МНОГОЦЕЛЕВАЯ АВТОГАЗОНАПОЛНИТЕЛЬНАЯ КОМПРЕССОРНАЯ СТАНЦИЯ (МАГНКС) Российский патент 2005 года по МПК F25J1/00 F04B41/00 

Изобретение относится к области компрессорных установок или систем, а также к криогенной технике.

Известны технологии заправки автотранспорта компримированным природным газом (КПГ) на автогазонаполнительных компрессорных станциях - АГНКС /1, 2/.

Перевод автотранспорта на газовое топливо дает существенный экономический эффект и значительно снижает токсичные выбросы, решая, таким образом, экологические проблемы современных крупных городов. Так, в России в 80-е годы было построено до 250 АГНКС-500 для обеспечения 500 заправок в сутки на каждой из них.

Традиционные технологические схемы названных станций включают в себя комплекс оборудования по подводу сетевого газа, его подготовке к компримированию, сжатию до 20,0 бар, систем охлаждения газа после компримирования, средств контроля, автоматизации, защиты и др.

Вместе с тем, степень загрузки АГНКС, связанная с реальными масштабами газификации автотранспорта, в целом по стране не превышает 7-8%, что приводит к значительным убыткам, связанным с неэффективным использованием оборудования, простою обслуживающего персонала.

Проблема может быть решена за счет придания указанным станциям универсального характера как путем получения дополнительной возможности заправки на них автотранспорта не только КПГ, но и сжиженным природным газом (СПГ), так и создания на их основе мини-заводов по производству СПГ для реализации сторонним потребителям, включая объекты теплоэнергетики, коммунального хозяйства и прочее.

В качестве ближайшего аналога предлагается устройство автогазонаполнительной компрессорной станции, включающее систему компримирования сетевого газа для наполнения автомобильных баков, в которой часть сжатого в компрессоре газа высокого давления, при снижении потребления газа, например, в ночное время, направляется в предварительный рекуперативный теплообменник, а затем в установку сжижения газа (3).

Целью изобретения является создание многоцелевой автогазонаполнительной компрессорной станции на базе АГНКС для достижения максимальной загрузки оборудования и обеспечения возможности его использования как универсального комплекса по заправке автотранспорта компримированным природным газом (КПГ), сжиженным природным газом (СПГ) и отгрузки СПГ сторонним потребителям.

Массовое создание мини-заводов по производству СПГ на базе АГНКС в масштабах страны позволит широко использовать этот новый вид топлива - топлива XXI века - в народно-хозяйственных и оборонных отраслях России, а также создать базу для экспорта СПГ в зарубежные страны.

Сущность изобретения состоит в том, что в автогазонаполнительной станции, включающей в себя систему компримирования сетевого газа для наполнения автомобильных баков, часть сжатого в компрессоре газа высокого давления направляется в предварительный рекуперативный теплообменник, после которого газ, в отличие от аналога, доохлаждается в теплообменнике-испарителе кипящим хладагентом, например фреоном, пропаном, от внешнего охлаждающего контура на базе парокомпрессионной холодильной машины и после низкотемпературного рекуперативного теплообменника разделяется на два потока, один из которых через дроссельный вентиль подается в сборник-сепаратор, где в виде жидкой фазы отделяется готовый продукт - сжиженный природный газ (СПГ) и далее в резервуар-хранилище и (или) в технологический резервуар, а второй, пройдя через дроссельный вентиль, соединяется с холодным паром, отходящим из сборника-сепаратора в качестве обратного потока, отдает холод прямому потоку в рекуперативных теплообменниках и возвращается на всас компрессора, куда подаются также и пары СПГ из дренажных линий технологического резервуара и резервуара-хранилища, причем оба резервуара оснащаются системами индивидуального наддува газом емкостей от компрессора.

Резервуар-хранилище станции снабжен сливной колонкой для отгрузки СПГ в транспортные резервуары, а технологический - автозаправочной колонкой для заправки СПГ автотранспорта, имеющего криогенные топливные баки.

Дренажные линии из транспортного резервуара и от заправочных колонок автотранспорта соединены со всасом компрессора.

Технологический резервуар служит для обеспечения непрерывности в работе установки ожижения в момент заправки транспортных резервуаров из резервуара-хранилища, причем как резервуар-хранилище, так и технологический резервуар оснащают системами индивидуального наддува емкостей сжатым газом от компрессора.

Принципиальная схема возможной реализации предлагаемой автогазонаполнительной компрессорной станции приведена на чертеже. Автогазонаполнительная компрессорная станция включает в себя: компрессор (1), предварительный рекуперативный теплообменник (2), теплообменник-испаритель (3), парокомпрессионную холодильную машину (4), низкотемпературный рекуперативный теплообменник (5), дроссельные вентили (6 и 7), сборник-сепаратор (8), систему индивидуального наддува технологического резервуара (9), систему индивидуального наддува резервуара-хранилища (10), технологический резервуар (11), резервуар-хранилище (12), рампу заправки автомашин компримированным природным газом (13), заправочную колонку для заправки автомашин сжиженным природным газом (14) и заправочную колонку для отгрузки сжиженного природного газа сторонним потребителям (15).

