LNG车用瓶供气系统培训资料(共68张).pptx
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1、LNG车用瓶供气系统培训资料张家港富瑞特种装备股份有限公司2011年8月前言v欢迎您使用张家港富瑞特种装备股份有限的产品!我公司将竭诚为您提供贯穿产品寿命周期的全过程服务!目录v一、LNG车用瓶及供气系统简介v二、LNG车用瓶及其供气系统安装推荐做法v三、LNG车用瓶加液及调试的操作方法v四、常见故障及处理方法一、LNG车用瓶供气系统简介v1、 气瓶简介气瓶简介v2 、供气系统、供气系统流程简介流程简介v3、 阀门结构及维修阀门结构及维修v4、 汽化器简介汽化器简介v5、 液位计简介液位计简介v1、气瓶简介气瓶简介v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
2、重复充装的低温绝热压力容器。v其主要结构是双层容器。v 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有热导率低、隔热性能高、重量轻的特点。v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。v 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。v 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。v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
3、系统的设置能够满足液化天然气的充装和供给。v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(Svp)(开启压力为1.75MPa,250psi)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(Svs)(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。v 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
4、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(表压)左右,真空塞将会打开泄压。v设置了经济阀(Er),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由于自然蒸发被汽化而形成的天然气蒸汽,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。v还设置了过流阀(Ef),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。v 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
5、止阀( Pv )、升压调节阀(PBr) 、自增压盘管(Pr )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,液体变成蒸汽回到气瓶的顶部。由于液化天然气的液气比较大,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。 LNG LNG液化天然气车用瓶系列规格液化天然气车用瓶系列规格 150L/175L/200L/2
6、40L/275L/330L/335L/375L/450L/450DL/500L150L/175L/200L/240L/275L/330L/335L/375L/450L/450DL/500L 该车用瓶系列可适用于小轿车、微型客车、中巴、城市公交、城际客车、重型卡车匹该车用瓶系列可适用于小轿车、微型客车、中巴、城市公交、城际客车、重型卡车匹配使用,并按加液方式不同可选择是否带自增压系统,一次充液行驶里程在配使用,并按加液方式不同可选择是否带自增压系统,一次充液行驶里程在500500至至700700公里公里左右。左右。LNGLNG汽车燃料供应系统汽车燃料供应系统LNG 车用瓶铭牌v2 、流程简介流程
7、简介v2.1 流程图及符号流程图及符号v 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。v 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。v 管路降压调节阀主要作用是将汽化器汽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。v 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)满足需要的情况下,可以不用配备此容器。 v系统中需要配备安全阀(用户
8、自备),安全阀的开启压力要小于或等于图1所示系统中工作压力最小的设备。v 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。v注意:流程示意图中虚线框内的部件根据用户需要进行相应配置,不是注意:流程示意图中虚线框内的部件根据用户需要进行相应配置,不是标准配置。标准配置。压力表加液口回气口稳压阀出水口NG出口LNG进口发动机自带调压阀v2.2 流程介绍流程介绍2.2.1 进液管路进液管路进液管路由低温进液口(C1)、进液单向阀(FCV)以及连接的管道。图图2. 2. 进液示意图进液示意图v加气站用加
