二、LNG供氣系統(tǒng)的工作原理及組成

    LNG是由天然氣經(jīng)脫水、脫硫、脫除雜質(zhì)等凈化處理后，再通過(guò)多級(jí)節(jié)流（或深冷）技術(shù)將甲烷的溫度降至－162℃，得到的一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒、易蒸發(fā)的液體。
    作為車(chē)用燃料，與汽油相比LNG具有辛烷值高、抗爆性好、燃燒完全、可降低運(yùn)輸成本等優(yōu)點(diǎn)。LNG除兼?zhèn)銫NG的相應(yīng)特點(diǎn)外，其更具安全、高效、環(huán)保、續(xù)行里程長(zhǎng)等多方面的優(yōu)勢(shì)，液化后的天然氣體積比氣態(tài)體積減少了625倍左右，具有儲(chǔ)存效率高的特點(diǎn)，LNG車(chē)載瓶又具有壓力小、質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)，LNG被公認(rèn)為是目前最安全、最環(huán)保的車(chē)用燃料。

    1．工作原理
    陜西重汽LNG重卡燃料供應(yīng)系統(tǒng)由單只氣瓶或多氣瓶組成，在多氣瓶供氣系統(tǒng)中瓶組的連接以及供氣、加氣管路的連接均采用并聯(lián)形式。車(chē)輛正常行駛時(shí)，LNG通過(guò)供氣管路、氣化裝置、穩(wěn)壓閥（防止氣化后燃料的壓力波動(dòng)）向發(fā)動(dòng)機(jī)提供恒定壓力的氣體燃料，保證發(fā)動(dòng)機(jī)工作正常。

    2．組成
    LNG車(chē)載燃料系統(tǒng)主要由車(chē)載LNG低溫絕熱氣瓶、連接管路、汽化裝置、調(diào)壓裝置、安全裝置及控制系統(tǒng)等組成。
    （1）LNG氣瓶
    LNG液體屬于低溫液體，承載低溫液體的容器屬于低溫絕熱壓力容器，其材料均采用304不銹鋼材料。管、閥件采用含鎳的不銹鋼或鎳和銅的合金材料，具體可參考《GB／T19204-2003液化天然氣的一般特性》。
    車(chē)載LNG氣瓶作為一種低溫絕熱壓力容器，設(shè)計(jì)為雙層（真空）結(jié)構(gòu)。內(nèi)膽用來(lái)儲(chǔ)存低溫液態(tài)的LNG，在其外壁纏有多層絕熱材料，具有超強(qiáng)的隔熱性能，保證內(nèi)膽中LNG始終處于低溫狀態(tài)。同時(shí)內(nèi)膽與外殼之間的空間被抽成高真空，以形成良好的絕熱系統(tǒng)。外殼和支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能夠承受運(yùn)輸車(chē)輛在行駛時(shí)所產(chǎn)生的相當(dāng)于氣瓶自身重力及壓力8倍的外力的沖擊。此外，內(nèi)膽設(shè)計(jì)有兩級(jí)壓力安全保護(hù)裝置，當(dāng)氣瓶壓力）1.75M Pa時(shí)，主安全閥自動(dòng)開(kāi)啟，放散壓力，副安全閥開(kāi)啟壓力的設(shè)定比主安全閥高（開(kāi)啟壓力）2.9MPa），因此只有在主安全閥失靈或發(fā)生故障時(shí)，副安全閥才起作用。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使氣瓶的使用更加安全可靠，其具體結(jié)構(gòu)形式如圖5所示。

