液氮生产与汽车增压常识.doc

汽车增压常识你说的液氮是N2O吧就是一氧化二氮，俗称笑气。加到发动机里分解成氮气和氧气，氧气有助燃作用，这就不用说了吧直接加氧气的话，会爆炸的。 涡轮增压就是增加发动机的进气量。 两者都是为了提高发动机的动力氮气无法燃烧，增加氮气在气缸中的比例等于增加了发动机的压缩比，从而提高了发动机功率。 * 压缩比是汽缸体积和燃烧室体积之比 * 燃烧室是指活塞运动到最接近汽缸顶端时，汽缸顶端到活塞顶部表面的体积。这个体积越小，空气和汽油的化合物产生爆燃的空间也就越小，爆燃对活塞的压力也就越大。 准确的说应该是废气涡轮增压器,现代汽车为了提高发动机输出功率、减轻汽车单位功率质量比、降低燃油消耗和废气排放，在不增加发动机排量的基础上，采用增压器来提高进入气缸的空气密度和压力这个措施来实现。大家经常看到的汽车拉力赛中所使用的赛车，排量虽小，但功率大的令人之惊，一般地都是利用增压器来得到。尤其是在柴油发动机上安装增压器不但可以增加功率，增大扭矩，还可以减少汽车的排气污染。由于以上原因，采用增压这个手段已成为现代汽车发动机发展的必然趋势和方向。 废气涡轮增压器英文为Turbo。 目前，车用发动机增压系统有多种类型：机械式增压器、气波增压器和废气涡轮增压器等。而汽油车上一般都是采用后两种型式。 废气涡轮增压器是利用发动机排出的废气能量，推动增压器中的涡轮旋转，并带动安装在同轴的压气机叶轮，将空气进行压缩，然后将经过压缩的空气充入发动机的气缸，增加气缸中空气的密度和压力，从而提高发动机的功率。它与发动机之间没有机械联系，结构简单，工作可靠。它充分利用了发动机排出废气的能量，同时又改善了燃油经济性。所以在汽车中得到广泛应用。 废气涡轮增压器一般是由单级离心式压气机与单级径流式涡轮或轴流式涡轮组成，根据不同需要，增压器还有双涡轮式、顺序涡轮式、混合涡轮式。 轴流式涡轮增压器有流量大、效率高等特点，比较适合用于大型或中型发动机上。它的叶轮直径较大，可从220-1000mm；转速低从5000-35000r/min；流量大从1.5-35kg/s，增压此为3.5 k，适用范围增压前功率从221-735kw。 径流式涡轮增压器一般用于小流量型车辆，它的叶轮直径小60-220mm，流量小，0.1-2kg/s，转速高，25000-200000r/min增压比1.4-3.5，适应范围从29.4-367.7kw（增压前功率）。特点为：体积小、效率高、加速性能好、结构简单。 并列双涡轮式克服了单级式涡轮体积大、转动能量大、响应性差的缺点。日产VG30D ETT发动机上就是这种直列顺序双涡轮增压器，它是采用二个直径尺寸不同的涡轮直列布置，它克服了单级式涡轮增压器对节气门开度的响应不太灵敏的缺陷，这个缺陷也就我们常说的涡轮增压器滞后。如86年生产的保时捷（959）就使用了这种增压器。 混合式涡轮增压器，它把涡轮式和罗茨式组合使用。低转速范围时使用罗茨式，高速范围则使用涡轮增压。这种混合式涡轮增压器在某些国外汽车厂家则称之为超级涡轮增压器，日产公司曾有一款车和意大利的兰恰德塔S4的拉力赛车就采用这种装置。液氮怎么可以得到?一般使用氦制冷机组，产生超低温环境，将空气经过层层过滤。除去油和干燥后，把其他可以过滤的物质都过滤了。得到基本只有气体的空气。 