Блок аккумуляторов газа

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к газовой промышленности и может быть использована для принятия, сохранения и раздачи компримированного природного газа (КПГ) из блока аккумуляторов газа (БАГ) потребителю в баллоны транспортных средств (ТС) или другие баллоны. Также может быть использовано для заправки транспортных средств компримированным природным газом в качестве моторного топлива.
Описание предшествующего уровня техники
Известно устройство для заправки транспорта сжатым природным газом в качестве моторного топлива, а именно передвижной газозаправщик, содержащий газобаллонную установку из нескольких секций двухгорловых баллонов, к одной стороне которых присоединены трубопроводы с запорно-регулирующей арматурой для заправки самих баллонов, а также для опорожнения их внешними потребителями. Устройство обеспечивает бескомпрессорный способ заправки автомобилей природным газом (Боксерман Ю.И., Мкртычан Я.С., Чириков К.Ю. «Перевод транспорта на газовое топливо», 1988 г., стр. 134, стр. 150-155).
Недостатком способа является низкая эффективность, связанная с тем, что в результате пассивной разгрузки баллонов в секциях БАГ неиспользованным остается значительное количество КПГ, давление которого не позволяет производить дальнейшую заправку ТС.
Известен способ эксплуатации передвижного газозаправщика (патент РФ №2147531, опубликовано 20.04.2000 г.), включающий бескомпрессорную заправку автотранспорта сжатым природным газом путем опорожнения баллонов, сгруппированных в секции большого, малого и среднего по значению объемов, а по достижении минимально возможного давления в баллонах включают компрессор и перекачивают газ из секций большого и промежуточного объемов в секцию малого объема. Недостатком данного способа является отсутствие возможности полного опорожнения баллонов и вследствие этого неэффективное использование баллонного объема для хранения КПГ.
Известен способ заправки транспорта сжатым природным газом (патент РФ №2305224, опубликовано 27.08.2007 г.), включающий опорожнение предварительно заполненных сжатым природным газом баллонов высокого давления, сгруппированных в первую, вторую и третью секции блока аккумуляторов с давлением 20 МПа, 25 МПа и 40 МПа. После транспортировки баллоны опорожняют до тех пор, пока давление в них не упадет до минимальной величины, необходимой для заправки, после опорожнения баллонов всех секций до минимально возможного давления включают компрессор и начинают перекачку природного газа в автомобильный баллон до полного опорожнения баллонов высокого давления в емкости потребителя.
Недостатком способа является использование металлических баллонов с давлением 40 МПа, ввиду чего сильно увеличиваются габариты и вес блока аккумуляторов газа.
Известен способ заправки и разгрузки баллонов для хранения КПГ (патент РФ №2711890, опубликовано 23.01.2020 г.), включающий заправку автотранспорта сжатым природным газом путем опорожнения баллонов по однолинейной, трехлинейной или многолинейной схеме раздачи газа, при которых происходит перераспределение остаточного объема газа между секциями баллонов посредством работы компрессорной установки (КУ), перекачивающей газ из баллонной секции низкого давления в баллонную секцию высокого давления.
Недостатком способа являются повышенные энергозатраты на включение компрессорной установки между заправками транспортных средств.
Целью предлагаемой полезной модели является устранение указанных недостатков.
Техническим результатом полезной модели является:
- широкая сфера применения, позволяющая осуществлять заправку системы хранения КПГ от магистральных газопроводов, сетей городского газоснабжения, скважин малых газовых месторождений, источников шахтного газа и биогаза;
- способ заправки ТС сжатым природным газом позволяет полностью опорожнять БАГ;
- пониженная масса БАГ;
- снижение энергозатрат при использовании КУ между заправками ТС.
Указанный технический результат достигается способом заправки и разгрузки БАГ. Система хранения КПГ представляет собой БАГ, размещенный на раме. БАГ состоит из композитполимерных баллонов. Такие баллоны безопасны и не взрываются и, как правило, легче на 50% аналогичных металлических, тем самым существенно снижая общий вес БАГ. При заправке КПГ подают через КУ на БАГ через линию подвода КПГ до достижения уровня давления в 25 МПа. Заправку ТС осуществляется из БАГ через линию отвода КПГ без КУ до тех пор, пока давление КПГ в БАГ и баллоне ТС не станет равным, после чего перекачка КПГ осуществляется при помощи КУ. Кратковременное использование КУ при заправке баллонов ТС позволяет снизить потребление электроэнергии.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:
На фигуре 1 - внешний вид БАГ.
На фигуре 2 - схема системы хранения компримированного природного газа.
На фигуре 1 обозначено: аккумуляторы газа 1; стальная рама 2; трубная обвязка 3. Аккумуляторы газа - баллоны высокого давления композитполимерные, установлены на несущей стальной раме, разделенной на отдельные секции, и соединены между собой трубной обвязкой, фитингами и запорно-регулирующей арматурой. Стальная рама приспособлена для горизонтального хранения аккумуляторов газа. Аккумуляторы газа уложены в три ряда по четыре баллона рядом друг с другом. В верхней части рамы предусмотрены проушины для строповки при совершении погрузочно-разгрузочных работ и транспортировки. Данная конструкция предназначена для использования внутри и снаружи помещений. В случае использования на открытом воздухе систему необходимо разместить на приподнятом, закрытом и надежном месте.
Система хранения КПГ включает аккумуляторы газа 21-32, которые закреплены на конструкции рамы 3, при этом каждый аккумулятор газа оснащён трехходовым вентилем 7-18, связанные между собой системой трубопроводов, состоящая из линии для подвода и отвода компримированного природного газа, каждая из которых состоит из обратного клапана 19, 20 и шарового крана 5, 6, предназначенных для ручного отключения линии для подвода и отвода компримированного природного газа соответственно, и линии для контроля давления в баллонах, при этом для предотвращения превышения допустимого давления газа в линиях подвода и отвода КПГ установлен предохранительный клапан 4, при срабатывании которого сброс газа осуществляется на свечу.
Аккумуляторы газа 1 закреплены на конструкции рамы 2 и связаны между собой линиями для подвода и отвода компримированного природного газа и линией контроля давления в баллонах.
Способ осуществляют следующим образом. КПГ доставляют к газонаполнительной компрессорной станции (ГНКС) и подают на линию подвода КПГ через обратный клапан 19, при этом шаровой кран 5 открыт, вследствие чего производится заправка. Заправку ТС осуществляют из БАГ через линию отвода КПГ, при этом шаровой кран 6 открыт. Заправка производится за счет перепада давления.  Как только давление КПГ в БАГ и баллоне ТС станет равным, перекачка КПГ осуществляется при помощи КУ. Каждый аккумулятор газа 21-32 содержит трехходовые вентили 7-18 соответственно, при заправке БАГ трехходовые вентили установлены в положении, когда линия подвода КПГ сообщена с полостью аккумуляторов газа, при заправке ТС при помощи БАГ трехходовые вентили установлены в положении, когда линия отвода КПГ сообщена с полостью аккумуляторов газа. Обратный клапан 20 предназначен для предотвращения попадания КПГ из баллона ТС в БАГ. Обратный клапан 19 предотвращает истечение КПГ в атмосферу, при отключенном БАГ от ГНКС.