    （2）充液系統(tǒng)
    組成：由低溫充液口、充液?jiǎn)蜗蜷y以及連接的管道組成。
    （3）燃料供給系統(tǒng)
    組成：由出液?jiǎn)蜗蜷y、出液截止閥、過(guò)流閥、汽化器、緩沖罐調(diào)壓閥、緩沖罐、緩沖罐壓力表、管路安全閥、電磁閥組成。
    工作原理：汽車(chē)進(jìn)行燃?xì)夤┙o時(shí)，開(kāi)啟手動(dòng)出液閥，液化天然氣通過(guò)出液?jiǎn)蜗蜷y后流經(jīng)手動(dòng)出液閥和過(guò)流閥進(jìn)入汽化器，被發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水加熱變成氣體，緩沖罐調(diào)壓閥將氣化后的燃?xì)鈮毫φ{(diào)定后，燃?xì)馔ㄟ^(guò)電磁閥去往發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)過(guò)流閥的進(jìn)口壓力與出口壓力差值大于設(shè)計(jì)值（即出口壓力＞進(jìn)口壓力的50%）時(shí)，過(guò)流閥會(huì)迅速關(guān)閉，停止對(duì)外供液，當(dāng)關(guān)閉手動(dòng)出液閥時(shí)，過(guò)流閥很快又回到開(kāi)啟狀態(tài)。
    （4）自增壓系統(tǒng)
    組成：由增壓截止閥、升壓調(diào)節(jié)閥、自增壓盤(pán)管組成。
    工作原理：當(dāng)氣瓶?jī)?nèi)壓力≤0.8MPa時(shí)，自增壓截止閥開(kāi)啟。低溫液體通過(guò)升壓調(diào)節(jié)閥到達(dá)自增壓盤(pán)管，吸熱變?yōu)闅怏w后進(jìn)入氣瓶頂部氣相空間。由于相同質(zhì)量的氣體體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于液體，并且氣體具有可壓縮性，從而使氣瓶的壓力升高。當(dāng)氣瓶壓力升至所需壓力（自增壓調(diào)節(jié)閥的設(shè)定壓力）時(shí)，自增壓調(diào)節(jié)閥自動(dòng)關(guān)閉，氣瓶壓力不再升高。需要注意的是，當(dāng)氣瓶?jī)?nèi)液位不足20L時(shí)，由于氣瓶?jī)?nèi)部空間過(guò)大，自增壓系統(tǒng)將處于飽和狀態(tài)并停止工作。
    （5）燃料經(jīng)濟(jì)回路系統(tǒng)
    組成：由經(jīng)濟(jì)閥、出液截止閥、過(guò)流閥組成。
    工作原理：當(dāng)氣瓶?jī)?nèi)壓力高于經(jīng)濟(jì)閥設(shè)定的壓力時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，經(jīng)濟(jì)閥開(kāi)啟，氣瓶頂部氣相空間的飽和蒸汽通過(guò)經(jīng)濟(jì)閥進(jìn)入供氣管路，此時(shí)出液?jiǎn)蜗蜷y處于關(guān)閉狀態(tài)。供氣管路中的物質(zhì)是汽液混合物，隨著氣體的不斷使用，瓶?jī)?nèi)壓力會(huì)逐漸降低至經(jīng)濟(jì)閥的工作壓力以下，經(jīng)濟(jì)閥關(guān)閉，此時(shí)供給系統(tǒng)又回到液體燃料供應(yīng)狀態(tài)。
    （6）安全保護(hù)系統(tǒng)
    組成：由主安全閥、副安全閥、氣瓶壓力表、液位計(jì)、手動(dòng)放空閥組成。

     （7）液位剩余量顯示系統(tǒng)
    液位剩余量顯示系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng)液位計(jì)，其工作原理見(jiàn)圖6。變送器上可以連接兩個(gè)壓力傳感器（選配）和一個(gè)液位傳感器，所有的模擬量都通過(guò)變送器進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和處理，最終數(shù)據(jù)送與液晶（數(shù)字）顯示器，顯示器顯示液位剩余量以及時(shí)告知駕駛員燃料的實(shí)時(shí)狀況。

    3.LNG氣瓶充裝量的計(jì)算方法
    L閃G氣瓶總充裝量：
    A（L）=Lx 0.9 x N
    其中：
    L為氣瓶標(biāo)定容積（L）; 0.9是LNG氣瓶充裝系數(shù)；N為氣瓶個(gè)數(shù)。
    氣瓶充裝容積轉(zhuǎn)換為質(zhì)量：G（kg）=A×p
    其中：
    ρ為液化天然氣密度（0.426kg/m3） 。
    例：:LNG車(chē)型單氣瓶標(biāo)定為450L,
    則加氣量A（L）=450 ×0.9=405（L）
G（kg）=405 ×0.426=172（kg）

    4.LNG供給系統(tǒng)案例分析
    （1）常見(jiàn)故障分析
    LNG供給系統(tǒng)常見(jiàn)故障及排除見(jiàn)表2。

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