然后使用高压空气压缩机（看需要制造什么东西，如果是氧气之类的，0.8MPa足以，但制造一些稀有气体，就需要很高压力了） 压缩到容器里，然后开始冷冻，冷冻系统运转的同时也不断压缩空气进去，然后达到所要提取的气体中，最高临界温度的一个的温度时，冷冻机组断开，并且保持这个温度，开始减压，第一个气体（空气中最高临界温度的）开始蒸发。然后完成后，使机组保持的温度设置低一点，第2个气体开始蒸发。 不断循环 到达氮气，得到的氮气还是不纯的（90%）所以还需要把这些气体（只把氮气压缩）再做一次上面的步骤再做一次。 然后经过多次这样的操作，分离出高纯度的气体（或者额定纯度的） 然后再次冷冻，储存在低温液槽（罐子）内。当需要以气态卖给别人时，就蒸发一点出来，然后加压充装。 如果是要液体的，那么直接抽出来装到低温罐子（或低温槽罐车）里即可 由于氮在空气中有78%。所以很便宜 液体氮每立方米800元左右（99.5%纯度）液氮容器爆炸原因分析2008年5月17日7：45时左右，某市照明电器有限责任公司摩托灯具车间一台YDZ-100型液氮容器罐在静态时突然发生爆炸，当场造成2名工人死亡。一、事故经过当日7：30时左右，2名当班工人象往常一样进入该公司摩托灯具车间正在做生产前的准备工作，7： 45时左右，车间内100升的液氮罐突然发生爆炸，2名工人当场被炸成重伤，经送医院抢救无效死亡。事发后，安监、质监、公安等部门组成的事故技术调查组对事故现场进行了勘查，确认该起事故是由车间内的一台100升液氮容器罐爆炸所致。受事故调查组委托，省特种设备安全监督检验研究院及时组织有关专家对该容器残骸进行了现场检验和分析。 二、原因分析省特检院及专家对该容器残骸进行现场检测检验发现，内筒体表面纵向焊缝上存在一条长15毫米穿透性缺陷，增压管底部脱落口处有约5毫米长的未焊透，并认定：该液氮容器外筒体爆炸原因是因内筒体液氮泄漏到夹层中，液氮在短时间内迅速汽化，导致夹层空间压力升高，当压力升高至夹套材料强度极限时，致使容器外筒体发生爆炸。1、爆炸现场情况：外筒上封头爆炸后飞出，外筒筒体炸为平板，断口基本沿焊缝和热影响区撕裂，压力表脱落，爆破片堵塞，未见排气阀和安全阀。内筒体基本完好，仅上下封头局部变形，内筒体顶部中心接管断裂，增压盘管拉直，出液管和增压管管口拉断。爆炸后的容器残骸上已无任何产品标识。 2、容器基本情况：使用单位未能提供出厂资料，现场也未见任何产品标识。经对某低温液体材料公司销售单位的询问，该容器于2004年底从外省某公司购买， 2005年初使用。在生产相同产品（灯泡）的其他厂家收集到同类型产品（液氮容器）的使用说明书，说明书上的容器规格、性能表中表明，YDZ-100型液氮容器的相关参数为：容量100升，工作压力0.1MPa，静态日蒸发率1.4%，直径高度为550mm1250mm。通过对操作工的询问，也证实了该容器操作压力0.1MPa。同时据反映，公司曾于2007年夏天对该容器抽过一次真空，年底或2008年初，该容器外壳距下环缝200mm处有结霜现象，面积大致为50mm的圆。事故发生前，该容器曾于5月16日9：00时左右充装过100L液氮，使用至5 月16 日16： 30时下班，估计容器内尚存液氮量应在30L左右。 3、对该容器进行了以下项目的检验： 宏观检查：该容器对接焊缝高度普遍低于母材约0.1-0.2mm，内筒体顶部中心接管焊脚高度偏低，增压管底部接管有约5mm长的未焊透。 外观几何尺寸测量：外筒体直径约550mm，总高约1250mm；内筒体直径约490mm，总高约650mm。 壁厚测定：内筒筒体壁厚1.5mm,内筒封头壁厚2.5mm；外筒筒体壁厚1.9mm，外筒封头壁厚3.0mm。 