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汽车用液化天然气 LNG 气瓶 使用说明书使用说明书 第一版 第一版 目目 录录 1 产品简介产品简介 1 1 1 气瓶简介 1 1 2 供气系统 1 2 安全防护安全防护 3 3 气瓶安装气瓶安装 4 3 1 气瓶安装 4 3 2 管线安装 4 4 使用使用 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 故障及维修故障及维修 10 1 产品简介产品简介 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 供气系统流程供气系统流程 液位系统 增压系统 可选配 汽化器 汽车发动机 接发动机循环水 缓冲罐 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 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 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 读表 损坏 汽化器汽化器 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 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 安全安全防护防护 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 压力下为 113 通常气瓶贮存压力为 0 5MPa 在此饱和压力下 甲烷的温度 为 135 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 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警告 保护眼睛和暴露的皮肤 保持设备所在区域通风良好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 火源远离易燃品 电火花 火源 3 气瓶安装气瓶安装 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10 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 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 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 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 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 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 气瓶的灌充气瓶的灌充 4 2 1 1 加液站的要求加液站的要求 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 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 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 发动机运转时 气相燃料从气瓶的顶部通过气相管进入水浴汽 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 终降至经济阀的设定压力后 再进行液态供给 4 2 2 2 液态供给液态供给 当气瓶的工作压力不高于经济阀的设定压力时 经济阀将处于关闭状态 发动机运转时 液体从气瓶底部通过出液管进入汽化器 液体经汽化和升温后 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 4 2 3 液体的贮存液体的贮存 a 短期贮存时 允许气瓶带压贮存 此时请关闭排液阀 V1 b 气瓶为空瓶时 为防止空气的侵入 请一定关闭所有手动阀门 4 3 日常维护 4 3 1 日常检查日常检查 1 阀门是否处于正确的开闭位置 2 压力表 液面计是否准确可靠 按相应法规进行定期校验 3 设备管道 阀门有无渗漏 堵塞现象 检漏参照 4 3 2 条 4 安全阀按相应法规进行定期校验 当气瓶压力达到安全阀的起跳压力 而安全阀没有动作时 应立即校准安全阀起跳压力 以保证气瓶的安全 4 3 2 随车检漏随车检漏 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 4 3 3 燃料泄漏燃料泄漏 4 3 3 1 管道泄漏管道泄漏 1 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 2 关闭气瓶所有气液输出阀 3 对漏点进行严格维修 复检 并查明原因 4 确认完全修复后 才能继续行驶 5 如果是管螺纹泄漏应关闭气瓶所有气液输出阀 拆开连接 清洁连接 面 使用规定的密封生料带等进行再组装 4 3 3 2 气瓶组件泄漏气瓶组件泄漏 1 如果在经济阀回路 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 2 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 4 3 4 零部件更换零部件更换 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 4 3 4 1 安全阀安全阀 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 作压力的数据 通常一级安全阀开启压力为公称工作压力的 1 0 1 2 倍 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 打开排空阀 将罐内压力泄尽 2 拆下安全阀 但不得维修或重新调整安全阀 3 清理阀座内螺纹上的杂质 4 安装新的安全阀 5 修复后 检漏参照 4 3 2 条 4 3 4 2 经济阀经济阀 当瓶内压力高于经济阀设定压力时 瓶内的气相通过经济阀供往发动机 从而降低气瓶内压力 经济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经济阀工作是否正常 在汽车运行时 如果气瓶压力超过了设定工作压力 经济阀就会打开 瓶内的压力下降的同时 经济阀阀体会结霜 一旦气瓶内的压力达到了设定工作压力 经济阀就会关闭 同时经济阀阀体上的霜也会逐渐融化 如果环境温度高于冰点 经济阀在正常情况下能恒定气瓶供气压力 如发现经济阀工作异常时就必 须更换或维修 如果要更换经济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 1 2 以下 压力全部放空 4 3 4 3 手动截止阀手动截止阀 如果确认某个阀有问题 首先打开放空截止阀 将瓶内压力泄尽 然后按 下列程序操作 1 如果维修放空截止阀 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 如果维修出液截止阀 应将气瓶中的液化天然气放至 1 2 以下 压力 全部放空 并将其预热 3 如果维修增压截止阀 应将气瓶中的液化天然气放至 1 2 以下 压力 全部放空 并将其预热 4 修复后检漏参照 4 3 2 条 注 注 任何零部件绝对禁止采用火焰直接加热 并禁止用金属工具或物件敲击 强硬扳动 具体程序可向本公司客户服务部联系咨询 4 3 5 真空失效真空失效 通常 伴随着真空失效液化天然气气瓶会出现瓶体结霜或瓶内压力急剧升 高等现象 但是对于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 过度的压力上升可以作为判断气瓶真空失效的依据之一 气瓶的外壳装有 一个抽空塞 当气瓶真空失效时 抽空塞会松动 正常情况下 抽空塞被大气 压压紧 平时 抽空塞外套着一个塑料护帽 不要打开护帽或抽空塞 如果 发现气瓶真空失效 请送回厂家维修 真空失效是一个很少见的现象 通常气瓶的真空能够保持若干年 甚至超 过气瓶的使用寿命 在这期间气瓶的真空是 以很慢的速度 逐渐下降的 如果气瓶抽空塞未现异常 但又怀疑真空失效 就必须通过检查压力升高 时间来判断 测试气瓶的压力升高时间 首先为气瓶加气 然后启动汽车直到 瓶内的燃料还剩 3 4 或 1 2 时停止 此时瓶内的压力在节约阀的控制下维持在 正常工作压力水平 车辆静置至少 12 小时 系统的压力升高率低于 0 27MPa d 为正常 需要注意的是热瓶首次充装或气瓶超量充装也会引起压力的急剧升 高 一个真空失效的气瓶 其夹层压力将以近 0 007MPa min 的速率上升 这 种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低 外壳结霜或 发汗 与否取决于周围环境的温度和湿 度 这种冷凝现象的存在并不能作为判断一个气瓶真空度存在与否的可靠指 标 而气瓶压力升高率的测试才是最可靠 有效的判断方法 一个已