LNG天然气客车安全操作基础手册

LNG天然气客车安全操作手册

前

言

液化天然气比天然气愈加纯净，能量密度大，便于携带和运输，应用领域十分广泛，已突破了原有天然气适用范围，是世界上公认一个新型绿色能源。伴随天然气客车普及，LNG客车凭借经济、安全、环境保护、续航能力强优点，逐步被更多专业客运企业推广应用，LNG客车含有良好发展前景。为便于操作人员了解和掌握LNG天然气客车安全操作方面知识，企业技术服务中心编写了“LNG天然气客车安全操作手册”，意在标准化操作方面能起到一定帮助作用，达成安全平稳、节能增效之目标。

一、

LNG基础知识

1、LNG组成及特点

所谓LNG实际上是英文

Liquefied

Natural

Gas缩写，简称LNG（也可称为液化天然气），关键成份为甲烷（CH4），同时含有少许丙烷（C3H8）和丁烷（C4H10）等烃类气体，氮、二氧化碳、硫化氢及微量氢、氦、氩等非烃类气体。在标准状态下它是无色、无味、无毒且无腐蚀性低温液体（-162°C到-125°C，沸点为-162.5℃，熔点为-182℃，着火点为650℃，爆炸浓度范围：5%-15%）。也就是说，在常温常压下，天然气冷却至约-162℃时，由气态变成了液态。

2、LNG性质及优点

因为天然气关键成份为甲烷，且各地组成不一样，其密度通常在426～470kg/m3之间，气态密度为0.688kg/Nm3，假如甲烷含量越高则密度越小。液化天然气密度还是温度函数，温度越高密度越小。所以叙述性质时候关键以甲烷为主。体积约为同量气态天然气体积1/625。

LNG作为优质车用燃料，比汽柴油综合排放量降低约85%左右，其中CO排放降低97%、CO2降低90%、微粒排放降低40%、噪声降低40%，而且无铅、苯等致癌物质，是一个洁净能源；LNG占用空间少、自重轻，便于储存和运输，LNG盛装量是CNG2.5倍；LNG安全可靠，它比空气轻，即使稍有泄漏，也将快速挥发扩散，它燃点高达623℃，比汽油高230℃，比柴油更高，所以不轻易着火和爆炸。

3、车用LNG系统组成、步骤及技术性能

液态LNG经过热交换器气化，经调压阀调整压力，进入发动机燃烧，为发动机提供动力。

（1）

系统组成和步骤

车用LNG供气系统包含专用车载低温绝热瓶、充装接口、安全限流装臵、LNG汽化器、稳压器、压力显示等装臵组成。气瓶关键部件包含：压力表、过流阀、出液阀、调液阀、进液止回阀、经济阀、气相阀、主安全阀、副安全阀；汽化关键部件包含：压力表、发动机调压阀、稳压阀、NG出口、回气口、LNG进口、加液口、出水口。

供气必备条件：LNG储存瓶内压力一直高于发动机要求进气压力0.2Mpa以上，供气管路上调压阀出口压力设定比发动机要求进气压力高0.05～0.1Mpa。

为维持瓶内高于发动机进气压力，通常采取了两种技术方案：

a、气瓶不带自增压，加气站对储存LNG（-140～-162℃）进行加温，使其饱和蒸汽压达成发动机要求压力（LNG温度不一样，对应饱和蒸汽压不一样），充装到车用瓶内不调压；LNG瓶正常工作温度为-130℃左右；

b、气瓶带自增压，加气站不对储存LNG进行调温，LNG饱和蒸汽压压力尽可能低，这么有利于LNG储存、降低气站排空损失；LNG充装到车用瓶内后进行自增压直至高于发动机进气压力0.2Mpa,并自动稳压，LNG瓶正常工作温度为-162℃以上；当LNG温度高于-130℃时，可关闭自增压系统

。

两种方案供气方法相同：

供气过程以下：LNG经瓶上限流阀送至水浴式汽化器汽化成气态并升温后，再经调压器降压至设定值进发动机。

供气温度控制：通常发动机要求进气温度范围为-20℃～40℃，如进气温度过高或过低可调整汽化器热水进水量。（2）系统技术性能

①供气流量:依据发动机给定参数设定管件内径；

②供气压力:可在0.25～1.2

MPa内设定，工作时设定值波动±10PSI；

③供气温度:可在10℃～-40℃内设定;