渗透检测：内筒体外表面距上环缝210mm处纵缝有一长15mm的条形缺陷显示，后用内视镜观察内表面相应部位，也有缺陷痕迹显示，说明缺陷为穿透性。 4、容器外筒体爆炸原因分析：该液氮容器因内筒体液氮泄漏到夹层中，液氮在短时间内迅速汽化，导致夹层空间压力升高，当压力升高到一定程度时，致使容器外筒体发生爆炸。分析认为内筒体液氮泄漏到夹层中可能的原因有以下几种：、由于纵缝存在15mm长的穿透性缺陷，内筒氮气（气相）渗入夹层中，使夹套真空度受损，绝热效果降低，导致内筒压力升高，由于无安全保护装置，使其压力在升高过程中，无法得到控制，当压力升高到一定值时，使增压管底部接管原有缺陷处开裂，液氮渗漏到夹层空间后汽化，夹层压力迅速升高导致外筒体爆炸。 增压管底部接管原有缺陷处由于长期使用导致开裂，液氮渗漏到夹层空间后汽化，夹层压力迅速升高导致外筒体爆炸。 16日下班后，工人未将排气阀打开或开度不够，使液氮经过十几个小时的自然蒸发后，内筒压力升高，由于无安全保护装置，压力继续升高，增压管底部接管原有缺陷处开裂，液氮渗漏到夹层空间后汽化，夹层压力迅速升高导致外筒体爆炸。 设备未按规定定期维护保养。车间长期使用液氮罐，几乎每天有人操作，但在使用操作过程中没有能按照使用说明定期维修检查和保养，设备存在不安全的隐患，本质安全性不高，容器周边安全环境差。 职工操作素质技能差。液氮罐操作工人未能经过必要的针对性的安全教育上岗，仅凭师傅口头传授操作技能。工人操作素质和技能较差，无安全操作规程，现场作业没有明确规定，导致班组工人安全操作存在漏洞。三、液氮的安全使用液氮（Liquid nitrogen）是一种特殊的工业制成品，广泛应用于精密仪表制造和医药、食品等工农业生产、日常生活，主要是冷冻贮存媒介。液氮来源于空气，空气中所含主要气体成分为氧气和氮气，其中，氮气约占空气的7809。液氮即为液化的氮气。 1、液氮特性：液氮由于是由氮气压缩冷却的液体，其理化性质比较特殊。主要特性如下： 超低温性：液氮的沸点为1958，液氮气化时每公斤可吸热48大卡。液氮是无色、无臭、无毒的液体。液氮的渗透性很弱，但当人体皮肤接触液氮时会受到严重冻伤。膨胀性：液氮是由空气压缩冷却制成，其气化时能恢复为氮气。据测每一立升液氮气化，温度上升15，体积膨胀约为180倍。 窒息性：氮气本身不能致使人窒息，但在一定空间内，如果氮气过多而隔绝氧气，操作者也会引起窒息。据测定，10公斤液氮在10立方米的室内瞬间蒸发，可使空间氧气突然降到13，造成空间缺氧。在此条件下，就能引起人的窒息乃至死亡。 2、液氮贮存：液氮贮存种类一般可分为贮存罐、运输罐两种。贮存罐主要用于室内液氮的静置贮存，不宜在工作状态下作远距离运输使用；为了满足运输条件，运输罐主要有专项防震设计，除静置贮存外，还可在充装液氮状态下，作运输使用，但应避免剧烈的碰撞和震动；另外，在短时间、短距离内使用少量液氮时，也可以临时使用保温瓶（杯）等器具存放，但在用保温瓶（杯）等物贮存时，必须在瓶塞边缘切开一条牙签样大小的小沟，以便氮气的安全排出。 3、液氮的安全使用：正常情况下，液氮贮存在密封式罐体时，要注意将液氮罐口保留一定缝隙，否则液氮气化时气体无法及时排出，极易造成爆炸事故。一般液氮罐的盖塞都留有一定的缝隙，在使用时千万不要人为将其堵塞。液氮使用注意事项： 液氮是低温制品，在使用过程中要防止冻伤。 在液氮中操作及存取冷冻物品时速度要快，注意轻拿轻放，以免物品解冻，造成不必要的损失。 