LNG车用气瓶培训教材 (1)

LNG燃烧化学关系式
CH4+2O2 点燃 CO2+2H2O
ＬＮＧ简介
甲烷的主要物性参数 虽然液化天然气没有固定的物性参数，但是主要成分是甲烷。所以可以参照甲烷的物性参 数。 甲烷主要物性参数
性质 参数 备注 分子量 16 —— 沸点 ℃ -162 1atm 液体密度 kg/m3 426 1atm,-162℃ 气体密度 kg/m3 0.717 1atm,20 ℃ 液/气比 m3/m3 ～625 20℃ 自燃温度℃ 538 —— 爆炸极限 （体积比） 5～15％ 空气中
汽车用液化天然气气瓶
目录
一、LNG简介 二、气瓶系统简介 三、气瓶工作原理 四、气瓶型式实验 五、气瓶本体内部结构 六、气瓶配置的零部件简介 七、低温截止阀 八、经济阀 九、低温加液口 十、低温回气口 十一、低温升压调压阀 十二、低温过流阀 十三、低温单向进液阀 十四、低温止回阀 十五、安全阀
十六、压力表 十七、减压阀 十八、空温式气化器 十九、水浴式气化器 二十、缓冲罐 二十一、管路的连接形式 二十二、常见故障问题及处理方法 二十三、日常维护 二十四、液位表简介及维护
气瓶系统简介
内胆设置了两级安全阀（管路系统中）会在内胆超压时起到保护的作用。在 超压情况下主安全阀（开启压力为1.75MPa，250psi）首先打开，其作用泄放由 于绝热层和支撑正常的漏热损失导致的压力上升、或真空遭破坏后以及在失火条 件下的加速漏热导致的压力上升。副安全阀（开启压力为2.9MPa，420psi）的压 力设定比主安全阀高，在主安全阀失效或发生堵塞时，副安全阀启动。 在夹层超压条件下，外壳的保护是通过一个环形的真空塞来实现的。正常 气瓶系统简介 情况下，真空塞被大气压压紧在真空塞座内，使大气与夹层空间隔绝，保证夹层
低温加液口
A A B B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
FLOW
C
低温加液口
零部件名称： ①上盖 ②螺钉③密封圈A④弹簧⑤弹簧座 ⑥密封圈B⑦密封圈压盖⑧弹性挡圈 ⑨接 头⑩保护帽 泄漏处理： 如果易损件（图13中标示A）或者易损面（图13中标示B）受损，会造成泄漏；当然 弹簧（序号④）发生故障也会造成泄漏，不过这种情况不常见。如果序号①和序号⑨ 之间发生泄漏，拧紧序号②（应当采取对角线拧紧方式）；如果拧紧不能解决问题， 更换序号③。 如果进口处发生泄漏，主要是由于序号⑥损坏，或者序号⑨的密封面 （图14中标示C处）被杂物（细砂子、冰块等）堵塞或者划伤。序号⑥损坏情况：拧 去所有序号②，然后依次取出序号③、序号④、序号⑤（序号⑥~⑧已安装在⑤上）， 再次依次取出序号⑧、序号⑦、序号⑥；更换序号⑥，按照逆序方向装配回复原状。
泄漏的处理：
如果阀门发生泄漏，首先拧下②，按照顺序卸掉序号①、序号③、序号④、序号 ⑤、序号⑥、序号⑦，用扳手拧紧序号⑧；然后按照逆序装配回复原状。 截止阀关闭不严后只用更换易损件，其余部分不用更换。 易损部件： 图中标示A：⑽ 密封垫、⑾ 阀瓣。
经济阀
1
2
3
4
5
6
7
8
A
9
A
10
零部件名称：①调节螺杆②锁紧螺母③铭牌④阀盖⑤弹簧上垫块⑥弹簧⑦压环⑧弹簧下垫块 组件⑨垫片⑩阀体 泄漏的处理：如果泄漏发生在序号④和序号⑩的连接处，拧紧序号④，如果继续泄漏拧下序 号④，然后取出能够取出的部件，更换序号⑨，按照逆序装配回原状（注意维修过程中不要 调整序号①，否则设定压力会变化）。 如果序号④上的小孔有漏气现象，说明序号⑧上的膜片已经破损，拧下序号④，然后取出 能够取出的部件，更换膜片（共3张），按照逆序装配回原状（注意维修过程中不要调整 序号①，否则设定压力会变化）。如果泄漏发生在进、出口处，用生料带缠绕与序号⑩相 连部件的螺纹（注意不要让生料带进入） 易损部件：图中标示A：⑧弹簧下垫块组件（其中的膜片）、⑨垫片
低温升压调压阀
1
2
3
4
5
6
7
8 A
9 A
10
11 A
12
13 14
低温升压调压阀
