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浅谈LNG启动机的机动车驾驭操作(一)

2021-4-15 14:37| 发布者: wdb| 查看: 114| 评论: 0|原作者: [db:作者]|来自: [db:来源]

摘要: 在道路运输公司的节能减排事业中,驾驭员是主体,驾驭员若能熟练掌握LNG机动车的技艺常识和驾驭操作技巧,将LNG车子与其运转要求密切匹配,提升其适应性,充分发挥LNG机动车的技艺优势,就能大幅度的下降能源消耗, ...

  一、前言

 

  近年来,随着我们国家交通的飞速进行,汽油供不应求、价值飞涨的矛盾愈发突出,惨重制约了道路运输的进行。惯例的依托原油资源的大批消耗和对环境的负担所暴露出的种种弊端也日渐显著,如何经过转变燃料消耗构造和提升道路交通燃料应用率,在提升公司经济效益的同一时间,提升节能减排水准,实现社会经济、资源与环境的协调进行,成为广泛公路运输公司在进行进程中所面对的重要课题。

 

  随着经济和技艺的进行,我们国家日渐重视应用LNG技艺和进行混合能源等领先进步技艺,将对改良华夏的燃料构造,有用解决燃料供给平安、生态环保的双重难题,实现经济和社会的可持续进行发挥要紧效用。随着近几年道路运输业的快速进行,以及LNG作为启动机能源的技艺日渐老练,LNG启动机的优点也日渐显示,市场上配置LNG启动机的各式机动车也越来越多,类别遍布公交、道路客运、工程机械、物流运输等道路运输的方方面面。可行预见,在未来的10~20年之内,LNG道路运输机动车将成为华夏天然气市场的主力军。

 

  在道路运输公司的节能减排事业中,驾驭员是主体,驾驭员若能熟练掌握LNG机动车的技艺常识和驾驭操作技巧,将LNG车子与其运转要求密切匹配,提升其适应性,充分发挥LNG机动车的技艺优势,就能大幅度的下降能源消耗,进一步提升节能减排的效能。

 

  二、LNG机动车的根基常识及根本构造

 

  1.LNG的根本常识

 

  LNG的概念:所谓LNG实质上是英文LiquefiedNaturalGas的缩写,简单称呼LNG,最重要的成份为甲烷(CH4),也可称为液化天然气,在准则状况下它是没有色、没有味、没有毒且没有腐蚀性的低温液体(-162°C到-125°C,沸点为-162.5℃,熔点为-182℃,着火点为650℃,爆炸浓度范畴:上限为15%,下限为5%)。也便是说,在常温常压下,天然气冷却至约-162℃时,由气态变成了液态,是天然气通过净化(脱水、脱烃、脱酸性气体)后,采纳节流、膨胀和外加冷源制冷的工艺使甲烷变成液体而造成的。

能源种类

天然气(CH4)

柴油(C16H34为代表)

石油(C8H18为代表)

常态下密度千克m-3

0.75~0.8(气态)

830

720~750

沸点℃

-161.5

170~350

30~190

理论空燃比(千克/千克)

17.2:1

14.3:1

14.8:1

爆炸极限(空间比)

5~15%

0.5~4.1%

1~7.6%

低热值 MJ(千克)-1

49.81

42.50

43.90

热值(kcal/ m3)

~9260

~10670

~11270

辛烷值(RON)

130

23~30

80~99

十六烷值

0

40~60

27

层流火焰流传速度V 厘米s-2

31.5

-

35.0~47.0

当然温度(常压下)T ℃

537

250

390~420

闪点 ℃

-43

-187

60

  表1:LNG与其它能源的相比

项 目

技艺目标

高位发热量,MJ/m3

>31.4 ≈ 7500大卡

总硫(以硫计),mg/m3

≤200

硫化氢,mg/m3

≤15

二氧化碳yco2,%

≤3.0

氧气yo2,%

≤0.5

 水露点,℃

在车子驾驭的特定地理地域内,在最高操作负担下,水露点不应超出-13℃;当最低气温低于-8℃,水露点应比最低气温低5℃

  表2:LNG的技艺目标

 

  注:本准则中气体空间的准则参比要求是101.325kPa,20℃

 

  LNG具备之下的物理特征:

 

  1)通常环境要求下,当空气中天然气的空间小于5%,或许大于15%都不会燃烧,自然也就不会爆炸,相对其它能源较平安;

 

  2)燃烧后对空气污染十分小,产品最重要的便是二氧化碳和水,况且放出热量大,是相比清洁的燃料(CH4+2O2--2H2O+CO2+38MJ/m3);

 

  3)LNG气体、液体都没有色、没有味、没有毒且没有腐蚀性,不溶解于水;

 

  4)常温常压环境下具备极低的温度,在-162℃左右;

 

  5)仅少量液体就可以转化为大批气体。1空间液化LNG大致能够转化成600~625空间LNG气体;

 

  2.LNG机动车各部件体系推荐

 

  LNG作为机动车能源运用,其体系有别于惯例的汽柴油体系,为便于了解,因而特地将其体系分为存储体系、供给体系和运用体系。

 

  存储体系便是气瓶,其最重要的效用是能源的存储;供给体系是管路,效用是提供能源给启动机运用;运用体系即燃气启动机,对外输出能源。

 

  图1:LNG机动车部件体系图

 

  (1)存储体系

 

  存储体系便是LNG机动车的气瓶,其效用差不多于汽柴油车的油箱,但也有差不多大的区分,此中相比要害的技艺就涉及到LNG的饱和度概念。

 