在使用和贮存液氮的房间内，要保持通风良好，以避免空间缺氧，造成人员窒息。 由于液氮不具有杀菌性，故接触液氮的用具要注意消毒。 液氮罐在运输过程中一定要固定好，以防震动和倒翻。 液氮罐长期贮存物品时，要注意及时补充液氮。 容器的使用维护: 在使用过程中，每天都应随时检查罐体的使用情况，发现罐体瓶盖上或上部有水珠和结霜情况，说明罐体质量有问题，应立即停止使用；在罐体无水珠或结霜现象时，可以用手触摸外壳 ，若感觉上部冷，下部热，这也说明罐体质量有一定的问题，即液氮日增损较大，应注意观察，防止液氮耗损，最好停止使用；同时在日常使用过程中，还要参照相关压力容器安全技术监察规程要求，定期对液氮罐及安全设施仪表附件进行检测校验，确保其安全完好。 使用前要认真检查容器相关安全仪表和附件，当仪表、附件处于完好的正常状态下，才能正确掌握和调整其所需压力和容量； 若发现外表挂霜，应立即停止使用，及时检验检测和维修。 液氮罐在充填液氮之前，首先要检查外壳有无凹陷，真空排气口是否完好；若被碰坏，真空度则会降低，严重时进气不能保温，这样罐体上部就会结霜，液氮损耗大，会失去继续使用的价值；充填液氮时更不能将液氮倒在真空排气口，以免造成真空度下降；同时，充填液氮前罐内要有少量液氮保持预冷状态。 液氮罐要存放在通风良好的阴凉处，不要在太阳光下暴晒。由于其制造精密及固有的特性，无论在使用或存放时，严禁液氮罐倾斜、横放、倒置、堆压、相互撞击或与其他物件碰撞，要始终保持罐体直立。 用于长期贮存时，则需要定期补充液氮，补充时一般应在液氮剩余量为总容量的三分之一为宜。 放进或取出冷冻物品时，要尽量使罐口打开时间短，以减少液氮消耗，也不要把提筒完全提出来。 严禁在容器盖上放置物体和密封颈口。 严禁用硬物清除颈管内的冻霜，以免损伤颈管。 液氮罐只用于盛装液氮，不允许盛装其他液体或混存。 运输: 运输时应使用海棉或其它软垫物品对液氮罐加以固定，预防翻倒。 正确选用运输罐(YDS-XB)，禁止使用贮存罐作运输罐用。 自增压式液氮罐 液氮灌区泄漏事故应急处理措施第一步 事故汇报：发生事故后，当班的班长（包括安全员、副班长）要在组织人员进行前期处理的同时还必须马上了解事故初步情况并向厂、调度室和公司有关部门汇报、报警；汇报内容为发生事故的种类、发生时间和准确地点、有无人员伤亡或被困情况发生等并将情况向厂所有岗位人员报告； 第二步 发生事故后在岗人员的处理：白班班长(或厂值班人员)马上组织能出动的所有人员在迅速做好自我防护（正确佩戴好空气呼吸器）后到出事地点进行相关处理：成立临时抢险小组；首先在安全条件允许的前提下对出现受伤和被困的人员进行脱离现场的紧急救护；及时、准确切断泄漏源，用蒸汽或消防水稀释泄漏点，处理过程中防止液氮窒息和冻伤；若不能切断泄漏源， 判定事故罐部位后迅速关闭对应罐的阀门并检查关闭事故罐与相邻罐的连通阀门，组织岗位人员进行相关流程的变更，主要是切断进料源，停止输出作业，避免和延缓罐体内的液氮泄漏量，防止进一步扩大事态； 现场确不具备救人和开关阀门的安全条件则放弃（由厂管理人员加快向消防部门请求支援）。第三步 事发现场的处理人员应加强事故现场的监控和处理工作，防止事故和人员伤亡情况扩大，并随时报告事故进展情况。1）事故场所、设施周围采取的紧急安全疏散：在发生重大泄漏事故，可根据泄漏程度进行公司内部人员或经有关部门通知周围居民或人员向上风向安全地带疏散。生产区内在主控楼、循环水框架楼顶部、压缩厂房顶部、成品罐顶部等部位分别设