④系统有优先使用气相功效,即当LNG瓶内压力高于经济阀设定值时优先使用气相，保持瓶内压力基础恒定;

⑤系统有自增压功效,即液体饱和压力不足时,可开启自带增压系统给瓶内增压；

⑥系统充液时可闷充,无须接气相,不放空;

⑦充液速度可达40㎏/分钟;

⑧系统使用液体温度为-162℃～－110℃；

二、LNG车辆日常维护操作注意点

1

、出车前检验

LNG车辆日常维护除一般车辆日常维护项目外，还应做好四方面检验：

(1)泄漏报警检验：上车首先检验燃气泄漏报警器，如遇有故障灯亮应立即查找原因和报修，不得私自操作；

(2)连接部位检验：连接检验检视气瓶、支架等连接部件紧固情况；检验转换开关、仪表、阀门、管道连接、固定情况。如发觉气瓶副安全阀防尘帽脱落，应即时报修；

(3)气量检验：接通电源，打开点火开关（不起动发动机），检验气量显示器指示气量，确保不影响正常运行；

(4)漏电检验：检验点火系统和发电机是否有漏电、跳火现象，如有应立即修理；保持LNG发动机清洁，尤其是电气设备不得有油污。

2、发动机起动及行车途中检验

在起动发动机前，拉好手制动，将变速箱换至空档，在空档状态下，将钥匙转到“ON”位臵，接通电源后检验各仪表指示是否正常后等候几秒后方可开启；起动时间不能超出10秒，连续起动要间隔半分钟；假如连续开启3次不能正常开启，则应仔细检验燃气系统和电路系统有没有故障；每次起动后，严禁大油门运转冷态发动机，冷起动后应逐步提升发动机转速。起动时严禁猛踩油门。应怠速运行发动机1～3分钟才能逐步提速起步；发动机怠速时间严禁超出10分钟。

行车中应勤观察各仪表（开关）工作情况，注意听察包含气路异响，选择良好路面行驶，预防对气路系统形成撞击，当感觉到有异常情况时，应立即停车，检验确定安全后继续运行。不然应立即报修，等候处理。

3、收车后检验

收车后应检验气瓶、支架、管路、仪表、阀门等固定情况；检验气路有没有漏气现象；检验减压阀热水循环水路工作情况；清洁各仪表、阀外表面，关闭全部阀门；检验气瓶厢封闭情况和加气孔盖锁止情况，如有异常应立即报修处理；定时检验、清洁发动机空滤；定时清洁供气系统中天然气过滤器；定时清洁减压器加热水循环系统。

在加气时要注意不能加太满，要留有余量，以免影响LNG气化，造成压力过低，使发动机动力不足。

4、驾驶操作要领

LNG车同柴油车在驾驶操作上大致相同，但因为LNG发动机本身特征，我们在实际驾驶时需注意以下几点：

（1）起步

起步时应严格遵守一档起步标准，严禁二档起步。（2）换挡

在行驶中可依据行驶道路情况和车辆载重选择适宜档位，尽可能以经济车速行驶。正确驾驶、平稳地接合离合器，立即换档，避免忽然加速和紧急制动，降低车身和动力系统负荷。因为燃气车辆低转速时输出功率不高，使用是电子点火系统，所以应改变以前柴油车驾驶习惯，在加档前可合适提速，但仍应尽可能保持发动机转速在1200-1500转/分时换档。

三、

LNG供气系统操作维护

1、安全防护

在有NG或LNG现场内工作时，需含有以下安全常识：（1）使LNG设备远离火焰或电火花；

（2）在LNG设备维修、充装、存放区域不许可烟火进入；（3）在进行LNG操作时需戴护目镜、脸罩、绝热手套；（4）进入盛装LNG气瓶现场人员应穿能防火和防静电工作服及工作鞋；

（5）操作人员应培训上岗，熟悉LNG理化性能，掌握操作技能；

（6）保持设备所在位臵通风良好;

（7）在维修或保养设备时确保系统已泄压,并关闭气瓶全部阀门，严禁使用能产生火花铁器等工具进行敲击作业;

