LNG天然氣客車安全操作基礎手冊

LNG天然氣客車安全操作手冊

前

言

液化天然氣比天然氣愈加純凈，能量密度大，便于攜帶和運輸，應用領域十分廣泛，已突破了原有天然氣適用范圍，是世界上公認一個新型綠色能源。伴隨天然氣客車普及，LNG客車憑借經濟、安全、環(huán)境保護、續(xù)航能力強優(yōu)點，逐步被更多專業(yè)客運企業(yè)推廣應用，LNG客車含有良好發(fā)展前景。為便于操作人員了解和掌握LNG天然氣客車安全操作方面知識，企業(yè)技術服務中心編寫了“LNG天然氣客車安全操作手冊”，意在標準化操作方面能起到一定幫助作用，達成安全平穩(wěn)、節(jié)能增效之目標。

一、

LNG基礎知識

1、LNG組成及特點

所謂LNG實際上是英文

Liquefied

Natural

Gas縮寫，簡稱LNG（也可稱為液化天然氣），關鍵成份為甲烷（CH4），同時含有少許丙烷（C3H8）和丁烷（C4H10）等烴類氣體，氮、二氧化碳、硫化氫及微量氫、氦、氬等非烴類氣體。在標準狀態(tài)下它是無色、無味、無毒且無腐蝕性低溫液體（-162°C到-125°C，沸點為-162.5℃，熔點為-182℃，著火點為650℃，爆炸濃度范圍：5%-15%）。也就是說，在常溫常壓下，天然氣冷卻至約-162℃時，由氣態(tài)變成了液態(tài)。

2、LNG性質及優(yōu)點

因為天然氣關鍵成份為甲烷，且各地組成不一樣，其密度通常在426～470kg/m3之間，氣態(tài)密度為0.688kg/Nm3，假如甲烷含量越高則密度越小。液化天然氣密度還是溫度函數，溫度越高密度越小。所以敘述性質時候關鍵以甲烷為主。體積約為同量氣態(tài)天然氣體積1/625。

LNG作為優(yōu)質車用燃料，比汽柴油綜合排放量降低約85%左右，其中CO排放降低97%、CO2降低90%、微粒排放降低40%、噪聲降低40%，而且無鉛、苯等致癌物質，是一個潔凈能源；LNG占用空間少、自重輕，便于儲存和運輸，LNG盛裝量是CNG2.5倍；LNG安全可靠，它比空氣輕，即使稍有泄漏，也將快速揮發(fā)擴散，它燃點高達623℃，比汽油高230℃，比柴油更高，所以不輕易著火和爆炸。

3、車用LNG系統組成、步驟及技術性能

液態(tài)LNG經過熱交換器氣化，經調壓閥調整壓力，進入發(fā)動機燃燒，為發(fā)動機提供動力。

（1）

系統組成和步驟

車用LNG供氣系統包含專用車載低溫絕熱瓶、充裝接口、安全限流裝臵、LNG汽化器、穩(wěn)壓器、壓力顯示等裝臵組成。氣瓶關鍵部件包含：壓力表、過流閥、出液閥、調液閥、進液止回閥、經濟閥、氣相閥、主安全閥、副安全閥；汽化關鍵部件包含：壓力表、發(fā)動機調壓閥、穩(wěn)壓閥、NG出口、回氣口、LNG進口、加液口、出水口。

供氣必備條件：LNG儲存瓶內壓力一直高于發(fā)動機要求進氣壓力0.2Mpa以上，供氣管路上調壓閥出口壓力設定比發(fā)動機要求進氣壓力高0.05～0.1Mpa。

為維持瓶內高于發(fā)動機進氣壓力，通常采取了兩種技術方案：

a、氣瓶不帶自增壓，加氣站對儲存LNG（-140～-162℃）進行加溫，使其飽和蒸汽壓達成發(fā)動機要求壓力（LNG溫度不一樣，對應飽和蒸汽壓不一樣），充裝到車用瓶內不調壓；LNG瓶正常工作溫度為-130℃左右；

b、氣瓶帶自增壓，加氣站不對儲存LNG進行調溫，LNG飽和蒸汽壓壓力盡可能低，這么有利于LNG儲存、降低氣站排空損失；LNG充裝到車用瓶內后進行自增壓直至高于發(fā)動機進氣壓力0.2Mpa,并自動穩(wěn)壓，LNG瓶正常工作溫度為-162℃以上；當LNG溫度高于-130℃時，可關閉自增壓系統

