LNG车用气瓶培训教材

1、.,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,LNG产业资源介绍,LNG简介,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

2、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600625体积气体。 3. 天然气是可燃的。一般环境条件下，515%（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

3、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。,CH4+2O2 点燃 CO2+2H2O,LNG燃烧化学关系式,.,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,常用燃料物性参数与甲烷的比较,简介,.,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

4、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。,.,气瓶系统简介,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

5、）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

6、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

7、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。,.,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,出液截止阀,安全阀,过流阀,单向进液阀,经济阀,放空截止阀,增压截止阀,气瓶压力表,液位变送器,升压调压阀,.,LNG产业资源介绍,气瓶系统简介,气瓶系统简介,

8、回气口,加液口,加液枪,缓冲罐,水浴式气化器,供气压力表,减压阀,出液铜管,.,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

9、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,.,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,.,气瓶本体内部结构,.,气瓶配置的零部件简介,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

10、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,零部件名称： 垫片 螺钉 弹簧罩 衬套 弹簧 手轮 垫圈 螺套 阀杆 密封垫 阀瓣 阀体 泄漏的处理： 如果阀门发生泄漏，首先拧下，按照顺序卸掉序号、序号、序号、序号、序号、序号，用扳手拧紧序号；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： 密封垫、 阀瓣。,.,零部件名称：调节螺杆锁紧螺母铭牌阀盖弹簧上垫块弹簧压环弹簧下垫块组件垫片阀体 泄漏的处理：如果泄漏发生在序号和序号的连接处，拧紧序号，如果继续泄漏拧下序号，然后取

11、出能够取出的部件，更换序号，按照逆序装配回原状（注意维修过程中不要调整序号，否则设定压力会变化）。,经济阀,如果序号上的小孔有漏气现象，说明序号上的膜片已经破损，拧下序号，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，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：弹簧下垫块组件（其中的膜片）、垫片,.,低温加液口,.,零部件名称： 上盖 螺钉密封圈A弹簧弹簧座 密封圈B密封圈压盖弹性挡圈 接头保护帽 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）

12、受损，会造成泄漏；当然弹簧（序号）发生故障也会造成泄漏，不过这种情况不常见。如果序号和序号之间发生泄漏，拧紧序号（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。 如果进口处发生泄漏，主要是由于序号损坏，或者序号的密封面（图14中标示C处）被杂物（细砂子、冰块等）堵塞或者划伤。序号损坏情况：拧去所有序号，然后依次取出序号、序号、序号（序号已安装在上），再次依次取出序号、序号、序号；更换序号，按照逆序方向装配回复原状。,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，然后依次取出序号、序号、序号（序号已安装在上），清除杂物，按照逆序方向装配回复原状。 冰

13、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：按照序号损坏情况的步骤拆卸阀门，然后对序号的内部密封面进行研磨，或者更换序号和序号，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，是序号的密封面或者是加气枪的密封面受损。如果序号受损，那么按照序号损坏情况的步骤拆卸阀门，更换序号，最后按照逆序方向装配回复原状。 易损部件： 图中标示A：密封圈A、 密封圈B,低温加液口,.,低温回气口,.,零件名称： 弹性挡圈 压紧螺母 弹簧座 弹簧 开口挡圈 导向轴（阀芯） 密封垫阀体保护帽 泄漏的处理

14、： 如果泄漏发生在进口处，用生料带缠绕与序号相连部件的螺纹（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，首先取下序号和序号，其余的序号可以全部取下，然后更换序号， 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： 密封垫。,低温回气口,.,低温升压调压阀,.,零部件名称： 调节螺杆锁紧螺母铭牌阀盖弹簧上垫块弹簧A压环弹簧下垫块组件垫片A阀体阀瓣组件弹簧B垫圈螺塞

15、 泄漏的处理： 如果泄漏发生在序号和序号的连接处，拧紧序号，如果继续泄漏拧下序号，然后取出能够取出的部件，更换序号，按照逆序装配回原状（注意维修过程中不要调整序号，否则设定压力会变化）。 如果泄漏发生在序号和序号的连接处，拧紧序号，如果继续泄漏拧下序号，然后取出能够取出的部件，更换序号，按照逆序装配回原状。 如果序号上的小孔有漏气现象，说明序号上的膜片已经破损，拧下序号，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，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

16、 易损部件：图中标示A：弹簧下垫块组件（其中的膜片）、垫片A、垫圈,低温升压调压阀,.,零部件名称： 卡套压紧螺母 卡套一 卡套二 阀体 钢球 挡销 阀体 泄漏的处理： 如果泄漏发生在出口处，最好是更换序号、序号，如果不具备更换零件的情况下，可以在外面缠绕生料带然后拧紧序号。在更换序号、序号的程序中，如果需要将管子进行切割，那么必须保证管子的端头平齐，否则泄漏的情况无法解决。 如果泄漏发生在进口处，用生料带缠绕序号的螺纹（注意不要让生料带进入管道造成堵塞），然后拧紧。 易损部件： 图中标示A： 卡套一、 卡套二 一般情况下，只要钢球不发生磨损和阀门不进行拆卸，该阀门不用进行维修。,低温过流阀,

