常州蓝翼车用LNG供气系统培训资料.ppt

车用液化天然气 LNG 供气系统培训资料2014年9月 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 1 液化天然气的基本特性1 1液化天然气液化天然气 LiquefiedNaturalGas 简称LNG 是天然气经净化 压缩 冷却至其沸点 162摄氏度 温度后变成的液体 其无色 无味 无毒 不溶于水 对金属没有腐蚀性 1 1 1特性处理液化天然气的危险主要来自以下三方面特性 液化天然气在大气压力下具有极低的温度 虽然各液化工厂生产的液化天然气的组份有所不同 其沸点也略有差别 但都在 162 左右 在此温度下液化天然气蒸汽的密度大于空气 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 具有很大的气液体积比 如果减压措施不当 将导致压力迅速升高 1体积的液化天然气大致能够转化成600 625体积气体 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15 都不会燃烧 当然也不会爆炸 1 1 2液化天然气的蒸发1 1 2 1蒸发气 Boil offGas 简称BOG 的物理性质液化天然气是作为一种沸腾液体储存在绝热容器中的 任何传入容器的热量都将导致一定量液体蒸发成气体 这部分气体称为蒸发气体 其组份与液体组份有关 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 1 1 2 2闪蒸加压的液化天然气当其压力降至沸点以下时 将有一定量的液体蒸发成气体 同时液体温度也随之降到其压力下的沸点 此过程称为闪蒸 闪蒸估算参考数据 压力在0 1 0 2MPa范围内 1m 处于沸点下的液化天然气降低0 001MPa压力时闪蒸出的气体量约0 4Kg 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 1 1 3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 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 1 1 4常用燃料物性参数与甲烷的比较 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 2 安全防护在有液化天然气或天然气的场所作业时 需具有以下常识 使液化天然气设备远离火焰和电火花 并保持设备所在位置通风良好 在液化天然气充装 储存以及设备维修区域严禁烟火 在装有液化天然气的设备上作业时 需佩戴护目镜 脸罩 绝热手套 穿防护服及工作鞋 在对液化天然气设备进行维修时确保系统已泄压 在刚进行液化天然气作业后 不要马上吸烟或靠近火源 配备适当数量的干粉灭火器 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 2 1伤害的基本处理方法2 1 1冷烧伤的处理方法 当皮肤与低温表面粘接时 可用热水加热方法使皮肉解冻 然后挪开 并将伤员移至温暖的地方 除去所有妨碍冻伤部位血液循环的衣物 将冻伤部位立即进行水浴 水温要求40 45 不允许使用干燥或直接加热的方式 冻伤的身体部位在加热后开始疼痛 肿胀 如果伤势不严重 应当对冻伤部位进行缓慢 持续加热 直至皮肤由灰白色变成粉红色或红色 然后将伤员送往医院做进一步治疗 如果伤员大面积冻伤 且体温已经下降 就需要将伤者浸泡在40 45 的水中 再尽快将伤员送往医院 伤员不许抽烟 喝酒 这样会减少流往冻伤组织的血液量 注射破伤风针 防止感染 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 2 1 2窒息的处理方法 天然气的过分积聚可能会使空气中的氧浓度变稀薄 人处在这种环境中可能会导致昏迷 甚至窒息 当操作人员因缺氧失去知觉时 应立即将其撤离现场 并进行人工呼吸 如操作人员停止呼吸 应立即进行人工呼吸并马上送往医院抢救 当空气中氧浓度50 时 工作人员不能进入此区域 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 3 液化天然气车用供气系统简介3 1液化天然气车用瓶介绍LNG车用瓶是作为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LNG 在其外壁缠有多层绝热材料 具有超强的隔热性能 同时夹套 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 外壳和支撑系统的设计能够承受运输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 在超压情况下首先打开主安全阀开启压力为1 72MPa 250psi 副安全阀开启压力为2 41MPa 350psi 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 这样确保气瓶的安全 