（8）在刚进行液化天然气作业以后，因为衣服中很可能浸有NG故请注意不要立即吸烟或靠近有火地方；

（9）在有LNG区域内，不能使用任何未经许可电气及通讯设备，比如手机和无线电广播发射机及数码相机；

（10）每七天最少应检验一次LNG气瓶安装连接螺丝及支撑可靠性，如有问题应立即更换或维修。

2、充装操作

（1）充装前应检验接头，确定无泄漏后再充装。（2）常规充装(冷瓶)

①充液前，首先将瓶内压力控制在一定范围内（低于加气机充装压力），将加气枪和充液接头连接，然后开启加气机充液开关，液化天然气将经过连接软管等进入气瓶内胆。经过内胆顶部进液管对瓶内（BOG）进行再液化降低瓶内压力，使充液快速完成。充装阀是一个单向阀，充液时在液体压力作用下自动打开，无需手动开关。当充液达成额定量时，充液自动停止，单向阀自动关闭。其作用机理是当喷孔背压快速升高并和充液压力平衡，压力达成加气机设定停止压力（约1.55MPa），此时加气机停止充液；

②一只完全充满液体瓶其压力上升十分快速，可能造成安全阀快速开启,应避免这种情况发生；

③充液完成后,卸下充装软管,充液人员应确定车上充装口无泄漏后方许可车辆离开。

（2）

热瓶充装

通常将首次充装液化天然气前和停止行驶两周以上车用液化天然气气瓶称为“热瓶”。热瓶充装应该根据以下程序进行：

①首先向瓶内充入大约20LLNG，静臵，在瓶内LNG气化升压过程中，瓶内胆也得到冷却；

②当瓶内压力达成正常工作压力后，进行系统检漏；

③经过放空降低压力后即可按常规充装程序进行操作。

3、维修保养

当气瓶需要保养和修理时，应采取安全方法，充入惰性气体直到在惰性气体中NG

含量低于这种易燃气体含量爆炸极限50%。

（1）

检漏

①能够用便携式甲烷探测器对瓶系统天然气泄漏点进行检验（应遵照探测器制造商说明书正确使用）。为确保瓶正常运行，应（天天）定时进行系统各连接处检漏，假如发觉漏点应立即进行维修；

②在部分特殊条件下用探测器难以正确判定泄漏点时，能够借助肥皂液随时检验确定漏点（驾驶员可用矿泉水瓶自制肥皂液并随车携带）；

（2）泄漏处理

①任何泄漏，一经发觉必需维修（首先应关闭上游阀门）；

②假如是管螺纹泄漏应拆开连接、清洁连接面、使用要求密封胶或四氟带再组装；

③假如是管件泄漏应对其解体并严格检验，假如螺母和卡套外观没有损伤则可继续使用，重新安装管线并拧紧螺母，最终进行压力检漏；

④假如在安全阀根部或密封面发觉漏点，必需在开始维修之前将瓶内压力放空至零,

拆开连接、清洁连接面、使用要求密封胶或四氟带再组装或更换新阀；

⑤假如阀门填料发觉漏点，必需在开始维修之前将瓶内压力放空至零，松开压帽合适压紧填料或更换填料。

（3）安全阀更换

①车用LNG瓶内胆作为一个压力容器，其最大工作压力是依据相关规范进行设计和核定，并经试验检测。在每个瓶铭牌上全部打有最高工作压力数据。

②安全阀更换应按以下程序进行：

A、打开放空阀，将瓶内压力泄尽；

B、拆下安全阀；

谨慎：不得维修或重新调整安全阀。

C、安装新安全阀。

D、对瓶增压至工作压力、检漏。

E、

安全阀通常十二个月检修一次。

（4）手动截止阀检修

用于车用LNG瓶手动截止阀在低温状态下收缩和机械磨损。假如确定某个阀有问题，应根据以下程序进行检修：

①打开放空阀，将瓶内压力泄尽；

②假如维修放空阀，在解体前应将其加热；

③假如维修液体供给阀，应将瓶中LNG和压力全部放空；

④拆下手柄固定螺钉、垫片、护帽；

⑤拧开阀帽，取出阀杆和阀杆密封；

⑥取出阀芯和衬套组件；

⑦清洗阀座；

⑧更换受损零件并按和解体相反步骤装回。（5）节省阀更换和维修

当瓶内压力高于节省阀设定压力时，瓶内气相经过节省阀供往发动机，从而降低气瓶内压力。此阀已依据发动机工作要求调整好了，通常不需重调。

经过观察阀体结霜情况能够验证节省阀工作是否正常。在汽车运行时，假如气瓶压力超出了设定工作压力，节省阀就会打开，瓶内压力下降同时，节省阀阀体会结霜。一旦气瓶内压力降到了设定工作压力，节省阀就会关闭，同时节省阀阀体上霜也会逐步融化。

