汽车用液化天然气(LNG)气瓶使用说明书(第一版)目录1产品简介 (1)1.1气瓶简介 (1)1.2供气系统 (1)2安全防护 (3)3气瓶安装 (4)3.1气瓶安装 (4)3.2管线安装 (4)4使用 (5)4.1使用前准备工作 (5)4.2气瓶的使用 (5)4.3日常维护 (7)5故障及维修 (10)1产品简介1.1气瓶简介汽车用液化天然气(LNG)气瓶是一种低温绝热压力容器,设计有双层(真空)结构。
内胆用来储存低温液态的液化天然气,在其外壁缠有多层绝热材料,具有超强的隔热性能,同时夹层(两层容器之间的空间)被抽成高真空,共同形成良好的绝热系统。
在夹层中放置有吸附性优异的材料,保证了夹层的持久真空。
外壳和支撑系统的设计能够承受车辆在行驶时所产生的相关外力。
内胆设计有两级安全阀在超压时起到保护作用。
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。
所有的管路、阀件都设置在气瓶的一端,并用防护圈或保护罩进行防护。
1.2 供气系统1.2.1 供气系统流程增压系统(可选配)图1 供气系统流程图表1符号说明作用V1 放空截止阀手动阀,泄放瓶内压力V2 出液截止阀手动阀,开启排液V3 增压截止阀手动阀,开启增压A1 经济阀达到设定压力开启A2 增压调节阀达到设定压力关闭A3 稳压阀达到设定压力关闭S1 一级安全阀达到设定压力开启泄压S2 二级安全阀达到设定压力开启泄压S3 增压安全阀达到设定压力开启泄压S4 抽空咀达到设定压力开启C1 进液单向阀充液,防倒流r 过流阀出液控制流量P 内胆压力表显示气瓶内气相压力液位计L1液位计量系统采用电容式液位计,由三部分构成:液位传感器、液位变送器和液位计读表。
液位传感器安装在气瓶内部,液位变送器装在气瓶阀门操作端,液位计读表安装在驾驶室。
液位传感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,并传送给液位变送器。
再由液位变送器根据信号转送到液位计读表,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。
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:①空瓶显示满位;②满瓶显示零位。
其主要原因电缆线断路、转换器损坏、读表损坏。
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,由汽化器将其加热成为气态。
汽化器安装在气瓶和发动机之间。
当液化天然气进入汽化器,来自发动机的高温冷却液将其汽化并加热,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。
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经济阀来调节。
●最大工作压力(液化天然气):1.59MPa(230psi)●最大冷却水压力:0.7MPa (100psi)●材料:06Cr19Ni10不锈钢●冷却液:温度不低于70℃,氯离子含量不大于25PPm本汽化器为水浴式汽化器,其壳程只能承受0.2MPa的压力,故在使用过程中必须保证壳程永不超压。
注:水在低温下凝固为冰时,其体积将变大,将破坏汽化器的壳程,所以要求在使用汽化器前,加热水中必须添加防冻剂。
2安全防护液化天然气的主要成分是甲烷。
甲烷的常压沸点为-162℃,在1.59MPa饱和。
通常气瓶贮存压力为0.5MPa,在此饱和压力下,甲烷的温度压力下为-113℃。
使用此设备存在可燃性、低温、大膨胀比、窒息性的危险。
在有天然为-135℃气或液化天然气的现场内工作时,需具有如下安全常识:1.使液化天然气设备远离火焰或电火花,周边不应有易燃或能够燃烧的物品。
2.在液化天然气设备维修、充装、存储的地区不允许烟火进入。
3.进入液化天然气的地区工作时需进行防护。
4.在拆卸零件维修时需给液化天然气气瓶排空、泄压。
5.应当先对气瓶区域的氧气浓度和天然气浓度进行测量。
警告:保护眼睛和暴露的皮肤保持设备所在区域通风良好在维修或保养设备时确保系统已泄压远离易燃品、电火花、火源3气瓶安装3.1气瓶安装气瓶及其附件(例如:汽化器、管道)等,在汽车的安装位置不应位于汽车前桥之前;也不应位于汽车后保险杠之后。
气瓶及附件不应超出汽车两侧和顶部。
气瓶在汽车上应卧式安装,其安装位置应选择受到破坏概率最低的部位。
若气瓶安装在汽车后部,可利用汽车后保险杠和汽车车体做保护。
若气瓶的安装位置距离其它热源的距离不足200mm,则应对气瓶采取防热源措施。
在进行气瓶安装时,其下部与汽车行使路面间距应尽可能大,在汽车满载时,气瓶及其附件与路面的间距不能低于汽车制造商提供的设计值。
安装时操作端宜朝向汽车的后部,确保汽车在加速和上坡时出液管进口仍处于液体内,以保持此时稳定的排液。
气瓶本体和所有连接接头原则上位于驾驶室和乘客室外部,但若气瓶本体和所有连接接头与驾驶室和乘客室是严密隔离的且通风良好,则允许将气瓶安装在驾驶室和乘客室内的隔离空间内或安装在其下方。
气瓶安装固定在汽车上后,应使操作人员能方便地用手操作气瓶的手动阀门。
