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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-dateLNG瓶及供气系统(培训资料)LNG汽车燃料储罐系统 LNG车用瓶及供气系统培训资料张家港富瑞特种装备股份有限公司瓶撬市场部2009年培训大纲1. 前言 2. 设备概况 2.1 LNG车用瓶结构 2.2 LNG系统流程和压力设定 2.3 主要部件 3. 安全防护 4. 操作 5. 系统安装 6维修保养 7故障与维修 1. 前言LNG 车用供气系统，广泛适用于配置燃气发
2、动机为动力的汽车、轮船、动力机车，它由LNG 车用瓶（带自增压系统）、水浴式气化器、管路系统、安全系统、液体充装装置、回气装置和安全装置等部分组成。2. 设备概况2.1气瓶2.1.1车用LNG气瓶技术参数 设计压力3.18MPa、工作压力1.59MPa、设计温度-196、工作温度-162,充装系数0.9,主体材料为0Cr18Ni9(304),规格是依据发动机功率和续驶路程设计成450L、375L、335L、275L等四种，瓶上设有一、二级安全阀，进、出液口，气相口，自增压口，新型液位计，压力表和瓶内压力自动调压装置。容 积 L净容积 L直 径 mm长 度 mm宽度mm高度mm瓶空重 kg液重k
3、g备注2752475561740600700185105带自增压系统335300668157070082023012837533766817207008202451434504056681970700820280172气瓶外形尺寸表（参考）注：总重核算所对应的液化天然气密度为0.426kg/L，空重包括支座重量。2.1.2结构 汽车用液化天然气气瓶是作为一种超低温绝热压力容器，设计有双层（外壳和内胆）结构。内胆用来储存液态的液化天然气（LNG），同时夹套（两层容器之间的空间）抽成高真空，共同形成良好的绝热空间。能保证LNG在超低温的环境下得以储存和使用。所有的管路、阀件都设置在气瓶的一端，并用
4、护环或保护罩进行防护。2.1.3保护装置参数设定内胆设计有两级安全阀在超压时起到保护作用。在超压情况下首先打开主安全阀开启压力为1.75MPa（253psi），副安全阀开启压力为2.9MPa（420psi），设定压力较主安全阀高，在主安全阀失灵或发生故障时，副安全阀工作。这样使气瓶使用确保安全（参照气瓶流程简图）。外壳在内部超压条件下的保护是通过一个环形的抽空塞来实现的。如果内胆发生泄漏（导致夹套压力超高），夹层压力达到0.10.2MPa抽空塞将自动打开泄压。当抽空塞发生泄漏或真空破坏，使绝热能力下降或失效。这时可能发生外壳 “冒汗”或结霜现象。当然，在与气瓶连接的管道末端出现的结霜或凝水现象
5、是正常的。警告: 安全阀参数不得随意变动,否则会造成安全事故;安全阀只能返厂维修;安全阀每年检定一次。2.2 系统流程和压力设定2.2.1汽车用液化天然气气瓶供气系统流程汽车用液化天然气供气系统流程简图（部件名称见表1）参见系统流程简图表1。序号代号名 称功 能备注1V1放空阀（手动）用于气瓶压力泄放2C2充液接头、加气面板用于加气机与气瓶连接3V5节约阀用于控制气瓶内部压力4V2进液止回阀用于控制燃料进入瓶内5V3手动截止阀用于控制燃料流出瓶外6V4过流阀防止供应管路断裂时燃料大量外泄7V6平衡阀平衡罐内气液压力8V7稳压阀控制进发动机气量9V8手动自增压截止阀瓶内自增压开关阀10V9自增压