9、气枪的机械力量把低温进液口(C1)顶开,液化天然气被加气站装备的低温泵泵入加气管道,由于泵的压力进液单向阀(FCV)被打开,此时整条进液管路处于开启状态。v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。v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,达到加气机设定的停机压力时,加气机停止加气,加气的过程完成。v由于低温进液口(C1)和进液单向阀(FCV)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(C1)和进液单向阀(FCV)之间管道内的液化天然气被汽化成蒸汽
10、后会进入瓶内,不会引起管道超压破裂的危险。v2.2.2 自增压管路自增压管路 自增压管路由增压截止阀(Pv)、升压调节阀(PBr)、自增压盘管(Pr)组成。图图3. 自增压示意图自增压示意图v在自增压时,需要保证除增压截止阀(PV)外的所有截止阀处于关闭状态,这样气瓶和自增压管路可以形成一个密闭的循环空间。v 开启增压截止阀(PV),低温液体通过升压调节阀(PBr),然后经过自增压盘管(Pr)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,再有气体具有可压缩性,从
11、而使得气瓶的压力升高。v 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(PBr)自动关闭,气瓶压力不再升高,压力维持稳定。v2.2.3 出液管路出液管路出液管路由出液单向阀(DCv)、出液截止阀(Vu)、过流阀(Ef)组成。图图4. 4. 出液示意图出液示意图在没有使用的情况下,出液截止阀(Vu)应当处于关闭状态。汽车进行燃气供给时,开启出液截止阀(Vu),液化天然气通过出液单向阀(DCV)然后流经出液截止阀(Vu)和过流阀(Ef)进入供气系统。当过流阀(Ef)的进口的压力与出口的压力差值大于设计的值时,过流阀(Ef)会迅速关闭停止对外供液。关闭出液截止阀(Vu),过流阀(E
12、f)很快又回到开启状态。v2.2.4 经济回路经济回路v经济回路由经济阀(Er)、出液截止阀(Vu)、过流阀(Ef)组成。图图5. 5. 经济回路示意图经济回路示意图 当瓶内压力高于经济阀(Er)设定的压力时,如果又在供气过程中,经济阀(Er)开启,气瓶顶部气相空间的饱和蒸汽通过经济阀(Er)进入供气管路,此时出液单向阀(DCV)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(Er)的设定压力,此时,经济阀(Er)关闭,又回到液体供应状态。不供气时,经济阀(不供气时,经济阀(Er)不能起到降低瓶内压力的作用)不能起到降低瓶内压力的作用v2.2.6 安
13、全系统安全系统 安全系统主要由主安全阀(Svp)、副安全阀(Svs)、气瓶压力表(P1)、液位计(LG)、手动放空口(Vv)组成。图图7. 安全系统示意图安全系统示意图v3、阀门结构及维修、阀门结构及维修3.1低温截止阀低温截止阀v图图8. 8. 流向图流向图 零部件名称: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: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:易损部件: 图9中标示A: 密封垫、
14、 阀瓣。v3.2出液单向阀v图图11. 11. 剖面图剖面图 12. 12. 开启状态图开启状态图v零部件名称:零部件名称:v阀体压盖弹簧钢球v易损部件:易损部件:v本阀门属于整体更换。v3.3 低温进液口图图14. 14. 开启状态开启状态v零部件名称:零部件名称:v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v泄漏处理:泄漏处理:v如果易损件(图13中标示A)或者易损面(图13中标示B)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。v 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。v 如
15、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。v 序号损坏情况:v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。v发生堵塞情况:v 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。v 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。v 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
16、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。v 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。v易损部件:易损部件:v图13中标示A:密封圈A、 密封圈Bv3.4进液单向阀v零部件名称:零部件名称:v 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v泄漏的处理:泄漏的处理:v 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。v如果序号的锥面或序号的球面有贯穿性裂纹或
17、划痕,这两者之间的连接处会出现泄漏。v 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。v 序号损坏情况:v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。v发生堵塞情况:v 细砂子等固体堵塞且没有划伤密封面,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。v 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。v 发生划伤情况:v按照