。

兩種方案供氣方法相同：

供氣過程以下：LNG經瓶上限流閥送至水浴式汽化器汽化成氣態(tài)并升溫后，再經調壓器降壓至設定值進發(fā)動機。

供氣溫度控制：通常發(fā)動機要求進氣溫度范圍為-20℃～40℃，如進氣溫度過高或過低可調整汽化器熱水進水量。（2）系統技術性能

①供氣流量:依據發(fā)動機給定參數設定管件內徑；

②供氣壓力:可在0.25～1.2

MPa內設定，工作時設定值波動±10PSI；

③供氣溫度:可在10℃～-40℃內設定;

④系統有優(yōu)先使用氣相功效,即當LNG瓶內壓力高于經濟閥設定值時優(yōu)先使用氣相，保持瓶內壓力基礎恒定;

⑤系統有自增壓功效,即液體飽和壓力不足時,可開啟自帶增壓系統給瓶內增壓；

⑥系統充液時可悶充,無須接氣相,不放空;

⑦充液速度可達40㎏/分鐘;

⑧系統使用液體溫度為-162℃～－110℃；

二、LNG車輛日常維護操作注意點

1

、出車前檢驗

LNG車輛日常維護除一般車輛日常維護項目外，還應做好四方面檢驗：

(1)泄漏報警檢驗：上車首先檢驗燃氣泄漏報警器，如遇有故障燈亮應立即查找原因和報修，不得私自操作；

(2)連接部位檢驗：連接檢驗檢視氣瓶、支架等連接部件緊固情況；檢驗轉換開關、儀表、閥門、管道連接、固定情況。如發(fā)覺氣瓶副安全閥防塵帽脫落，應即時報修；

(3)氣量檢驗：接通電源，打開點火開關（不起動發(fā)動機），檢驗氣量顯示器指示氣量，確保不影響正常運行；

(4)漏電檢驗：檢驗點火系統和發(fā)電機是否有漏電、跳火現象，如有應立即修理；保持LNG發(fā)動機清潔，尤其是電氣設備不得有油污。

2、發(fā)動機起動及行車途中檢驗

在起動發(fā)動機前，拉好手制動，將變速箱換至空檔，在空檔狀態(tài)下，將鑰匙轉到“ON”位臵，接通電源后檢驗各儀表指示是否正常后等候幾秒后方可開啟；起動時間不能超出10秒，連續(xù)起動要間隔半分鐘；假如連續(xù)開啟3次不能正常開啟，則應仔細檢驗燃氣系統和電路系統有沒有故障；每次起動后，嚴禁大油門運轉冷態(tài)發(fā)動機，冷起動后應逐步提升發(fā)動機轉速。起動時嚴禁猛踩油門。應怠速運行發(fā)動機1～3分鐘才能逐步提速起步；發(fā)動機怠速時間嚴禁超出10分鐘。

行車中應勤觀察各儀表（開關）工作情況，注意聽察包含氣路異響，選擇良好路面行駛，預防對氣路系統形成撞擊，當感覺到有異常情況時，應立即停車，檢驗確定安全后繼續(xù)運行。不然應立即報修，等候處理。

3、收車后檢驗

收車后應檢驗氣瓶、支架、管路、儀表、閥門等固定情況；檢驗氣路有沒有漏氣現象；檢驗減壓閥熱水循環(huán)水路工作情況；清潔各儀表、閥外表面，關閉全部閥門；檢驗氣瓶廂封閉情況和加氣孔蓋鎖止情況，如有異常應立即報修處理；定時檢驗、清潔發(fā)動機空濾；定時清潔供氣系統中天然氣過濾器；定時清潔減壓器加熱水循環(huán)系統。

在加氣時要注意不能加太滿，要留有余量，以免影響LNG氣化，造成壓力過低，使發(fā)動機動力不足。

4、駕駛操作要領

LNG車同柴油車在駕駛操作上大致相同，但因為LNG發(fā)動機本身特征，我們在實際駕駛時需注意以下幾點：

（1）起步

起步時應嚴格遵守一檔起步標準，嚴禁二檔起步。（2）換擋

在行駛中可依據行駛道路情況和車輛載重選擇適宜檔位，盡可能以經濟車速行駛。正確駕駛、平穩(wěn)地接合離合器，立即換檔，避免忽然加速和緊急制動，降低車身和動力系統負荷。因為燃氣車輛低轉速時輸出功率不高，使用是電子點火系統，所以應改變以前柴油車駕駛習慣，在加檔前可合適提速，但仍應盡可能保持發(fā)動機轉速在1200-1500轉/分時換檔。

三、

LNG供氣系統操作維護

1、安全防護

在有NG或LNG現場內工作時，需含有以下安全常識：（1）使LNG設備遠離火焰或電火花；

（2）在LNG設備維修、充裝、存放區(qū)域不許可煙火進入；（3）在進行LNG操作時需戴護目鏡、臉罩、絕熱手套；（4）進入盛裝LNG氣瓶現場人員應穿能防火和防靜電工作服及工作鞋；