6、调节阀瓶内自增压控制阀11Pr2空浴式汽化器用于瓶内增压12Pr1水浴汽化器将LNG转换成气态天然气13LG液位计显示表显示气瓶内燃料液位14Pg压力表显示气瓶内压力15S1主安全阀用泄压方式来保护气瓶16S2副安全阀用泄压方式来保护气瓶17稳压罐维持发动机用气要求2.2.2汽车用液化天然气气瓶供气系统压力设定气瓶上节约阀(V5)设定压力为:0.8 MPa, 自增压调节阀（V9）设定压力为:0.8 MPa,管路稳压阀(V7)设定压力为:0.65 MPa。(发动机有特殊要求除外)2.3主要部件2.3.1液位计/表 液位计量系统采用电容式液位计，该系统由三个子系统导线组成：分别为电容探测器/极板、
7、信号转换器和显示仪表。电容探测器作为气瓶整体的一个组成部分，安装在气瓶的内部。其作用是根据气瓶内的液位高度产生一个成线性比例的电信号，并传送给信号转换器。再由转换器根据信号转送到显示仪表，电信号不受液位状态（液相或气相）和压力的影响，能够精确反映气瓶内液位的多少。液位传感器安装在瓶内靠近充液管的一端。该系统能够适应由于加速、刹车、爬坡、转弯等行驶条件变化所带来的瞬间影响。（注：在行驶过程中由于车辆摇晃造成瓶内液面波动，所显液位会有些波动，但车辆稳定后液位就会显示正常。）2.3.2 水浴汽化器液化天然气在气瓶中以低温的液态和气态形式储存，能够以纯液态形式或气液混合形式从气瓶中被放出，由汽化器将其
8、加热成为气态。汽化器安装在气瓶和发动机之间。（汽化器所需热能由发动机提供）受发动机高温影响的冷却液流入汽化器隔层对汽化管加热。当液化天然气进入汽化器，来自发动机的高温冷却液将其气化并加热，随后供给发动机；同时冷却液得到再次冷却回到发动机冷却系统循环利用。根据用户不同的需求，本公司可以提供各种型号。冷却液的流向应与液化天然气的流向一致，汽化器一般水平安装（天然气进出口处于水平方向），热水进出口应在上方，避免形成气阻。注意：汽化器不会使气瓶内部压力增高，要保证气瓶压力只能用节约阀（B1）来调节。汽化器规格：40，60，80，100Nm3/h；l 材料：不锈钢l 热水：温度不低于50C。2.3.3稳
9、压阀工作温度为-196+120,调压范围0.21.2MPa(其中DYS20:0.20.8MPa; DYS20A1:0.81.6MPa),公称通径DN20mm,流量满足发动机最大用气要求。3.安全防护液化天然气操作过程中的潜在危害主要来自其物理性质：l 液化天然气在环境大气压下具有极低的温度：-162C超低温；l 具有很大的气液体积比，大致为：620：1；l 天然气是易燃性气体（燃点538C）和窒息性气体；l 在密闭空间可能产生爆炸（空气中可燃极限515）安全 在有天然气或液化天然气的现场内工作时，需具有如下安全常识：l 液化天然气设备应远离火焰或电火花；l 在液化天然气设备维修、充装、存储的地
10、区不允许烟火进入；l 在操作液化天然气工作时需戴护目镜、脸罩、绝热手套，裤脚不能装在靴子里，衣袖不能装在绝热手套内，靴子不能掌有铁钉以及其它有可能摩擦出火花的物件、工具。l 拆卸零件维修时需给液化天然气气瓶排空、卸压；操作时工具不能产生火花。警告l 保护眼睛和暴露的皮肤；l 保持设备所在地区通风良好；l 在维修或保养设备时确认系统已泄压；l 远离易燃品或电火花。4. 操作4.1常规充装 汽车液化天然气的充装是通过一根独立的软管完成。充液前，首先将瓶内压力控制在一定范围内（低于加气机的充装压力），将加气枪与充液接头（C2）连接，然后启动加气机充液开关，液化天然气将通过连接软管等进入气瓶内胆。通过
11、内胆顶部进液管对瓶内（BOG）进行再液化降低瓶内压力，使充液快速完成。充装阀是一个单向阀，充液时液体在压力作用下自动打开，无需手动开关。当充液达到额定量时，充液自动停止。单向阀节关闭。其作用机理是当喷孔背压迅速升高并与充液压力平衡，压力达到加气机设定的停止压力（约1.55MPa，视加气机而定），此时加气机停止充液。4.2放空充装 可以用LNG储罐或加气机向车用液化天然气气瓶中充装液化天然气，用一根充装软管通过接头和车用液化天然气气瓶充装接口相连后即可开始充液。当车用液化天然气气瓶中的压力升高到一定压力时（比储罐低0.30.5Kg），打开放空阀（V3）进行放空，并维持压力。充装直止充满（放空出液