气瓶安装于汽车上应有防静电接地装置,接地电阻不大于10Ω。
安装过程中,不应在气瓶本体上直接施焊,同时也应防止焊接时的飞溅物落在气瓶上。
3.2管线安装气瓶放空排放管线(安全阀和放空截止阀出口管线)应符合以下要求:●排放管线应选用金属管线,其熔点不低于816℃;管径应能满足排放能力的要求或符合气瓶图纸/技术文件中推荐值。
●排放管线的安装固定应牢固可靠,能抵抗排放气体的反作用力。
并能防止灰尘和水进入管线内,以免积尘、积水和结冰而使管线的流通能力下降,影响安全阀的排放能力。
●排气管线应引向汽车后部大梁以下,气体排放方向与垂直方向成45 度夹角,并指向地面;对公共汽车,排气管线应安装在汽车尾部,并向上沿伸到汽车顶盖的上方。
在安装气瓶时,应在车箱外选择一合适位置来安装永久性的加液组件和回气组件,固定牢靠并能遮挡灰尘、雨水,同时保证在加注过程中不会有燃料气逸出至车厢内。
气瓶至发动机、驾驶室的管路和仪表线路,应有妥善的抗振和防止擦伤的保护措施。
4使用4.1使用前准备工作气瓶在投入使用前应进行系统管路气密性试验、置换处理,装车后应去掉安全阀出口封盖。
4.1.1气密性试验在燃料系统初次完成安装后,充入LNG前,应进行系统管路气密性试验,试验压力为气瓶的最高工作压力,试验用气为干燥、无油、洁净的氮气。
4.1.2吹除置换处理气密性试验合格后,应用干燥纯氮气(>99.5%)对系统进行除氧吹除置换处理。
注:所有外接管口都应排气,以清除管、阀中的机械杂质及潮湿空气。
系统在用干燥氮气吹除之后,还应检查系统末端吹出气体中的含氧量,当含氧量小于2%时,方可停止置换。
在充液之前,气瓶内至少保持0.1MPa的压力。
4.2气瓶的使用设备使用单位应按《气瓶安全监察规程》和TSG R0009《车用气瓶安全技术监察规程》的要求办理设备使用登记手续;设备操作人员上岗前必须进行培训,经考核合格后,才能上岗操作;设备使用单位应制订详细的设备操作、维护、检查、检修规程及制度;除本文件外,使用单位还应遵守国家的相关法律、法规规定。
4.2.1气瓶的灌充4.2.1.1加液站的要求汽车用液化天然气气瓶可以从任何LNG加液站加注燃料,对加液站的唯一要求就是过滤和输送压力(饱和压力)。
由于LNG可能混有导致燃料系统发生故障的细小颗粒,因此必需在所有加液站充液管道上必须配备一只200目或更高级别的燃料过滤器。
由于气瓶的公称工作压力为1.59MPa,压差法充液需控制液化天然气(加液站中的)的饱和压力比气瓶的降压调节器设定值(车载瓶操作压力)低0.05MPa左右因此,加液站的输送压力(表压)最高为1.54MPa或更低的压力。
4.2.1.2热瓶灌充在许多加液站,这种气瓶往往过早停止充液。
首次充液时只注入20L-40L的LNG到热瓶中,然后检查管阀系统是否存在泄漏,并将汽车行驶10-15分钟,这样可以使压力降低到正常值并且使气瓶冷却下来。
再次检漏,然后进行正常充液,直至充满为止。
注:在热瓶充装过程中必须有操作人员在场监视气瓶压力,在气瓶表压大于等于1.59MPa时,必须放空处理。
4.2.1.3冷瓶灌充a.正常充液(单管充注)●确认放空截止阀、出液截止阀是处于关闭状态的。
●将加液站的充液软管连接到气瓶的充液组件上。
●打开加液站的充液阀进行充液。
●充满液(当气瓶的压力迅速上升或流量下降时),关闭加液站的充液阀,取下充液软管。
开始充装时,由于LNG冷却充液管和气瓶内气体而使气瓶压力受到波动干扰,波动情况为气瓶压力先升高,然后迅速下降。
在随后的充液过程中加液的流量和压力基本保持稳定。
当气瓶快要充满时,气瓶压力会急剧上升,且流量急剧下降。
当压力迅速上升或流量急剧下降时,说明气瓶已注满(最大允许充装量),此时应当关闭加液站的充液阀。
如果充液在快速升压或流量下降开始时停止,则即使汽车不运行,该气瓶大约在3天后一级安全阀起跳。
注:大多数永久性的加液站可以自动监控和执行这些功能,这样加液的人员只要连接和断开充液软管和按动启动按钮即可。
b.压差法充液●控制液化天然气(加液站中的)的饱和压力,使其压力比气瓶的经济阀设定值(车载瓶操作压力)低0.05MPa左右。
●加液站应加压到比气瓶操作压力高0.3MPa,将气瓶放空至比气瓶操作压力(汽车工作压力)低0.15MPa。
●连接充液管道。
●打开加液站的充液阀和气瓶的放空截止阀。
●一旦液体开始流入气瓶时,关闭放空截止阀。
●一直加液直到气瓶压力发生迅速上升时,关闭加液站排液阀,充液结束。
c.双管充液●将加液站的充液软管连接到气瓶的充液组件上。
●将加液站的回气软管连接到气瓶的回气组件上。
●充满液后,加气机自动停机,取下充液软管和回气软管。
4.2.2 燃料供给车用气瓶安装、检验合格以后,就可以按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瓶供气系统最基本的功能。
供气系统中设置有经济阀、增压调节阀和稳压阀。
其中经济阀的压力可调节气瓶内压力;增压调节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。
4.2.2.1气态供给这种供气方式经济、安全,当气瓶的工作压力高于经济阀的设定压力时,经济阀将打开。