Автогазонаполнительная компрессорная станция работает следующим образом:

часть сжатого в компрессоре 1 газа высокого давления направляют на рампу 13 заправки автомобилей компримированным природным газом (КПГ).

Вторую часть сжатого в компрессоре 1 газа высокого давления направляют в предварительный рекуперативный теплообменник 2, доохлаждают в теплообменнике-испарителе 3 (например, фреоном, пропаном) от внешнего охлаждающего контура на базе парокомпрессионной холодильной машины 4 и после низкотемпературного рекуперативного теплообменника 5 разделяют на два потока.

Один из них через дроссельный вентиль 7 подают в сборник-сепаратор 8, где отделяется жидкая фаза готового продукта - СПГ, и далее - в технологический резервуар 11 и резервуар-хранилище 12.

Второй поток пропускают через дроссельный вентиль 6 и соединяют с отходящим из сборника-сепаратора 8 холодным паром, используемым в качестве обратного потока для передачи холода прямому потоку в рекуперативных теплообменниках 2 и 5, и возвращают на всас компрессора 1.

Туда же, на всас компрессора, подают также и пары СПГ из дренажных линий технологического 11 и стационарного 12 резервуаров.

Технологический резервуар 11 дооснащают заправочной колонкой 14 заправки сжиженным природным газом (СПГ) автомашин, имеющих криогенные топливные баки, а резервуар-хранилище 12 - заправочной колонкой 15 для отгрузки СПГ сторонним потребителям.

Как технологический резервуар 11, так и резервуар-хранилище 12 снабжаются системами 9 и 10 индивидуального наддува емкостей сжатым газом от компрессора 1.

Использование изобретения позволит повысить экономическую эффективность эксплуатации оборудования действующих АГНКС, создать на их основе универсальные комплексы по заправке автотранспорта компримированным природным газом (КПГ), сжиженным природным газом (СПГ) и отгружать (СПГ) сторонним потребителям.

Литература

1. Трушин В.М. Газовое оборудование и арматура для газобаллонных автомобилей (на сжатом природном газе). - Л.: Недра, 1990, с.30-33.

2. Васильев Ю.Н., Гриценко А.И. и Чириков К.Ю. Газозаправка транспорта. - М.: Недра, 1995, с.186, рис.2.42.

3. А.С. №1687859 А1 Газонаполнительная компрессорная станция.

Автогазонаполнительная компрессорная станция включает систему компримирования сетевого природного газа для наполнения автомобильных баков. Часть сжатого в компрессоре газа высокого давления направляется в предварительный рекуперативный теплообменник. Далее газ доохлаждается в теплообменнике-испарителе кипящим хладагентом, например фреоном или пропаном, на базе парокомпрессионной холодильной машины и после низкотемпературного рекуперативного теплообменника разделяется на два потока. Один поток через дроссельный вентиль подается в сборник-сепаратор, где в виде жидкой фазы отделяется готовый продукт - сжиженный природный газ (СПГ), и далее в резервуар-хранилище и технологический резервуар. Второй поток, пройдя через дроссельный вентиль, соединяется с холодным паром, отходящим из сборника-сепаратора в качестве обратного потока, отдает холод прямому потоку в рекуперативных теплообменниках и возвращается на всас компрессора, куда подаются также и пары СПГ из дренажных линий резервуара-хранилища и технологического резервуара. Оба резервуара оснащаются системами индивидуального наддува газом емкостей от компрессора. Использование изобретения позволит обеспечить максимальную загрузку оборудования и возможность использования его как универсального комплекса по заправке автотранспорта компримированным природным газом и СПГ, так и отгрузки СПГ сторонним потребителям. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Автогазонаполнительная компрессорная станция, включающая систему компримирования сетевого природного газа для наполнения автомобильных баков, в которой часть сжатого в компрессоре газа высокого давления направляется в предварительный рекуперативный теплообменник, отличающаяся тем, что после предварительного теплообменника газ доохлаждается в теплообменнике-испарителе кипящим хладагентом, например фреоном или пропаном, на базе парокомпрессионной холодильной машины и после низкотемпературного рекуперативного теплообменника разделяется на два потока, один из которых через дроссельный вентиль подается в сборник-сепаратор, где в виде жидкой фазы отделяется готовый продукт - сжиженный природный газ (СПГ) и далее в резервуар-хранилище и технологический резервуар, а второй, пройдя через дроссельный вентиль, соединяется с холодным паром, отходящим из сборника-сепаратора в качестве обратного потока, отдает холод прямому потоку в рекуперативных теплообменниках и возвращается на всас в компрессор, куда подаются также и пары СПГ из дренажных линий резервуара-хранилища и технологического резервуара, причем оба резервуара оснащаются системами индивидуального наддува газом емкостей от компрессора.2. Станция по п.1, отличающаяся тем, что технологический резервуар снабжен заправочной колонкой для заправки СПГ автотранспорта, имеющего криогенные топливные баки, а резервуар-хранилище снабжен заправочной колонкой для отгрузки СПГ в транспортные резервуары.