Автомобильная газонаполнительная компрессорная станция
AUTOMOTIVE GAS-FILLING COMPRESSOR STATION

Настоящее изобретение относится к газовой промышленности, в частности к автомобильной газонаполнительной компрессорной станции (АГНКС).
2
2
3
3
Известна автомобильная газонаполнительная компрессорная станция, состоящая из расходомерного узла, фильтра-сепаратора, блока компрессорного, аккумуляторов газа и газозаправочных колонок. (Технология использования сжатых газов, курс лекций, составитель Г.А. Бондаренко, Сумы, Изд-во СумГУ, 2011, стр. 107-108, рис. 5.13). В известной станции сетевой газ, пройдя предварительную очистку в фильтре-сепараторе и расходомерный узел, при избыточном давлении 0,5-2 кг/см поступает на всасывание компрессора, где сжимается до 230 кг/см. После влагомаслоудаления и осушки газ закачивается в аккумуляторы, а также поступает к заправочным колонкам. В случае, когда на АГНКС одновременно заправляются газобаллонные автомобили (ГБА) с общим объемом хранимого на борту транспортного средства (ТС) газа суммарной емкостью, не превышающей объем газа, накопленного в аккумуляторах АГНКС, время заправки каждого из одновременно заправляемых ТС будет составлять в среднем около 10 минут. Основной характеристикой АГНКС является количество заправок автомобилей в сутки. От этого зависят размеры станции, тип и производительность компрессорного оборудования и других аппаратов. В случае, если объем газа, накопленный в аккумуляторах АГНКС, меньше суммарного объема заправки ГБА, то заправка большей частью будет производиться напрямую от компрессоров АГНКС. При этом время заправки всех одновременно заправляемых транспортных средств будет равняться времени заправки ГБА с самым большим совокупным объемом хранения компримированного природного газа (КПГ) на борту и составит в среднем около 20-25 минут в зависимости от производительности компрессоров. Для заправки передвижных автомобильных газозаправщиков (ПАГЗ) требуется значительный объем (от 3000 до 10000 нм) КПГ в зависимости от модификации. Максимальный объем аккумулируемого КПГ на АГНКС может составить 4200 нм, следовательно, время заправки ПАГЗ и ГБА даже высокопроизводительными АГНКС будет составлять от 1,5 до 9 часов. Поэтому к недостатком известного технического решения относится длительное время заправки вновь прибывшего ГБА.
Задача изобретения - создание АГНКС, позволяющей сократить время заправки вновь прибывшего ГБА на АГНКС.
Технический результат изобретения - уменьшение времени заправки вновь прибывшего ГБА на АГНКС в то время, когда на данной станции осуществляется заправка ПАГЗ.
Сущность изобретения заключается в том, что в АГНКС, состоящей из фильтра-сепаратора, компрессорного блока, блока аккумуляторов газа, установки осушки газа, по меньшей мере, двух газозаправочных колонок и линии высокого давления подачи газа от установки осушки к блоку аккумуляторов газа и газозаправочным колонкам. На линии высокого давления подачи газа установлен блок регулировки, который по сигналу, поступающему от датчика изменения давления, вмонтированного в линию высокого давления подачи газа, предназначен управлять запорной арматурой, ограничивающей подачу компримированного природного газа на газозаправочную колонку, осуществляющую заправку передвижного автомобильного газозаправщика.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена блок-схема АГНКС, принятой заявителем в качестве наиболее близкого аналога-прототипа. На фиг. 2 представлена схема предлагаемой станции. На фиг. 3 представлен график изменения давления в линии высокого давления АГНКС.
Известная и предлагаемая автомобильные газонаполнительные компрессорные станции (фиг. 1, 2) включают: фильтр-сепаратор - 1, компрессорный блок - 2, установку осушки газа - 3, блок аккумуляторов газа - 4, заправочные колонки - 5, линию высокого давления подачи газа - 6. Кроме того, АГНКС (фиг. 2) содержит датчик изменения давления - 7, блок регулировки - 8, запорную арматуру - 9.
