級CNG換熱管53吸收罐體50內部灌裝有液體換熱載體的熱量進行解壓和提溫，第二溫度變送器59和第二壓力變送器60分別對換熱后氣體溫度和壓力進行檢測，若CNG解壓氣體溫度、壓力均達到輸出要求，則氣體通過出口排出；若介質換熱后溫度或壓力低于設定值時，第二溫度變送器59或第二壓力變送器60控制第二切斷閥56關閉；控制系統(tǒng)自動切換到LNG供氣子系統(tǒng)進行供氣，可打開第一切斷閥55進行供氣，同理，LNG氣源不足時，CNG氣源未到位，則自動切換至儲罐1進行供氣，LNG供氣和儲罐1供氣的工作原理與CNG供氣工作原理相同，本文對此不再進行贅述。

當然，控制系統(tǒng)還可同時進行CNG槽車供氣和LNG槽車或儲罐1供氣，該兩種氣源供氣不相影響，可自動進行切換。第三溫度變送器61監(jiān)測罐體50內的水溫，并根據預設的最低溫度值和最高溫度值控制加熱器54的開啟和關閉，保證罐體50內的介質溫度達到盤管內的氣源解壓的條件，同時，節(jié)省能源消耗。

因此，本發(fā)明的LNG、CNG自動切換系統(tǒng)通過設置兩套并聯(lián)的LNG供氣子系統(tǒng)及CNG供氣子系統(tǒng)，通過控制系統(tǒng)控制實現不同氣源供氣子系統(tǒng)的切換，可充分利用到位的氣源或者備用氣源以實現連續(xù)供氣，防止其中某種天然氣氣源供氣緊張的現象時造成停工停產，避免了用戶的經濟損失；而且通過控制系統(tǒng)的溫度變送器、壓力變送器和切斷閥對CNG換熱管和LNG換熱管52進行監(jiān)控，以及監(jiān)控罐體50上水溫的第三溫度變送器61，使得氣源在良好的換熱條件下進行解壓，同時根據輸出氣體的狀態(tài)及時自動的切斷或啟動切斷閥，保證輸出氣體的具有達到使用需求的溫度和壓力，同時，加熱器54為與水溫聯(lián)動控制，還可減少能源消耗。

為了及時地對某種氣源的缺氣現象或者某個供氣子系統(tǒng)管路故障進行警示，在第一溫度變送器57、第一壓力變送器58、第二溫度變送器59以及第二壓力變送器60上分別無線連接有報警器。

作為進一步的技術方案，LNG供氣子系統(tǒng)包括儲罐1，與儲罐1連接的儲罐1調壓輸出管道，與儲罐1調壓輸出管道并聯(lián)設置的LNG槽車調壓 輸出管道及設于LNG槽車調壓輸出管道前端的LNG常用充裝管道2，儲罐1還連接有LNG卸液管道3，控制系統(tǒng)還包括設于LNG常用充裝管道2上的轉換電磁閥32和設于LNG卸液管道3上的卸液電磁閥31，LNG卸液管道3與卸液電磁閥31后端的LNG常用充裝管道2連接，轉換電磁閥32位于LNG卸液管道3前端的。

當兩臺槽車同時到位時，且至少一臺為LNG槽車時，可使用LNG槽車為儲罐1充液，另一臺槽車為用戶正常供氣，此時，只要連接好接口管道，控制系統(tǒng)首先控制卸液管道與LNG常用充裝管道2之間的轉換電磁閥32關閉，再打開卸液電磁閥31，另一臺槽車與相應地供氣子系統(tǒng)連接進行用戶供氣，這樣既可以為儲罐1補充又不影響用戶的正常供氣。本例中的LNG槽車，也可控制打開轉換電磁閥32，亦可使該槽車卸液同時為用戶供氣，工作方式可根據需要自動進行切換。

作為進一步的技術方案，控制系統(tǒng)還包括連接氣動截止閥14和儲罐1氣相出口的自取氣控制子系統(tǒng)，氣動截止閥14與儲罐1的液相出口連接，自取氣控制子系統(tǒng)包括連依次串聯(lián)在自取氣管道16上的頭端電磁閥1511、電動調壓器、末端電磁閥1513及電磁閥15，自取氣管道16連接氣動截止閥14和儲罐1氣相出口。

當需要儲罐1進行供氣時，打開頭端電磁閥1511，控制系統(tǒng)根據預設的壓力值自動調整電動調壓器至需要壓力后，自動打開末端電磁閥1513、電磁閥15，此時自取氣管道16切通，氣動截止閥14即可工作，儲罐1的LNG從液相出口流出，經LNG供氣子系統(tǒng)進行供氣。以儲罐1中的蒸發(fā)汽作為氣源，為儲罐1液相出口的氣動截止閥14供氣，使其能夠正常工作，不用再增加外接氣源。儲罐1內的壓力一般都不低于6KG，自取氣管道16上的電動調壓閥，可使得氣動截止閥14的供氣壓力為2～3KG，提高了工作便捷性，防止危險的發(fā)生

一種LNG、CNG自動切換系統(tǒng)控制方法，包括以下內容：

(1)根據到位的氣源，自動進行切通相應的LNG或CNG供氣子系統(tǒng)，通過共用型換熱罐5解壓進行供氣；

共用型換熱罐5進行換熱前，啟動加熱器54加熱，對罐體50內的換熱介質溫度進行檢測，當溫度大于5℃，則自動切通LNG或CNG的換熱支路通過換熱裝置進行解壓供氣；

根據從換熱裝置輸出的LNG或CNG解壓氣體的溫度，若溫度高于輸氣溫度標準時，自動斷開加熱器54停止加熱；

根據從換熱裝置輸出的LNG或CNG解壓氣體的壓力，若壓力低于輸氣壓力標準時，進行警示并切斷該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支路進行供氣；

(2)使用儲罐1進行LNG氣源供氣，打開自取氣管道16上的閥門和調壓閥，自動取氣切通氣動截止閥14裝置，切通儲罐1出液管，利用LNG供氣子系統(tǒng)進行供氣；

(3)同時進行LNG和CNG換熱，供氣前，啟動加熱器54加熱，對罐體50內的換熱介質溫度進行檢測，當溫度大于5℃，則自動切通LNG和CNG的換熱支路通過換熱裝置進行解壓供氣；

(4)利用向儲罐1卸液的槽車供氣，切通卸液管道與常用充裝管道之間的閥門，槽車卸液同時自動利用LNG供氣子系統(tǒng)進行供氣；斷開卸液管道與常用充裝管道之間的閥門，槽車只對儲罐1卸液。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。