[发明专利]天然气子站系统及其压缩机调压跳级节能控制方法

说明书

技术领域

本发明属于天然气技术领域，尤其涉及一种设置在城市无天然气管网处的天然气子站系统，还涉及一种应用到该天然气子站中的压缩机调压跳级节能控制方法。 

背景技术

当城市无天然气管网但要设立为汽车加气的加气站时，一般采用子站、母站的方式加以解决，实际上这包括了母站和子站两种结构。母站是在城市门站附近或天然气主管道附近设立的天然气加压站，它将该管道内的天然气进行压缩后储存在转运车槽罐内，然后再运输到无气源的地方，子站就利用储存于转运车槽罐内的天然气向汽车供气。 

按照规定，运输用压力槽罐内的压力不能超过20MPa，而加气站应将汽车的储气瓶加至最高压力20MPa，显然子站必须另设增压设备。转运槽车将天然气以20MPa的压力从母站运往子站，子站压缩机启动，将天然气压缩至25MPa并储存在现场储气库中，从而可以对汽车进行两级加气，即先由转运槽车作为低压瓶组对车辆进行加气，然后由现场储气库作高压瓶组对车辆进行加气，当转运槽车的天然气压力降到3MPa时，转运槽车开往母站进行加气。 

由于压缩机一级气缸进气压力适用范围的限制，无法满足3MPa至20MPa这样宽的范围，因此，现有技术中使用最多的方法是将高压气体全减压至一定的数值，然后再统一经由压缩机的一级和二级气缸逐级将其升压至25MPa。以COOPER二级压缩机SA200为例，实际控制过程中是将7MPa至20MPa的天然气全减压至6.5MPa，然后再进行两级压缩逐级提升气压至25MPa，将3MPa至7MPa的天然气直接进行两级压缩。由压缩机的功率排量关系可知，采用这种方法时压缩机一直采用较高的功率运行（最高功率75KW，此时70.1KW），并且排量也一直较低（最高排量2522Nm³/h，此时排量1588Nm³/h）,使整个子站的加气效率处于较低的状态。 

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种节能且高效的天然气子站系统。 

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：天然气子站系统包括压缩机、冷却器及控制管路，在连接至天然气入口的管路上依次设有带有压力变送器的第一管路节点和第二管路节点，所述两个管路节点之间设有气动球阀，其中， 

一条管路直接连接至第一管路节点构成低压输出管，与售气机的低压管口连接；所述两个管路节点之间设有调压管路，所述调压管路包括气动球阀和调压器；所述第二管路节点经气动球阀和冷却器一级冷却连接至所述压缩机二级气缸的入口，同时所述压缩机一级气缸的出口连接至该气动球阀和冷却器之间的管路上；所述第二管路节点还连接至所述压缩机一级气缸的入口，后经气动球阀连接至压缩机二级气缸的出口，最后经冷却器二级冷却连接至高压输出管和中压输出管，所述高压输出管和中压输出管的管口均设有气动球阀；还包括连接至所述低压输出管的气源管路，该管路通过调压器为上述各气动球阀提供动力气源；还包括控制上述各气动球阀的电磁阀组，所述电磁阀组接收所述两个管路节点处、所述压缩机一级气缸出口和二级气缸出口处以及高压输出管和中压输出管处的压力变送器传送的控制信号，控制各气动球阀的气源的开关。 

优选地：所述调压管路为并列的两条，在同一个气动球阀后设置两条并列的调压器支路，每条支路上均设有用于开启或者关闭本条支路的手动球阀，所述手动球阀设于气动球阀和调压器之间，通过该手动球阀的切换实现调压器的一用一备。 

优选地：还包括用于收集各支路产生的多余气体并进行集中排放的放空管路。 

优选地：还包括为所述压缩机机体的润滑油系统进行放空的主机放空管路，所述主机放空管路的入口连接至所述压缩机的各级气缸的相应放空接口，其出口连接至所述放空管路。 

优选地：还设有连接至所述压缩机一级气缸出口的第一安全阀和连接至二级气缸出口的第二安全阀，用以泄放多余气体使压力保持在设定值，所述第一安全阀和第二安全阀的出口连接至所述放空管路。 

优选地：在所述天然气入口与第一管路节点之间、所述冷却器与所述压缩机二级气缸入口之间以及二级冷却输出管路上均设有过滤器。 

优选地：在所述两个管路节点处、所述压缩机一级气缸出口和二级气缸出口处以及高压输出管和中压输出管上均设有用于进行信号上传的压力变送器，还设有进行现场压力显示的压力表。 

优选地：所述高压输出管及中压输出管均连接至气瓶，用以存储系统升压后的天然气。