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科普 液化天燃气及气瓶的工作原理

国际燃气网  来源:中能网  日期:2018-12-25
    1.什么是液化天然气
 
    液化天然气即为液态的天然气 (Liquefied Natural Gas),简称“LNG”。是天然气经过低温冷凝等一系列处理,使天然气在超低温(-162°C)常压状态下液化,成为液化天然气。(天然气在常温下不能通过加压液化,必须将温度降到约-80℃以下才能在一定压力下液化。)
 
    2.液化天然气的物理参数
 
    (1)液化天然气基本是无色、无味的液体;对金属没有腐蚀性;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。
 
    (2)平均分子量:17.3
 
    (3)主要成分:甲烷(CH4)~93.6%,乙烷(C2H6)~4.12%
 
    (4)液化温度(沸点):-162 ℃(常压)
 
    (5)液相密度:~426kg/m3或~0.426kg/L(常压)
 
    (6)气相密度:0.772 kg/Nm3(标准状态,15.5 ℃、常压)
 
    (7)气态/液态体积比:~620:1(15.5 ℃)
 
    (8)燃点:538 ℃
 
    (9)爆炸极限:5%-15%
 
    3.液化天然气其他物理特性
 
    (1)极低温度。在大气压力下沸点约-162℃;
 
    (2)仅少量液体就能转换成大量气体。1体积液化天然气大致能转换成600~625体积气体;
 
    (3)天然气可燃。一般环境条件下,5~15%(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﹤5%,或者﹥15%都不会燃烧,当然也就不会爆炸。
 
    4.常用燃料物参数与甲烷的比较

    5 天然气汽车的安全性
 
    (1)天然气燃点和爆炸极限比汽油高,所以相同温度下不易发生失火和爆炸事故;
 
    (2)天然气密度远远小于空气,发生泄露易扩散,不易积聚着火;
 
    (3)天然气气瓶生产经过特批和各种安全测试;
 
    (4)气瓶温度或压力超过标准会自动卸压,以确保安全。
 
    气瓶的工作原理
 
    五大工作系统:加液系统、出液系统、增压系统、经济(自增压)系统、安全系统。
 
    1 加液系统
 
    为了使气瓶能够和油箱一样,及时补给燃料(LNG),在气瓶上面安装一整套加液系统,简介如下:
注:加液时,必须对加注口、回气口进行清理,用干净干燥的抹布擦拭加注口和回气口上的灰尘,并用干燥的氮气或天然气进行吹扫。充装完后,必须盖好保护盖。
 
    2 出液系统
 
    实现了加液,为了持续给发动机供给燃料,LNG气瓶上还有整套出液系统,出液系统主要是由出液截止阀(出液阀)、过流阀、管路(软管)、水浴汽化器、集气器等主要部件组成。
 
    注:缓慢打开出液阀,防止过流阀关闭,导致不出液。使用压力在0.8~1.2MPa之间最佳。
 
    3 增压系统
 
    气瓶最佳使用压力在0.8~1.2MPa之间,为了保证气瓶压力不小0.8MPa,气瓶设计一套自增压系统,气瓶自增压系统主要由增压截止阀(增压阀)、增压调节阀、增压管路、增压空气汽化盘管(空温汽化器)等组成。
 
    其工作原理是:当打开增压阀,气瓶内液体靠重力作用流出气瓶,经过空温盘管吸热汽化为气体,再经过管路(阀门)进入气瓶内,1L液态可转化为约气态,从而完成自增压功能。
 
    4 经济(自增压)系统
 
    当气瓶压力高于1.2MPa时,可能造成燃料浪费、性能降低等问题发生,所以在气瓶上有一套经济(自降压)系统,经济系统主要由经济调节阀、经济铜管(接头)出液阀等部件组成,当气瓶压力高于经济调节阀设定压力时,经济调节阀自动开启,此时,气瓶内上部空间内气体通过经济调节阀进入出液管路内,使气瓶压力及时下降。
 
   5 安全系统
 
     气瓶在工业上属于压力容器,当压力容器压力高于设计压力时,压力容器会出现爆炸、破裂等失效可能。所以在LNG气瓶上安装:一级安全阀、二级安全阀、气瓶增压管路安全阀、气瓶压力表等附件来控制气瓶压力过高引起气瓶失效可能。
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