一种LNG定量装车系统
技术领域
本实用新型涉及自动化控制领域，具体涉及一种LNG定量装车系统。
背景技术
LNG液化工厂的装车作业频繁，装车速度、精度和安全性，防止装车冒罐、静电接地可靠一直是影响装车作业效率的重要因素，目前国内LNG液化工厂根据规模大小采取的装车方式大致为两种。
小型液化工厂由于出液量较少，常采用全人工装车方式，从启动装车泵到管道预冷、装车、停止装车，管道的吹扫这一完整装车过程均通过人工实现，也非常依赖于LNG槽车上的就地差压液位装置来监视装车量，由于就地差压液位装置测量精准度受制于LNG密度，所以在LNG槽车上的液位计根据实际LNG密度的不同，存在一定的测量偏差，并且这种方式的液位计在低温液体测量中存在不稳定因素，例如冻堵、微小泄漏等造成的测量不真实，这样的操作方式从安全性和装车精度都存在不稳定性。
大型液化工厂的产量大，整个装车主回路一般是长期运行，不存在主管道预冷的问题，所以常采用独立定量装车撬的方式。定量装车撬一般包含了质量流量计和批量控制仪，批量控制仪是定量装车撬的核心设备，通过批量控制仪对每次装车的总量做精确计量，并采用通讯方式将数据传送到地磅计量间的上位机，对每台LNG槽车进行装车量统计及称重比较。独立的装车撬一般通过检测本撬装的异常，对其装车回路进行紧急切断，防止危险发生，然而由于其系统的独立性，限制了对外部危险的辨识反应能力，当外部危害发生时，例如火灾、管道可燃气体泄漏等，中央控制室联锁动作，对装车区域的停机信号由DCS发送到批量控制仪，批量控制仪再作用到紧急切断阀，在这个过程中，由于批量控制仪采用的控制器类型众多、性能不确定，且批控仪均安装在装置现场，工作环境较差。使用定量装车撬进行装车时，遇到突发情况，中央控制室发起联锁停车需求时，对于独立的装车系统来说，会存在不能及时响应或者响应延迟等不确定性风险，延误解决问题的时机，造成人身和财产损失。
实用新型内容
本实用新型的目的克服现有技术的不足，提供一种LNG定量装车系统，该系统以DCS系统(即集散控制系统)为依托，通过使用监测设备对装车时的相关数据进行监测，并反馈给DCS控制系统，DCS控制系统通过对装车时产生的突发情况和压力、温度等的异常数据做出相关反应的方式，达到实时调控、精确有效控制的效果，减少不能及时响应或者响应延迟等不确定风险发生的情况，及时解决问题，减少人身和财产损失，提高LNG定量装车时的效率。
本实用新型的目的是通过以下技术措施达到的：一种LNG定量装车系统，所述LNG定量装车系统与LNG槽车连接，所述LNG定量装车系统包括DCS控制系统、防爆接线箱和LNG液相输送管，所述LNG液相输送管用于给LNG槽车输送液化天然气，所述LNG液相输送管上并列连接有质量流量计、液体压力变送器、液体温度变送器和LNG流量调节阀，所述质量流量计、液体压力变送器、液体温度变送器和LNG流量调节阀均与防爆接线箱连接，所述防爆接线箱与DCS控制系统连接，所述DCS控制系统上连接有现场操作柱。
进一步地，所述LNG定量装车系统还包括用于导出BOG的BOG气相回流管，所述BOG气相回流管与LNG槽车连接，所述BOG气相回流管上并列连接有气体压力变送器和气体温度变送器，所述气体压力变送器和液体温度变送器均与防爆接线箱连接。
进一步地，所述BOG气相回流管上设有气相切断阀，所述气相切断阀与防爆接线箱连接。
进一步地，所述LNG液相输送管上设有液相切断阀，所述液相切断阀与防爆接线箱连接。
进一步地，所述DCS控制系统连接有静电接地控制器。
进一步地，所述DCS控制系统包括控制站和操作站，所述控制站包括依次连接的CPU和IO卡件，所述IO卡件与防爆接线箱和现场操作柱连接，所述CPU与操作站连接。
进一步地，所述操作站包括主机系统、显示设备、键盘输入设备、信息存储设备和打印输出设备，所述CPU与主机系统连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1、通过DCS控制系统、防爆接线箱和LNG液相输送管的设置，DCS控制系统对LNG液相输送管内的流量进行控制，达到实时调控、精确有效控制的效果，减少意外情况发生，减少人身和财产损失；2、该LNG定量装车系统依托液化工厂完备的DCS控制系统，通过质量流量计、气体压力变送器、液体压力变送器、气体温度变送器、液体温度变送器对压力、温度和流量实时监测和控制，通过LNG流量调节阀对压力、温度和流量进行调节，增加了DCS控制系统工作的灵活性；3、通过静电接地控制器、气相切断阀和液相切断阀对压力温度和流量进行保护，实现自动化定量装车，有效避免装车过程中的安全隐患，减少人员操作，提供更加安全可靠的LNG装车工况。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细说明。
附图说明
图1是LNG定量装车系统的系统图。
标记说明：1、DCS控制系统，2、LNG液相输送管，3、BOG气相回流管，4、质量流量计，5、LNG流量调节阀，6、液相切断阀，7、气相切断阀，8、液体压力变送器，9、液体温度变送器，10、静电接地控制器，11、防爆接线箱，12、现场操作柱。