12、）停止充液，依次关闭放空阀（V3）和LNG储罐或加气机开关、充装枪。注：气瓶充液后应尽快使用，禁止长期储存和长途运输。4.3热瓶充装通常将首次充装液化天然气前和停止工作两周以上的车用液化天然气气瓶称为“热瓶”。热瓶的充装应当按照以下程序进行：首先向瓶内充入大约30L的液化天然气，将气瓶预冷，在瓶内液化天然气气化升压20-30分钟后，按核定充装量向瓶内继续充液，如放空充装一定很快，必要时应接上回气管，把瓶内压泄压到一定压力1.0MPa以下。另外，放空充装程序也适用于一个已知的“热瓶”。4.4燃料供给车用气瓶安装，检验合格以后，就可以安常规进行充装和正常供气。给发动机提供气体燃料是车用液化天然气气
13、瓶供气系统最基本的功能。在某种因素下，瓶内压力会升高。系统中分别设置有节约阀、自增压阀和稳压阀。其中节约阀的压力可调节气瓶内压力；自增压阀可在瓶内压力低于设定压力时对瓶进行增压；稳压阀安装在发动机前端的供气管路上，恒定发动机的供气压力，以保护发动机及正常工作i。谨慎：在饱和压力满足发动机供气要求时不用自增压，截止阀（V8）应关闭；只有在饱和压力不能满足发动机供气要求时才开启自增压截止阀（V8）；车辆停运10分钟以上也应关闭自增压截止阀（V8）。4.5气态供给 这种供气方式经济、安全，当气瓶的工作压力高于节约阀（V5）的设定压力时，节约阀将打开。 发动机运转时，气瓶把气相燃料从气瓶的顶部通过气相
14、进入水浴汽化器。在汽化器内被加温后供给发动机。在发动机的持续运转下气瓶内压力最终降至节约阀的设定压力后，再进行液态供给。4.6液态供给当气瓶的工作压力达到或低于节约阀（V5）的设定压力时，节约阀将处于关闭状态。发动机运转时，气瓶只将液体从气瓶底部通过出液管进入汽化器（Pr1），液体经气化和升温后供给发动机。这种供气方式能保证气瓶在设定的工作压力下连续供气，不会导致气瓶压力明显下降。注意：在通常供给情况下，水浴汽化器都不受环境温度、气相供给和液相供给所限制。5. 供气系统安装5.1 气瓶安装液化天然气车用气瓶通过固定支座与车辆的底盘结构件安装牢固，每个气瓶应在气瓶两端焊缝内侧各设置一个带有橡胶护
15、衬的固定支座。在纵列式布置当中为了确保使用性能，气瓶的阀件端应朝车尾方向布置，并用鞍座固定在车辆的左侧或右侧。阀件朝后布置是为了在车辆急加速或爬坡时确保持续供给燃料，而避免出现供液管抽空现象。5.2附件安装l 充液座充液座应安装在一个固定可靠的刚性构件上。根据NFPA57要求，该构件应具有足够的强度能满足正常的充气口对接和分离操作，同时应保证构件在加气软管没有卸掉汽车就驶离的情况下不会在外部拉力的作用下被破坏。另外需要注意的是该构件应预留足够的空间安装放空快速接头和压力表。充液口可以与充液单向阀直接连接，无须另外加装截止阀。在允许的情况下，充液口与气瓶之间的充液管应尽量短。谨慎：当充液座安装在
16、车辆的侧面时，应把充液管弯成“S”形，以防止来自侧面的外力撞击等。l 压力表压力表应当安装在便于在充液时观察的位置，建议采用量程为02.5MPa(0400psig)的压力表，压力表的连接管线为10的不锈钢管(或T2-M铜管)，采用NPT1/4的螺纹接头与气瓶阀件端的压力表接头相连。根据NFPA57的规定，装置的表接头内部通径不得大于1.5mm。l 液位计/表液位计显示器安装在汽车驾驶室内，需要供给12-24V的电源，负极搭铁。信号转换器安装于气瓶的阀件端，从信号转换器到液位计显示的信号电缆根据需要适当延长。谨慎：液位计显示表，必须安装在车辆内部。l 汽化器汽化器可以安装在供气管路中的任何位置，
