混合动力之 LNG气瓶介绍

1、 LNG特性及气瓶结构及其工作原理；

大气压下甲烷饱和液体的性质

2、车用LNG气瓶技术参数

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),瓶上设有一、二级安全阀、进出液口、限流阀、气相口、电容式液位计、压力表和瓶内压力自动调压装置及自增压(稳压)系统。

车用瓶结构图

3、LNG供气管路系统构造及其工作原理、配套技术要求

车用LNG供气系统包括专用车载低温绝热瓶、充装接口、安全限流装置、LNG汽化器、稳压器、压力显示等装置组成,其流程见下图:

供气必要条件：LNG储存瓶内压力始终高于发动机要求的进气压力0.1～0.2Mpa以上，供气管路上的调压阀出口压力设定比发动机要求的进气压力高0.05～0.1Mpa，与发动机接口处的压力在车辆运行时的压力波动值小于±10psi,同时应满足发动机最大流量要求。

为维持供气系统高于发动机进气压力，我们采用了两种技术方案：

1、如气站的LNG饱和压低于发动机要求的供气压力，则加气站对储存的LNG进行加温，使其饱和蒸汽压达到发动机要求的压力（LNG温度不同，对应的饱和蒸汽压不同），充装到车用瓶内不调温；如气站的LNG饱和压高于或等于发动机要求的供气压力，则加气站不对储存的LNG进行加温。

2. 如气站的LNG饱和压低于发动机要求的供气压力，加气站不对储存的LNG进行调温；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0.1～0.2Mpa,并自动稳压，LNG瓶正常工作温度为-162℃以上；当LNG的饱和压力大发动机要求的进气压力时，可关闭自增压系统，

该技术的优点是：

据有自增压和稳压功能，因此只要LNG的饱和蒸汽压小于车用瓶工作压力即可使用，并可始终维持瓶内压力在设定值，不受液体温度变化影响，只受压力变化影响。因此瓶内压力基本恒定，确保NG发动机对供气压力的要求。

由于该装置不受液体温度变化影响，因此在任何LNG加气站均可加液，同时能适应目前各种发动机对供气压力要求，适用性强。

有利于气站LNG储存，减少了气站被动排放。

4、LNG自增压及压力控制技术交流

车用瓶带自增压流程图

瓶自增压：依据发动机要求压力，设定好自增压调压阀和经济阀（两阀设定值相同）；当液体饱和压力小于要求压力时，开启DN10截止阀，开始瓶增压；当瓶内压力达到或高于设定值时，自增压调压阀自动关闭，停止增压。

瓶稳压：当瓶内压力高于经济阀设定值时，该阀开启，气体经经济阀出口—出液口优先送入发动机（气体不能从平衡阀回至瓶内），瓶内压力下降；而当瓶内低于经济阀设定值时，该阀关闭，自增压调压阀开启，瓶增压；由此瓶内压力基本稳定。

5、汽化器、缓冲罐、稳压器、经济阀工作原理

汽化器：

最大工作压力（液化天然气）：2.2MPa(320psig)最大冷却水压力：0.4MPa (60psig)；

最大汽化量:依据发动机用气量确定 ；

材料：不锈钢；

冷却液：温度入口不低于90°C，出口70～78°C，压差30～40Kpa,Clˉ含量不大于25PPm；

缓冲罐：

该罐有两个作用：寒冷环境下启动发动机；

对供气压力稳定有一定。

稳压器：工作温度为-196℃- +120℃,调压范围0.3-1.2MPa,公称通径依据发动机流量用气要求选定,出口压力可依据发动机要求设定，该阀由出口压力控制，出口压力高于设定值关闭，出口压力低于设定值开启。

经济阀的工作原理在自增压技术里已阐述。

6、气瓶的保温性能评价与抽真空措施；

气瓶的保温性能评价：

气瓶的保温性能在工厂里主要是测试蒸发率；在车上主要看瓶的静态增压情况，如每天增压1.5㎏/cm2以上，则该瓶保温性能差；另外如瓶的顶部与底部温差超过5℃或瓶外壳冒汗，也能确定该瓶保温性能差；

抽真空措施：瓶的真空比较高，充液后的真空度达到4×10-4pa.m3/s,因此抽真空是非常细致工作，必须有严谨的工艺手段和好的抽空设备，如在真空表面的水、油、酸碱、微漏点未处理好，真空将无法抽好。

7、富瑞车用LNG系统应用配套案例介绍；

8、LNG加气站充装原理及国内加气站现状

LNG撬装汽车加气站是将LNG储存罐内压力为0~0.8MPa、温度为-162℃～-110℃的LNG经管路、控制阀门、低温泵、售气机、专用加气枪、回气接口等注入到汽车LNG储存瓶中的专用装置。其主要设备包括：管路阀门系统、变频潜液泵、加气机控制系统、站控系统等,并将管路阀门系统、变频潜液泵、加气机控制系统安装在一个撬体内，站控系统和氮气系统安装在另一个撬体内。

LNG撬装汽车加气站设计参数为:

A.设计压力（管路）2.5MPa,工作压力1.6 MPa

B.设计温度-196℃~+60℃

C.噪声≤55dB

D.无故障工作时间≥5000h

E.加气系统计量误差≤±1.0%

F.真空管路的真空度要求≤1×10-5 托

G.最大流量：24m3/hr（液态）

H.电源：3相，380V，50H

J.功率：15 KW

LNG撬装汽车加气站工作流程有：

1．卸车流程：LNG槽车—密闭接头—LNG泵—LNG低温罐

从LNG液化厂用低温运输槽车将LNG运至汽车加气站，通过加气站卸车接口、真空管道、潜液泵、阀门等将LNG灌注到加气站的低温罐中。

2．汽车加液流程：LNG低温罐—LNG泵—售气机—LNG车载气瓶

给车辆加气时，先将加注管路通过专用的LNG加液枪与汽车上的LNG瓶进液接口相连接，控制贮罐内的压力将LNG输送到一种专业的低温潜液泵中，通过加气机来控制泵运转输送的流量，同时用流量计计量出输送的液体，在控制面板上反显示质量（或标方数）和价格。

3．调温调压流程（可选）：LNG低温罐（液相）—LNG泵—LNG加热器—LNG贮罐（液相）

卸车后。用LNG低压泵将贮罐中的部分LNG输送到加热器，升温后通过管路液相返回贮罐，直捣罐内压力达到设定的工作压力。

4．泄压流程：LNG低温罐—放散管路—EAG汽化器—阻火器（泄压）。

详见《撬装式LNG汽车加气站工艺流程图》