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 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 1 0 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是正常的 注 气瓶外后封头后支撑连接部位出现结露现象也是正常的 气瓶设置了经济阀 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的天然气蒸汽 从而降低气瓶内部的压力 使得只要气瓶在使用 气瓶的压力就不会升至安全阀的开启压力 因而不用放空 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 气瓶还设置了过流阀 当气瓶至发动机之间的管路发生破裂 管路流量大于设定值时 过流阀自动关闭 手动关闭气瓶出液阀后 过流阀自动回位 这样可以有效避免次生危险的发生 气瓶设置有自增压系统 其主要由增压截止阀 升压调节阀 螺旋增压管及相应管路组成 当气瓶压力低于升压调节阀的设定值时 升压调节阀将自动打开 瓶内的液体通过增压截止阀和升压调节阀后进入螺旋增压管与空气进行热交换 液体变成蒸汽后回到气瓶的顶部 由于液化天然气的液气比较大 因而使气瓶的压力升高 当压力等于升压调节阀设定值时 升压调节阀自动关闭 增压过程停止 该系统能保证气瓶在整个使用过程中的供液压力均能满足发动机的使用要求 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 3 2操作方法3 2 1首次充装通常我们将首次充入低温液体前和停止工作两周以上的气瓶称为 热瓶 由于其内胆部分为环境温度 直接充装会使低温液体大量蒸发而造成不必要的浪费 请按以下充装程序进行充装 首先向瓶内充入大约20 30L的液化天然气 静置 在瓶内液化天然气气化升压的过程中 气瓶内胆也得到冷却 当瓶内压力达到正常工作压力后 进行系统检漏 通过开启放空阀降低瓶内压力后 即可按常规充装程序进行操作 注意 放空充装程序也适用于一个已知的 热甁 警告 LNG与空气或氧气混合 能形成爆鸣性气体 如遇火种会燃烧或爆炸 因此排放LNG时必须通过管道引至安全场所进行排放 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 3 2 2常规充装常规充装是指正常使用的气瓶 在充装时气瓶内胆处于低温状态和有一部分液体 具体步骤如下 确认加气车辆已经良好接地 打开加液口和回气口的保护帽 目视检查气瓶的阀门 接头 管道 确认没有泄漏和部件没有缺失 用干燥压缩空气或氮气吹扫 或使用干净 干燥的棉纱擦拭 加液口和回气口 确保没有水分 杂质 确认加气枪和加液口相配 连接加气枪和加液口 如果加气站充装压力与车用瓶压力的差值小于0 3MPa 则需要对车用瓶进行回气 连接回气枪和回气口 将回气枪拧转90 当差值达到要求时 取下回气枪 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 按下加气机的预冷按钮 加气机开始预冷 预冷结束后 按下启动按钮加气机开始对车用瓶进行加注 随着LNG不断的流入车用瓶 瓶内空间越来越小 瓶内压力也随之升高 加气机的流量越来越小 当流量小于设定值 一般8 10公斤 分钟 时 加气机自动停止加液 取下加气枪 盖上加液口和回气口的保护帽 注意 一只完全充满的气瓶其压力上升十分迅速 可能导致安全阀开启 因此完全充满的气瓶应尽快使用 禁止长时间储存 警告 向大气放空时 应当将放空的气体引到安全的地方 否则将有引起火灾和爆炸的危险 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 气瓶常用规格 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 3 3供气系统流程简介3 3 1流程图液化天然气汽车供气系统由气瓶 汽化器 缓冲罐 稳压阀 管路 充装面板 液位显示仪等组成 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 使天然气的温度和流量满足发动机的要求 汽化器不会使气瓶压力升高 缓冲罐的作用是储存一定量的气体 以满足较大功率发动机在启动或急加速时 对天然气需求量瞬间加大的要求 如受汽车空间限制或汽车发动机功率较小时 可不安装缓冲罐 稳压阀主要作用是将气化后的天然气进行稳压 减压 使之满足发动机的使用压力要求 且保持压力稳定 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 注 上图中红色边框内部件根据用户需要进行相应配置 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 3 3 2流程介绍3 3 2 1进液管路进液管路由加液口 进液单向阀以及连接的管道组成 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 加气站用加气枪的机械力量把进液口顶开 