零部件名称： ①调节螺杆②锁紧螺母③铭牌④阀盖⑤弹簧上垫块⑥弹簧A⑦压环⑧弹簧下垫块 组件⑨垫片A⑩阀体⑾阀瓣组件⑿弹簧B⒀垫圈⒁螺塞 泄漏的处理： 如果泄漏发生在序号④和序号⑩的连接处，拧紧序号④，如果继续泄漏拧下 序号④，然后取出能够取出的部件，更换序号⑨，按照逆序装配回原状（注意维 修过程中不要调整序号①，否则设定压力会变化）。 如果泄漏发生在序号⑩和序号⒁的连接处，拧紧序号⒁，如果继续泄漏拧下 序号⒁，然后取出能够取出的部件，更换序号⒀，按照逆序装配回原状。 如果序号④上的小孔有漏气现象，说明序号⑧上的膜片已经破损，拧下序号 ④，然后取出能够取出的部件，更换膜片（共3张），按照逆序装配回原状（注 意维修过程中不要调整序号①，否则设定压力会变化）。 如果泄漏发生在进、出口处，用生料带缠绕与序号⑩相连部件的螺纹（注意 不要让生料带进入管道造成堵塞），然后拧紧该部件 易损部件：图中标示A：⑧弹簧下垫块组件（其中的膜片）、⑨垫片A、⒀垫圈
气瓶配置的主要零部件由气液截止阀、单向进液阀、压力表、液位计、止回阀、 加液口、回气口、经济阀、升压调压阀、减压阀、空温式气化器、水浴式气化 器、缓冲罐、安全阀、过流阀组成。
低温截止阀
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A 11 A 12
FLOW
零部件名称： ① 垫片② 螺钉③ 弹簧罩④ 衬套⑤ 弹簧⑥ 手轮 ⑦ 垫圈⑧ 螺套⑨ 阀杆 ⑽ 密封 垫⑾ 阀瓣⑿ 阀体
气瓶工作原理
LNG产业资源介绍 气瓶型式试验
LNG产业资源介绍 气瓶型式试验
LNG产业资源介绍 气瓶型式试验
气瓶本体内部结构
计算压力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)
气瓶本体内部结构
气瓶配置的零部件简介
气瓶系统简介 缓冲罐 减压阀 水浴式气化器
出 液 铜 管
供气压力表
气瓶系统简介
气瓶工作原理
液化天然气汽车燃料系统由气瓶、汽化器、管路降压调压阀、发动机系统组成。 汽化器主要是利用发动机循环冷却水把液化天然气进行加热汽化，使天然气 达到满足发动机使用温度、流量要求。 管路降压调节阀主要作用是将气化器气化后的天然气进行减压，使之满足发 动机的使用压力要求，且保持压力稳定。 缓冲罐的作用是储备一定量的气体，以备不时之需。当汽车功率较大，启动 时需要较多的天然气时，可以在管路降压调节阀后配备一只缓冲罐。如果受到汽 车安装空间的限制，且汽车功率不大且供气管路的长度（其作用相当于缓冲罐） 满足需要的情况下，可以不用配备此容器。 电磁阀的作用是当发动机点火开关关闭或处于次要位置、以及发动机熄火点 火开关仍处于开启状态时，阀门处于关闭状态能够阻止天然气流向发动机，防止 天然气泄漏。
气瓶系统简介
车用瓶采用 了双层金属 真空绝热结 构，并且在 内胆的外壁 缠绕了多层 绝热材料， 进一步提高 了气瓶的绝 热性能。
气瓶系统简介
气瓶压力表 液位变 送器 安全 阀
过流阀 出液截止 阀 单向进液阀
放空截止阀
经济阀
增压截止阀 升压调压阀
气瓶系统简介 LNG产业资源介绍
回气口 加液口 加液枪
低温加液口
发生堵塞情况： 细砂子等固体堵塞且没有划伤密封面，拧去所有序号②，然后依次取出序号 ③、序号④、序号⑤（序号⑥~⑧已安装在⑤上），清除杂物，按照逆序方向装 配回复原状。 冰块堵塞时，按照以上述步骤取出零部件，然后对零部件上的水分进行干燥 （干燥过程中不得使用火焰），最后按照逆序方向装配回复原状。 发生划伤情况：按照序号⑥损坏情况的步骤拆卸阀门，然后对序号⑨的内部 密封面进行研磨，或者更换序号⑨和序号⑥，最后按照逆序方向装配回复原状。 如果加气枪与进液口的接触面发生泄漏，是序号⑨的密封面或者是加气枪的 密封面受损。如果序号⑨受损，那么按照序号⑥损坏情况的步骤拆卸阀门，更换 序号⑨，最后按照逆序方向装配回复原状。 易损部件： 图中标示A：③密封圈A、 ⑥密封圈B
的真空度。由于低温液体或蒸汽受热后体积变化比较大，即使少量的低温液体或 蒸汽泄漏进入夹层，也会导致夹层压力迅速升高。当夹层压力超过0.17MPa左右， 真空塞将会打开泄压。 设置了经济阀，在使用过程中（长时间停驶除外）经济阀能够优先使用气瓶 内胆顶部由于自然蒸发被气化而形成的天然气蒸气，从而降低气瓶内部的压力， 使得只要在使用气瓶的压力就不会升至安全阀的开启压力，因而不用放空。