节省阀在正常情况下能恒定气瓶供气压力，如发觉节省阀工作异常时就必需更换或维修。

假如要更换节省阀必需停止使用气瓶，而且在拆下旧阀之前将瓶内液态放到二分之一以下，压力全部放空。

（6）

稳压阀更换或维修

稳压阀是供气系统稳定供给发动机用气压力关键元件，在工作时，稳压阀进口压力为瓶内压力(≥0.8MPa)，稳压阀出口压

力设定高于发动机要求进气压力（通常为0.65MPa）但低于瓶内设定压力；发动机工作时，稳压阀出口压力高于设定值（和瓶内压力相同）或出口压力过低，则此阀已损坏，应立即修理或更换；瓶内压力低于稳压阀出口设定压力时，稳压阀进出口压力和瓶内压力相同为正常。

4、其它注意事项

1、在开启或关闭气阀时，应该动作缓慢，在缓慢全开后再回半圈即180°，目标是预防密封圈负荷过大造成损坏。阀门或接头被冻住时，应用氮气吹除或用温水解冻后，方可操作，严禁用锤或其它物件敲击冰块。如强拧会造成阀门损坏，从而造成人身伤害；

2、如有天然气泄漏，处理时需做好本身防护工作，各类接头尽可能以紧固为主，避免拆卸管路接头，以防低温腐蚀；

3、不得用手直接接触低温管道，如需接触需戴好防护手套；

4、在充装、维修时需戴护目镜、脸罩、绝热手套，严禁驾驶员私自操作；

5、严禁用水冲洗发动机，当车辆过积水路面时，应减速慢过，以避免水溅到电器元件上，造成短路，损坏电控系统；

6、气瓶在发动机熄火后或行驶中阀体周围出现结冰属于正常现象，假如发动机长时间不工作而阀体周围出现结冰，说明阀体出现泄漏，应即时处理；

7、为了避免充气口出现冰块堵塞，应在充气结束后立即关闭充气口；

8、不得开启气瓶抽真空接头，不然气瓶真空将丧失，而失去保温作用。气瓶及安全阀应根据技术监督部门要求要求定时检验合格；

10、发动机水温应保持在85℃～95℃之间。当水温高于95℃时，耗气量会比正常温度时增加30%～40%，而且会很轻易造成发动机机件磨损和损坏；

11、LNG车辆发动机必需使用燃气专用机油；冷却系统整年应使用防冻液；

12、气瓶仓内严禁存放杂物。

四、故障及排除

故障现象

原因分析

处理方案

加气时瓶内压过高

加气设备设定压力过高

把加气设备调整器致合适压力

热瓶充装

正常现象，按回气管放空

用气时瓶内压力过高

经济阀调整不妥

把经济阀调至合适压力

经济阀失灵，损坏

维修或更换经济阀

充装后升压很快

过量充装

按额定量进行充装

热瓶充装

正常现象，增加用气量

真空丧失

返回本企业维修

瓶内压力过低

经济阀调整不妥

把经济阀调至合适压力

气相管路及管件泄露

修复管路、管件。

并再次检漏

液体温度低或质量问题

检验液体质量和温度

充液前后，压力表无反应

压力表坏

更换压力表

安全阀开启压力表无反应

压力表坏

更换压力表

气瓶头部结霜

可能在用气

正常现象

可能有管件泄露

检验，再按操作规程检修

瓶体冒汗或结霜

环境温度低空气湿度大

正常现象

真空失效

返回本企业维修

安全阀开启

液体存放时间过长

立即用气或放空

增压快

检验气瓶是否正常

安全阀设定压力低故障

按操作规程更换安全阀

液位显示零位

气瓶内液体已用完

往气瓶内按要求量充液

转换器设臵不妥

重新设臵转换器电容值

显示器或转换器损坏

检验各部件，维修或更换

液体用完后液位显示满位

转换器设臵不妥

重新设臵转换器电容值

显示器或转换器损坏