17、为了保证系统发挥最大功效，汽化器的安装应尽可能地靠近气瓶，最大距离不超过2米，随机备有两个安装固定支座。冷却液的流量应不低于15L/分钟，其流向必须与汽化器内天然气的流向一致。天然气的进口为12 - 14（外径）。出口为 18（外径）不锈钢管。5.3管件安装l 排放管每个安全阀都能满足气瓶在极端状态下的压力和流量要求。主安全阀的放空管线应安装在车辆后部，向上并远离客舱，可以采用1/4”或更大口径的不锈钢管或铜管，建议只在主安全阀出口安装放空管线；对于副安装阀，只需摘除出厂时套在（排气口）上的一个塑料护帽即可。建议放空管出口应高于排水点安装，以防止可能来自外界水浸入管线，出现的积水。在寒冷地区还
18、会发生结冰等现象，从而影响排放管不能正常工作。注意：排放管出口应安装在车辆顶部并远离发动机排气管。l 供气管供气管由两段组成：第一段是从气瓶到汽化器之间的供液低温管，第二段是从汽化器出口到发动机供气热管。为了减少管阻，在条件允许的情况下把供气管线最大限度缩短。管口径应采用18的管件，具体可根据发动的耗气量而定。所有的管线都必须固定可靠，以防止振动，建议每隔0.50.6m安装一个带有特氟隆或聚乙烯内衬的管线固定卡子。供液管（低温管）：外径14 ，壁厚1.5mm ，长度尽量不超过2.5米；供气管 （热 管） ：外径18，长度不超过4.5米。注：管线采用不锈钢管或铜管，其连接、组装建议采用卡套式或螺
19、纹接头。所有阀和管件要安装牢固，不得松动，不正确的安装将引起泄漏。6维修保养6.1检漏可以用便携式甲烷探测器对车辆的燃气系统天然气泄漏点进行检查（应遵照探测器制造商的说明书正确使用）。为确保车辆正常运行，应定期的进行系统检漏，如果发现漏点应立即进行维修。在一些特殊条件下用探测器难以准确判断泄漏点时，可以借助肥皂液检查漏点。6.2燃料泄漏6.2.1管道泄漏 警告：一旦燃料泄漏，就存在安全隐患，所以供气系统发现有泄漏时车辆要立即停止行驶，远离火种，由专业维修人员进行维修。 关闭气瓶所有气液输出阀。 对漏点进行严格维修，复检。查明原因。 确认完全修复后，才能继续行驶。如果是管螺纹泄漏应拆开连接、清洁
20、连接面、使用规定的密封胶等再组装。有关密封胶的使用参见前面所述。6.2.2 气瓶组件泄漏 如果在节约阀回路、安全阀根部或回路发现漏点，必须在开始维修之前将气瓶内的压力放空至零。 如果在充液回路上、充液单向阀之前发现漏点，由于单向阀可以封闭罐内压力，所以维修时可以只拆下充液管线，气瓶无须放空。6.3保养零件更换气瓶经过长期使用后，用户应对气瓶维护和保养。按规定程序进行操作前，应当首先查阅设备运转记录和零部件装配图，根据图纸确定其正确位置。6.3.1 安全阀液化天然气气瓶的内胆作为一种压力容器，其最大工作压力是根据相关规范进行设计和核定的，并经试验检测。在每个气瓶头部的铭牌上都打有公称工作压力的数
21、据。如安全阀未达到设定压力就开启或超过设定压力不开启，就必须更换。安全阀的更换应按以下程序进行：1) 打开放空阀（V1），将罐内压力泄尽；2) 拆下安全阀（S1）或（S2）；警告：不得维修或重新调整安全阀。3) 清理阀座内螺纹上的密封胶等杂质；4) 安装新的安全阀。5) 修复后，检漏参照6.1条。6.3.2 节约阀当瓶内压力高于节约阀设定压力时，瓶内的气相通过节约阀供往发动机，从而降低气瓶内压力。节约阀的压力在出厂前已调整好，可根据发动机工作要求重新调整。通过观察阀体的结霜情况可以验证节约阀工作是否正常。在汽车运行时，如果气瓶压力超过了设定工作压力，节约阀就会打开，瓶内的压力下降的同时，节约阀