气瓶系统简介
还设置了过流阀，当外部管路发生破裂，管路流量大于设定值时，过流阀自 动关闭；当关闭过流阀前的液体使用阀后，过流阀自动回位。通过过流阀自动关 闭，从而可以有效避免次生危险的发生。 整套系统中的独到之处是设置了自增压系统。自增压系统包括：增压截止阀、 升压调节阀、自增压盘管及相应的管路。该系统能够保证且稳定地提供气瓶的正 常供液压力和流量的要求，仅仅通过与空气进行热交换，而不需额外的能源。稳 定的压力是通过调节升压调节阀来控制的，当气瓶顶部的压力低于升压调节阀设 定的压力（也就是系统需要的压力）时，液化天然气通过增压截止阀和升压调节 阀后进入自增压盘管与空气进行热交换，液体变成蒸气回到气瓶的顶部。由于液 化天然气的液气比较大（单位体积的液体气化成625倍），因此使得压力升高。 当压力等于升压调节阀的压力后，升压调节阀自动关闭，气瓶压力不再继续升高。
常用燃料物性参数与甲烷的比较
燃 料 甲 烷 426 5~15% 汽 油 柴 油
密度(kg/m3) 爆炸极限(体积比)
～743 1~7.6%
874 0.5~4.1%
自燃温度（℃）
热值(kcal/ Nm3)
538
~9260
227~471
～11270
260
～10670
气瓶系统简介
气瓶是作为一种用以替代汽车油箱盛装、贮存、供给燃料（液化天然气）， 并且可以多次重复充装的低温绝热压力容器。其主要结构是双层容器。 内胆能够承受一定的压力用来贮存和供给低温液态的液化天然气。在内胆外 壁缠绕由玻璃纤维纸和光洁的铝箔组成的多层绝热材料，多层材料在高真空条件 下具有热导率低、隔热性能高、重量轻的特点。 外壳主要用来与内胆形成夹层空间（两层容器之间的空间）和把内胆支撑起 来的作用。 夹层空间被抽成高真空与多层绝热材料共同形成良好的绝热系统，用以延长 液化天然气的贮存时间。 外壳和内胆之间设置支撑系统将内胆外壳合理固定。支撑系统的设计能够承 受车辆在行驶时所产生的加速、减速，运行时的振动。 气瓶所有的外部管路、阀件都设置在气瓶的一端，并用保护环或保护罩进行 防护。阀门系统的设置能够满足液化天然气的充装和供给。
低温回气口
9
1
2
3
4
5
6
7
8
1பைடு நூலகம்
2
3
4
5
6
7
8
9
FLOW
A B
低温回气口
零件名称： ① 弹性挡圈② 压紧螺母③ 弹簧座④ 弹簧⑤ 开口挡圈⑥ 导向轴（阀芯）⑦ 密封 垫⑧阀体⑨保护帽 泄漏的处理： 如果泄漏发生在进口处，用生料带缠绕与序号⑧相连部件的螺纹（注意不要让 生料带进入管道造成堵塞），然后拧紧该部件。 如果泄漏发生在出口处，一般情况是：密封面受损、密封面之间有杂物（细砂 子、冰块等）。密封面受损时，首先取下序号①和序号②，其余的序号③~⑦可以 全部取下，然后更换序号⑦， 按照逆序装配回原状。 密封面有杂物时，按照上述的顺序拆卸阀门，清除杂物；对于冰块，还要进行 清洁、干燥（干燥过程中不得使用火焰）处理，按照逆序装配回原状。 易损部件： 图中标示A：⑦ 密封垫。
LNG 简介 LNG 产业资源介绍
ＬＮＧ是液化天然气的英文缩写，液化天然气基本是无色、无味的液体；对金属没有腐 蚀性；不溶解于水，但在许多有机化合物以及氢气和氧气中是溶解的。 特性 处理液化天然气的危险主要来自以下三方面特性： 1. 极低温度。在大气压力下按液化天然气组成不同，其沸点略有差别，但都在-162℃左 右，在此低温下液化天然气蒸汽密度大于环境空气。 2. 仅少量液体就能转化为大量气体。1体积液化天然气大致能够转化成600~625体积气 体。 3. 天然气是可燃的。一般环境条件下，5~15%（体积，下同）天然气和空气混合是可燃 的。这意味着，当空气中天然气的体积分数<5%，或者>15%都不会燃烧，当然也就不会 爆炸。 液化天然气的蒸发 蒸发气的物理性质 大批量的液化天然气是作为一种沸腾液体储存在绝热的储罐中的。任何传入储罐的热量 都将导致一定量液体蒸发而成为气体，这部分气体称为蒸发气体，其组成与液体组成有关。