通过低温泵加压的液化天然气通过加气机计量后进入加气管道 由于泵的压力进液单向阀被打开 此时整条进液管路处于开启状态 当液体进入过程中 由于喷淋作用 瓶内顶部气相空间的蒸汽会部分被重新液化回收以避免放空损失 使得加液过程中气瓶的压力维持不变甚至降低 当气瓶内部快加满的瞬间 由于液体的不可压缩性 瓶内的压力会迅速升高 流量迅速减少 当低于加气机设定值时 加气机停止加气 卸下加气枪 加气的过程完成 由于进液口和进液单向阀都只允许流体单相流动 只能流向瓶内 不能流向瓶外 因此停留在低温进液口和进液单向阀之间管道内的液化天然气被汽化成蒸汽后会进入瓶内 不会引起管道超压破裂的危险 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 3 3 2 2自增压管路自增压管路由增压截止阀 升压调节阀 自增压螺旋管以及连接管路组成 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 自增压时开启增压截止阀 低温液体通过升压调节阀 然后经过自增压螺旋管被加热成饱和蒸汽 进入气瓶气相空间 顶部 由于液化天然气的液气比较大 因此输出较少的液体会变成大量的蒸汽 同时这是个密闭的循环空间 也就是说增加的气体体积远远大于输出的液体体积 从而使得气瓶的压力升高 当气瓶压力升至需要的压力 升压调节阀的设定压力 时 升压调节阀自动关闭 气瓶压力不再升高 压力维持稳定 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 3 3 2 3出液管路出液管路由出液单向阀 出液阀 过流阀以及连接管路组成 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 气瓶在长时间不使用的情况下 建议关闭出液阀 汽车进行燃气供给时 缓慢开启出液阀 液化天然气通过出液单向阀然后流经出液阀和过流阀进入气化系统 当过流阀的进口的压力与出口的压力差值大于设计的值时 过流阀会迅速关闭停止对外供液 关闭出液截止阀 过流阀很快又回到开启状态 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 3 3 2 4经济回路经济回路由经济阀 出液止回阀 出液阀 过流阀以及连接管路组成 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 当瓶内压力高于经济阀设定的压力时 如果又在供气过程中 经济阀开启 气瓶顶部气相空间的饱和蒸汽通过经济阀进入供气管路 此时出液单向阀基本处于关闭状态 供气管路中的是汽液混合物 随着气体的不断使用 瓶内压力会逐渐降低至经济阀的设定压力 此时 经济阀关闭 又回到液体供应状态 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 3 3 2 5安全系统安全系统主要由主安全阀 副安全阀 气瓶压力表 液位计 手动放空口 回气口以及连接管路组成 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 3 3 2 6汽化器缓冲罐总成汽化器缓冲罐总成主要包括水浴汽化器 缓冲罐 选配 压力表 压力传感器 选配 稳压阀 选配 等部件组成 水浴式汽化器的安装应尽可能靠近气瓶 进入汽化器的发动机循环热水流向应与LNG流向相同 汽化器不会使气瓶内部压力或供气压力增高 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 3 3 2 7汽化器 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 3 3 2 8液位计液位计量系统采用电容式液位计 该系统由三个子系统组成 液位传感器 液位变送器和液位显示表 其原理是由于被测介质液体和蒸汽的介电常数不同 当液面变化时 传感器的电容随之变化 其变化的读数通过特定的液位显示表显示出来 这样就能测定气瓶内液面的高度 通过转化可以直接读出液体的体积 传感器焊接安装在气瓶的内胆内部是气瓶整体的一个组成部分 其作用是根据气瓶内的燃料高度产生一个成线性比例的电容信号 并传送给变送器 变送器将电容信号处理后传递给液位显示表 并在液位表或液位显示器上显示 电容电极导线与外部的接头处应当保持干燥 如果此处有水分 那么将造成短路 无论内胆有多少液体液位显示表的读数都将显示为满刻度 具体的原理和使用说明请参照液位计使用说明书 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 方形显示器 圆形显示器 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 低温截止阀 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 出液单向阀 低温加液口 低温加液口开启状态 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 常州蓝翼飞机装备制造有限公司 低温回气口 进液单