22、阀体会结霜。一旦气瓶内的压力达到了设定工作压力，节约阀就会关闭，同时节约阀阀体上的霜也会逐渐融化（如果环境温度高于冰点）。节约阀在正常情况下能恒定气瓶供气压力，如发现节约阀工作异常时就必须更换或维修。如果要更换节约阀必须停止使用气瓶，而且在拆下旧阀之前将瓶内残余液态放到以下，压力全部放空。修复后检漏参照第6.1条。6.3.3 手动截止阀如果确认某个阀有问题，应按照以下程序进行检修：首先更换零件，打开放空阀（V1），将瓶内压力泄尽；1) 如果维修放空阀，在解体前应将其预热；建议用热氮气，不得敲击或强硬扳拧；2) 如果维修液态供给阀（V3），应将气瓶中的液化天然气放至以下，压力全部放空，并将其预热
23、；3) 如果维修，单向进液阀将瓶内压力放尽并对其预热，无需放液相。4) 修复后检漏参照6.1条注：系统中任何零部件绝对禁止采用火焰直接加热；禁止用金属工具、物件敲击，强硬扳动。7 其它 7.1 故障与维修故障现象原因分析解决方案加气时瓶内压过高加气设备设定压力过高把加气设备调节器致适当压力。热瓶充装正常现象，按回气管放空。用气时瓶内压力过高节约阀调节不当把节约阀调至适当压力。节约阀失灵，损坏维修或更换节约阀。充装后升压很快过量充装按额定量进行充装。热瓶充装正常现象，增加用气量。真空丧失返回本公司维修。瓶内压力过低节约阀调节不当把节约阀调至适当压力。气相管路及管件泄露修复管路、管件。并再次检漏。
24、液体温度太低或质量问题检验液体质量和温度充液前、后，压力表无反应压力表坏更换压力表。安全阀开启，压力表无反应压力表坏更换压力表。气瓶头部结霜可能在用气正常现象。可能有管件泄露检查，再按操作规程检修。瓶体冒汗或结霜环境温度过低、空气湿度大正常现象。真空失效返回本公司维修。安全阀开启液体存放时间过长立即用气或放空。增压快检查气瓶是否正常。安全阀设定压力低或故障按操作规程更换安全阀。液位显示零位气瓶内液体已用完往气瓶内按规定量充液。转换器设置不当重新设置转换器电容值。显示器或转换器损坏检查各部件，维修或更换。瓶内液体用完后液位显示满位转换器设置不当重新设置转换器电容值。显示器或转换器损坏检查各部件，
25、维修或更换导线断路或连接口等渗水检查导线，将水份弄干，重新设置连接。供气温度过高或过低供热水原因调准热水供应量。供气压力过高或过低节约阀、管路调压阀检查设定压力是否准确，工作是否正常。不供气气瓶内气、液已用完往瓶内充液。供液阀门未打开找开供液阀门。电磁阀未打开或故障检查供电是否正常，电磁阀是否完好。7.2 增压异常7.2.1在正常情况使用中如瓶内压力急剧升高等现象。注：增压特别加快,确认是液相过充。外壳是否受外力变形。如果一个新瓶或者一个久置未用的气瓶而言，由于其内胆温度较高，在充装液体时压力上升也较快，这种现象应属正常。7.2.2过度的压力上升可以观察气瓶真空是否完好，如气瓶的外部有冒汗或结
26、霜现象，可能真空已受损坏。平时，抽空塞外套有一个塑料保护帽。7.2.3 V8(自增压截止阀)密封件损坏也会导致瓶的压力升压异常，如在关闭V8(自增压截止阀)时自增压管路结霜或温度较低即可判定V8(自增压截止阀)密封件损坏，应更换。警告：不要打开保护帽或抽空塞。如果发现气瓶真空损坏，请送回本公司维修或与本公司客户服务联系。7.2.4 一个真空受损的气瓶，压力的变化非常明显；气瓶外壳，尤其是管路较为集中的部位和支撑附近的温度比其它部位的温度更低，外壳会结霜或“发汗”，但与环境的温度和湿度有关。这种冷凝现象只能作为判断一个气瓶真空度存在与否的辅助方法。如后封头支撑部位发生结霜、气瓶增压快的现象，说明真空已丧失。应返回本公司修理。一个已经真空失效的气瓶必须查明原因，通过专用设备和技术再次抽真空。具体操作详情请与本公司客户服务联系。7.3液位计7.3.1液位计在充液前用电容表测得传感器所输出的电容信号（电容值）按程序设置好以后，在正常情况下其精度可与一般汽车油表精度相仿。如出现以下情况：空瓶显示满位；满瓶显示零位；其主要原因电缆线断路、转换器损坏、油表损坏。-