2
2
Во время работы предлагаемой АГНКС (фиг. 2) сетевой газ, пройдя предварительную очистку в фильтре-сепараторе (1), при избыточном давлении 0,5-2 кг/см поступает на всасывание компрессорного блока (2), где сжимается до 230 кг/см. После установки осушки газа (3) газ закачивается в блок аккумуляторов газа (4), а также поступает к заправочным колонкам (5). Сигнал с установленного на линии высокого давления (6) датчика изменения давления (7) запускает в работу блок регулировки (8), осуществляя управление запорной арматурой (9). С помощью запорной арматуры ограничивается подача КПГ к выбранной (либо нескольким выбранным) заправочной колонке.
3
Когда на АГНКС осуществляется заправка ПАГЗ высокой емкости (от 3000 до 10000 нм) и одновременно с этим начинает заправку вновь прибывший ГБА, в линии высокого давления подачи газа (6) проявляется недостаток давления, необходимого для обеспечения быстрой заправки ГБА. Поэтому, по сигналу от датчика изменения давления (7) блок регулировки (8) закрывает запорную арматуру (9), прекращая подачу КПГ на заправку ПАГЗ, тем самым обеспечивая нормальную (быструю) заправку ГБА. По завершению заправки ГБА, сигнал от штатного датчика, поступающий в блок регулировки (8), открывает запорную арматуру (9), возобновляя подачу КПГ для заправки ПАГЗ.
Датчик изменения давления (7) может быть выполнен на базе датчика избыточного давления для газозаправочных колонок Сапфир-22-ДИ-2170, с пределами измерения 25 МПа с цифровой обработкой сигнала.
Блок регулировки (8) может быть выполнен, например, на базе 16 - разрядного микроконтроллера MSP430F149IPM PBF производства TEXAS INSTRUMENTS.
2
Запорная арматура (9) может быть реализована на базе взрывозащищенного электромагнитного клапана высокого давления 25 МПа (250 кг/см) с обратной связью AIC 25МПА М36/2 производства AIC.
Датчик изменения давления (7), установленный на линии высокого давления подачи газа с постоянным интервалом времени, равным 10 секунд, производит измерение давления, передавая данные измерений в блок регулировки (8). Блок регулировки (8) сохраняет несколько последних значений и вычисляет разность между последующим и предыдущим измерениями в линии высокого давления подачи газа. Если начинается заправка ГБА, то от штатного датчика (на фиг. 2 не показан) заправочной колонки (5) АГНКС подается сигнал блоку регулировки о начале заправки. В линии высокого давления подачи газа блок регулировки регистрирует падение давления и вырабатывает управляющее воздействие, по которому закрывается запорная арматура до окончания заправки транспортного средства на газовой заправочной колонке (5). По сигналу окончания заправки от штатного датчика блок регулировки (8) вырабатывает управляющее воздействие на открытие запорной арматуры. Затем заправка ПАГЗ возобновляется.
Настройки блока регулировки (интервал снятия показаний датчика изменения давления, значения разницы показаний при которых происходит срабатывание) зависят от характеристик АГНКС, таких как производительность компрессорного блока и объем хранимого КПГ в блоке аккумуляторов.
На графике изменения давления отображена динамика изменения давлений (Р, МПа) во времени (t, сек) в линии высокого давления АГНКС в заправочном контуре вновь прибывшего газобаллонного автомобиля (ГБА) и в заправочном контуре ПАГЗ. На графике также отображены моменты начала заправки ГБА, закрытия запорной арматуры, окончания заправки ГБА с открытием запорной арматуры и возобновлением заправки ПАГЗ.
Предложенное изобретение позволяет устранить недостаток известной станции АГНКС, а именно, ускоряет время заправки (делает возможной нормальную заправку) ГБА во время заправки ПАГЗ на АГНКС, чем способствует повышению эффективности реализации газомоторного топлива.
Таким образом, датчик изменения давления, блок регулировки и управляемая запорная арматура, установленные на линии высокого давления подачи газа, позволяют либо ограничить, либо полностью прекратить подачу КПГ от установки осушки газа к заправочным колонкам, с помощью которых осуществляется заправка ПАГЗ, и ускорить одновременную заправку ГБА и ПАГЗ.