17、.,低温单向进液阀,.,零部件名称： 压紧螺母 垫片一 弹簧压帽 弹簧 止回活门 垫片二 阀体 软管球面接头 泄漏的处理：如果序号和密封线受到损伤，或者在这两者之间（图16中表示C处）有杂物（细砂子、铁屑、冰块等）会造成密封失效。如果序号的锥面或序号的球面有贯穿性裂纹或划痕，这两者之间的连接处会出现泄漏。如果泄漏发生在序号和序号之间：首先拧紧序号；如果还是继续泄漏，拧下序号（序号也同时拧下）更换序号，再拧紧序号。序号损坏情况：拧去序号和序号，然后依次取出序号、序号、序号（序号已安装在上），再次；更换序号（序号已安装在上），按照逆序方向装配回复原状。发生堵塞情况：细砂子等固体堵塞且没有划伤密封面

18、，拧去序号和序号，然后依次取出序号、序号、序号（序号已安装在上），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，按照序号损坏情况的步骤拆卸阀门，然后对序号的内部密封面（图8中表示放大图B处）进行研磨，或者更换序号，其次更换序号（已装序号），最后按照逆序方向装配回复原状。如果泄漏发生在序号和序号之间：首先拧下序号，查看是何处密封面受损，研磨受损面或者更换受损面的相应部件。 易损部件：图中标示A： 垫片一、 垫片二。,低温单向进液阀,.,零部件名称： 调节螺母弹簧阀瓣密封

19、垫片阀体 泄漏的处理： 安全阀主体或者不能关闭造成的泄漏，只能更换相同型号和相同开启压力的阀门。 安全阀的泄漏发生在阀体与连接件之间，用生料带缠绕序号的螺纹（注意不要让生料带进入管道造成堵塞），然后拧紧。 易损部件： 本阀门属于整体更换。,安全阀,.,剖面图 开启状态图 零部件名称： 阀体压盖弹簧钢球 易损部件： 本阀门属于整体更换。 注意事项：更换时压力放空到零，液位必须低于小止回阀位置（半瓶）。如满瓶必须放液至半再更换小止回阀。,低温止回阀,.,减压阀,.,空温式气化器,通过环境温度使LNG进行气化从而使气瓶压力上升。 主要组成是管路及热交换片,.,水浴式气化器,用发动机的循环水对盘管内的

20、LNG进行气化。需注意的是发动机出水接气化器进液端。,.,缓冲罐,缓冲罐也叫稳压罐、压力罐，主要用于缓冲系统压力波动。,.,各管路连接形式,接头与管螺纹连接,活套连接,卡套连接,.,常见故障问题及处理方法,.,常见故障问题及处理方法,.,2 .管路堵塞 1） 将气瓶内的液体进行排放干净，压力同时泄放到0MPa； 2） 用干燥氮气对气瓶进行置换，确保天然气浓度1%； 3） 用0.30.4MPa氮气对气瓶进行吹扫，检测露点-40。 3.过流阀堵塞 1） 关闭使用阀；等候一段时间或轻敲过流阀。 4.自增压的优点及在何时不能起到增压作用，采取何种方式可以克服不能起到增压作用的问题？ 1). 气瓶在维修

21、时（液位高于增压管）具有优势； 2). 使得加气站排放时间延长； 3). 无压贮存时，安全阀起跳时间长。,常见故障问题及处理方法,.,4）不能增压的条件： 在以下液位时，增压将非常困难，甚至不能增压。理论计算的不能用完的液体：,常见故障问题及处理方法,.,日常维护,气瓶使用者应当编制详细的检修计划，并按照计划实施，确保气瓶的使用安全1）日常维护要求,.,2 ） 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

22、查漏点。 3） 零部件更换 任何燃料泄漏，一经发现必须维修： 如果是管螺纹泄漏应拆开连接、清洁连接面、使用生料带进行密封。 如果是管件泄漏应对其解体并严格检查，如果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，最后进行压力检漏。 警告：在阀门、管螺纹、管件的维修和更换中，必须在不带压状况下以及防冻伤情况下维修，否则可能造成人身伤害。,日常维护,.,4） 真空失效 通常，伴随着真空失效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

23、之一。气瓶的外壳装有一个真空塞，当气瓶真空失效时，真空塞会松动（正常情况下，真空塞被大气压压紧）。平时，真空塞外套着一个塑料护帽。不要打开护帽或真空塞。如果发现气瓶真空失效，请送回厂家维修。 总之，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。在固定式气瓶上出现的所谓“软”真空可以通过压力的快速升高来判断。,日常维护,.,如果气瓶真空塞未现异常，但又怀疑真空失效，就必须通过检查压力升高时间来判断。 在测试气瓶的压力升高时间时，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，此时瓶内的压力在经济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，其夹套压力将以近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，外壳结霜或凝水与否取决于周围环境的温度和湿度。这种冷凝现象的存