18、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。v 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。v易损部件:易损部件:v图中15标示A: 垫片一、 垫片二。v3.5 安全阀v零部件名称:零部件名称:v调节螺母弹簧阀瓣密封垫片阀体v泄漏的处理:泄漏的处理:v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。v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。
19、v易损部件:易损部件:v本阀门属于整体更换。v3.6 过流阀v零部件名称:零部件名称:v 卡套压紧螺母 卡套一 卡套二 阀体 钢球 挡销 阀体v泄漏的处理:泄漏的处理:v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。v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。v易损部件:易损部件:v图17中标示A: 卡套一、 卡套二v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。
20、v3.7 升压调节阀v零部件名称:零部件名称:v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v泄漏的处理:泄漏的处理:v 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v压力会变化)。v 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。v 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v取出的部件,更换膜片(共3张),按照逆序装配回原状(注
21、意维修过程中不要调整序号,否则v设定压力会变化)。v 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v管道造成堵塞),然后拧紧该部件v易损部件:易损部件:v图23中标示A:弹簧下垫块组件(其中的膜片)、垫片A、垫圈v3.8经济阀v零部件名称:零部件名称:v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v泄漏的处理:泄漏的处理:v 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v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v压力会变化)。v v如果序号上的小孔有漏气现象,说明序号
22、上的膜片已经破损,拧下序号,然后取出能够v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)。v 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)v易损部件:易损部件:v图24中标示A:弹簧下垫块组件(其中的膜片)、垫片v4、汽化器简介v汽化器是一种水浴蛇管式换热器。利用发动机冷却水作为加热介质对液化天然气进行加热。液化天然气和冷却水的流动方向是并流。v 内部是盘管作为换热器的管程,低温的液化天然气经过后被汽化成适合的温度供给发动机。v 外部是一根套管作为换热器的壳程,与汽车发动机的冷却水系统相连形成闭合的回路
23、。外壳保证其间流动的冷却水不会外泄。缓冲罐汽化器二、车用瓶及其供气系统安装推荐做法v1、气瓶的安装v1.1总体要求v1.1.1严禁采用在气瓶本体上焊接、挖补等降低气瓶本身强度和刚度的安装方式,严禁利用气瓶原有的保护圈或者保护罩作为安装的支撑点。v1.1.2气瓶的安装支架及固定的紧固件应当在六个方向上能够承受气瓶及其内部液体重量之和的8倍冲击力。v1.1.3 气瓶与安装支架之间应当有防止滑动、降低冲击、避免划伤瓶体的橡胶垫,橡胶垫的厚度不能低于2mm,宽带不能小于固定带的宽带。v1.1.4气瓶的安装支架应当应当具有防止气瓶出现震动、松动、滑移或旋转的功能。 v1.1.5气瓶应当应当选择合适的安装
24、位置或合适的方式,确保能够将瓶体及其附件受到的破坏概率降到最低。对于阀门、仪表系统无防护罩的气瓶(采用保护环形式的),如果安装在外部开放空间,应当应当采取适当的措施对阀门、仪表部分进行保护。在满足1.1.7条要求情况下,如果利用汽车保险杠或本身结构作为保护,是可以接受的方式。 v建议:建议:v对于安装使用在卡车上的气瓶,不主张使用保护环形式的气瓶,建议使用有保护罩形式的气瓶。v1.1.6气瓶安装方式为气瓶纵向轴与车辆的纵向轴平行时,气瓶的阀门、仪表端应当应当朝向车辆后部。v1.1.7气瓶安装后任何部分不得不得超出车辆外部轮廓边缘,向前不得不得超过车的前桥,向后不得不得 超过车的后桥,否则气瓶可
25、能被卡住或刮伤。 v1.1.8气瓶的安装位置与发动机或者排气管的距离应当应当不小于200mm,当距离小于200mm时应当应当有可靠的隔热装置,避免气瓶直接受热 v1.1.9气瓶严禁严禁在无防护情况下安装在车辆驾驶室和乘客区域。如果满足以下要求,是可以接受的: va)气瓶安装在车的内部时,气瓶中逸出的天然气不能对与驾驶室或乘客室直接相通的区域、与点火源直接相通的区域带来影响;vb)将气瓶放置在一个安装在车辆上的密闭空间内。该密闭空间与驾驶室和乘客以及点火源区域是隔离的,且该空间对于本条a)款叙述的空间不漏气,还应当应当与车辆外部是通风的;vc)将气瓶阀门、仪表部分放置在一个安装在车辆上的密闭空间
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