具体实施方式
如图1所示，一种LNG定量装车系统，该系统设置于液化工厂中，可以与LNG槽车连接以检测和调节LNG槽车装车情况。LNG定量装车系统包括LNG液相输送管2、BOG气相回流管3、检测设备、DCS控制系统1、调节设备、防爆接线箱11、保护设备和现场操作柱12。LNG液相输送管2和BOG气相回流管3是LNG槽车定量装车过程中便于输送液化天然气和LNG定量装车系统检测、调节装车情况的管路。
检测设备用于检测管路内的压力、温度和流量等数据并传递给DCS控制系统1。DCS控制系统1将数据进行整理，结合工作人员预设的相关参数通过调节设备调节管路中的流体。防爆接线箱11用于连接DCS控制系统1与检测设备和调节设备。保护设备对LNG定量装车系统起到防护作用。现场操作柱12有报警功能，能够在装车过程中温度、压力和流量发生异常情况时，通过发光和声响等方式向工作人员提出警报。现场操作柱12上安装有紧急停车按钮，用于突发情况下紧急关闭LNG定量装车系统。现场操作柱12还可以供工作人员根据装车现场的实际情况临时设定温度和压力等设定值，方便操作。
检测设备包括质量流量计4、压力变送器和温度变送器。质量流量计4的两端连接在LNG液相输送管2和防爆接线箱11上，用于对装车过程中液化天然气的流量实时测量，可以收集到瞬时流量和累积流量等数据到DCS系统。质量流量计4的设置方便检测LNG液相输送管2中的流量变化。
压力变送器包括液体压力变送器8和气体压力变送器，液体压力变送器8的两端连接在LNG液相输送管2和防爆接线箱11上，气体压力变送器的两端连接在BOG气相回流管3和防爆接线箱11上。压力变送器的设置便于测量装车过程中管路中压力的变化情况。
温度变送器包括液体温度变送器9和气体温度变送器，液体温度变送器9的两端连接在LNG液相输送管2和防爆接线箱11上，气体温度变送器的两端连接在BOG气相回流管3和防爆接线箱11上。温度变送器的设置便于测量装车过程中管路中温度的变化情况。
DCS控制系统1包括控制站和操作站。控制站包括依次连接的CPU和IO卡件。IO卡件与防爆接线箱11和现场操作柱12连接，用于收集防爆接线箱11和现场操作柱12的数据和向防爆接线箱11和现场操作柱12发送控制信号。CPU用于收集IO卡件的信号和向IO卡件发送控制信号。操作站包括主机系统、显示设备、键盘输入设备、信息存储设备和打印输出设备。CPU与主机系统连接。工作人员在显示设备和键盘输入设备处对LNG定量装车系统进行监控和整体控制。控制站的一端与防爆接线箱11连接，另一端与主机系统连接。控制站和主机系统的设置便于收集和整理LNG定量装车系统内部的数据。
调节设备包括LNG流量调节阀5。LNG流量调节阀5的两端连接在LNG液相输送管2和防爆接线箱11上。LNG流量调节阀5接收来自DCS控制系统1输出的4～20mA信号，控制阀门开度，调节装车流量大小。LNG流量调节阀5为DCS控制系统1的执行组件，便于DCS控制系统1对装车过程中液化天然气的流量进行调节。
保护设备包括液相切断阀6、气相切断阀7和静电接地控制器10。液相切断阀6与防爆接线箱11连接，气相切断阀7与防爆接线箱11连接，静电接地控制器10与DCS控制系统1连接。静电接地控制器10可以减少装车过程中产生的静电，若处理过后静电依然过量则进行报警，并反馈数据到DCS系统中。装车过程中检测设备检测到温度、压力和流量等数据异常时，DCS控制系统1发出信号，液相切断阀6和气相切断阀7接收DCS控制系统1的信号，对气、液相管道进行完全关闭。保护设备的设置提高了LNG定量装车系统的安全性。
装车过程中，当DCS控制系统1通过检测设备得到的温度、压力、流量数据与正常装车时的温度、压力、流量数据存在差异时，通过现场操作柱12及操作站对工作人员发送声光报警；当温度、压力、流量的偏差较大达到联锁值时或静电接地控制器10失效时，液相切断阀6立刻切断LNG液相输送管2；若现场或者液化工厂发生紧急事故必须马上停止所有活动时，工作人员可以通过现场操作柱12上的紧急停车按钮，关闭LNG定量装车系统。
LNG液相输送管2和BOG气相回流管3内的气相流体和液相流体不直接接触，方便液化天然气的输送和气化天然气的处理。LNG槽车到达装卸地点将车内的液化天然气排出后，内部会留有一部分残液。LNG槽车在返回液化工厂的运输过程中，受车内真空条件和车外温度条件等的影响，车内的残液会产生BOG。LNG槽车装车时会由于BOG对车内空间的分压作用造成车内压力过大，造成LNG槽车破裂等意外情况。为了减少LNG槽车破裂的情况，BOG气相回流管3的设置，便于将BOG及时排出。
LNG液相输送管2的流入端连接有液相的弹簧自动复位球阀，BOG气相回流管3的流出端连接有气相的弹簧自动复位球阀。弹簧自动复位球阀旋转90°就可以接通介质的流通，松开球阀的手柄，弹簧自动复位球阀在弹簧的作用下自动反弹复位。弹簧自动复位球阀的设置方便工作人员控制管路内流体的通断。
本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