  LNG车用瓶便是应用LNG低温液体的饱和概念,在运用时将高饱和低温的LNG加上必定的负担,加入气瓶里面,经过气液的饱和度原理,使气瓶自助达向外供气,而且经过一系列的调节方法,达到启动机所须要求的供气负担,维持源源不停的气源供给,使启动机寻常运行。

 

  注:假如在一密闭的容器中未充满液体,则部分液体分子将映入上面部分体积,称为"蒸发"。随着体积内蒸气分子数目增添,它所发生的蒸气负担也提升,到必定的时刻,体积内的蒸气分子数目没再增添,此时,离开液体的分子数与从体积返回液体的分子数达到了动态平衡,也叫达到了"饱和状况"。这时蒸气所发生的负担叫"饱和负担"。对统一种物质,饱和负担的高低与温度相关。温度越高,分子具备的能量越大,越简单脱离液体而气化,相应的饱和负担也越高。必定的温度,对应必定的饱和负担,二者非是独立的。因而,在饱和状况下,饱和负担所对应的温度也叫"饱和温度"。

 

  表3:LNG饱和蒸汽压和启动机事业的关连

 

  依据上图对LNG饱和蒸汽负担曲线描画,咱们可行得出结论:要使LNG启动机寻常事业,加入LNG气瓶的液体须要将LNG的温度提高到-135℃以上。因而,在机动车加气前,加液站须要将待加入LNG气瓶的LNG液体升温至-135℃以上(LNG气液饱和度维持在5.0左右)。此时不论气瓶能否松动、摇动,气瓶内的负担将始终维持在此饱和负担之上(但假如因瓶内负担过低,启动机没有办法运用饱和的LNG液体,就能运用气瓶自带的自增压管路,实现气瓶自咱增压,以满足启动机寻常运用的负担要求)。是以,日前的LNG车用气瓶皆是运用这类饱和蒸汽技艺。

 

  不带有自增压体系的LNG气瓶构造(图2)。

 

  图2:LNG气瓶构造示意图

 

  自增压体系的事业原理如图3所示(蓝色箭头代表低温LNG液体,红色箭头显示加热过的的LNG气体:

 

  图3:LNG气瓶自增压体系事业原理示意图

 

  当气瓶负担过低(通常低于7bar)时,就须要运用自增压管路。自增压管路的运用方法是:起首开启截至阀1,通常概况下开至第一大后回转90°,接下来依据须要打开截至阀2,实现气瓶增压,在关闭自增压体系时注意先关闭截至阀2,再关闭截至阀1,顺序不行颠倒,不然平安阀将来会开启,作用用气平安。

 

  图4:LNG气瓶构造示意图

 

  日前LNG机动车上运用的气瓶大体构造根本相同(见图4),都配有自增压管路。源于市场所占量较大的是常州产查特深冷气瓶(图5),因而之下推荐都为查特气瓶。

 

  图5:常州查特LNG气瓶外部构造示意图

 

  在LNG气瓶体系中须要驾驭员操作调节的阀门通常有两个,一种是刚才所述的自增压体系,另一种便是气瓶经济负担调度,也便是经济调压阀,简单称呼经济阀(图5、6)。

 

  图6:常州查特LNG气瓶经济调压阀

 

  当启动机事业时,假如瓶内的负担超出经济调压阀设定的负担时,该调压阀会自行开启经济回路,干脆向启动机提供气瓶内的高压气体,将瓶内气体负担迅速下降到经济调压阀设定的负担下。如图红色箭头所示供气方向(图7)。

 

  图7:常州查特LNG气瓶经济调压阀事业示意图

 

  源于气瓶的供气负担干脆作用启动机的经济性和能源性,也便是说和节气操作密切相干,因而,在气瓶运用进程中,驾驭员须要依据不同季节、环境以及本身不同驾驭习惯、机动车配置对气瓶的经济调压阀发展调度,达到节约燃气的目的。在调度经济调压阀时,要注意调度的方向和尺寸。顺时针向上旋紧调度螺母,是升高气瓶的负担,同一时间也是增添启动机供气端的供气负担,可行提升燃气供给量,从而提升启动机的能源,自然也会增添燃气的消耗量;反之便是下降气瓶负担,下降启动机的供气量,下降启动机的能源输出。调度时要注意只能做微小幅度的调度,调度后要待启动机运转一段时间后,再观看气瓶负担表数值的浮动,而且依据启动机的能源性、驾驭员的适应性等方面的须要再行调度。

 

  源于LNG气瓶不同于汽油箱,因而在运用进程中须要注意之下几点:

 

  1)停驶状况的机动车,其气瓶全部阀门应均处于关闭状况,严厉禁止打开全部阀门泄放里面负担。

 

  2)不得打开气瓶的抽真空接头(同一时间是外容器防爆口),不然气瓶的真空将丧失,气瓶将失去保温效用。

 

  3)平安阀铅封不得随便破除,平安阀超越法则划定的检测期限的,须要技艺监督部门发展检测。

 

  4)全部部件的防水胶带以及防尘装置不得随便打开,不然可能会由于空气的映入在运用进程中发生堵塞;源于粉尘颗粒的映入,在运用进程中引起阀门泄漏、启动机受损。

 

  5)全部部件理当远离腐蚀环境,存放地点尽量幸免在露天让太阳暴晒。

 

  假如不依照上述划定操作,可能引起冰堵阀门或管路、形成气瓶真空丧失、损坏等故障。



下接【浅谈LNG启动机的机动车驾驭操作(二)】

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