（5）操作人員應培訓上崗，熟悉LNG理化性能，掌握操作技能；

（6）保持設備所在位臵通風良好;

（7）在維修或保養(yǎng)設備時確保系統已泄壓,并關閉氣瓶全部閥門，嚴禁使用能產生火花鐵器等工具進行敲擊作業(yè);

（8）在剛進行液化天然氣作業(yè)以后，因為衣服中很可能浸有NG故請注意不要立即吸煙或靠近有火地方；

（9）在有LNG區(qū)域內，不能使用任何未經許可電氣及通訊設備，比如手機和無線電廣播發(fā)射機及數碼相機；

（10）每七天最少應檢驗一次LNG氣瓶安裝連接螺絲及支撐可靠性，如有問題應立即更換或維修。

2、充裝操作

（1）充裝前應檢驗接頭，確定無泄漏后再充裝。（2）常規(guī)充裝(冷瓶)

①充液前，首先將瓶內壓力控制在一定范圍內（低于加氣機充裝壓力），將加氣槍和充液接頭連接，然后開啟加氣機充液開關，液化天然氣將經過連接軟管等進入氣瓶內膽。經過內膽頂部進液管對瓶內（BOG）進行再液化降低瓶內壓力，使充液快速完成。充裝閥是一個單向閥，充液時在液體壓力作用下自動打開，無需手動開關。當充液達成額定量時，充液自動停止，單向閥自動關閉。其作用機理是當噴孔背壓快速升高并和充液壓力平衡，壓力達成加氣機設定停止壓力（約1.55MPa），此時加氣機停止充液；

②一只完全充滿液體瓶其壓力上升十分快速，可能造成安全閥快速開啟,應避免這種情況發(fā)生；

③充液完成后,卸下充裝軟管,充液人員應確定車上充裝口無泄漏后方許可車輛離開。

（2）

熱瓶充裝

通常將首次充裝液化天然氣前和停止行駛兩周以上車用液化天然氣氣瓶稱為“熱瓶”。熱瓶充裝應該根據以下程序進行：

①首先向瓶內充入大約20LLNG，靜臵，在瓶內LNG氣化升壓過程中，瓶內膽也得到冷卻；

②當瓶內壓力達成正常工作壓力后，進行系統檢漏；

③經過放空降低壓力后即可按常規(guī)充裝程序進行操作。

3、維修保養(yǎng)

當氣瓶需要保養(yǎng)和修理時，應采取安全方法，充入惰性氣體直到在惰性氣體中NG

含量低于這種易燃氣體含量爆炸極限50%。

（1）

檢漏

①能夠用便攜式甲烷探測器對瓶系統天然氣泄漏點進行檢驗（應遵照探測器制造商說明書正確使用）。為確保瓶正常運行，應（天天）定時進行系統各連接處檢漏，假如發(fā)覺漏點應立即進行維修；

②在部分特殊條件下用探測器難以正確判定泄漏點時，能夠借助肥皂液隨時檢驗確定漏點（駕駛員可用礦泉水瓶自制肥皂液并隨車攜帶）；

（2）泄漏處理

①任何泄漏，一經發(fā)覺必需維修（首先應關閉上游閥門）；

②假如是管螺紋泄漏應拆開連接、清潔連接面、使用要求密封膠或四氟帶再組裝；

③假如是管件泄漏應對其解體并嚴格檢驗，假如螺母和卡套外觀沒有損傷則可繼續(xù)使用，重新安裝管線并擰緊螺母，最終進行壓力檢漏；

④假如在安全閥根部或密封面發(fā)覺漏點，必需在開始維修之前將瓶內壓力放空至零,

拆開連接、清潔連接面、使用要求密封膠或四氟帶再組裝或更換新閥；

⑤假如閥門填料發(fā)覺漏點，必需在開始維修之前將瓶內壓力放空至零，松開壓帽合適壓緊填料或更換填料。

（3）安全閥更換

①車用LNG瓶內膽作為一個壓力容器，其最大工作壓力是依據相關規(guī)范進行設計和核定，并經試驗檢測。在每個瓶銘牌上全部打有最高工作壓力數據。

②安全閥更換應按以下程序進行：

A、打開放空閥，將瓶內壓力泄盡；

B、拆下安全閥；

謹慎：不得維修或重新調整安全閥。

C、安裝新安全閥。

D、對瓶增壓至工作壓力、檢漏。

E、

安全閥通常十二個月檢修一次。

（4）手動截止閥檢修

用于車用LNG瓶手動截止閥在低溫狀態(tài)下收縮和機械磨損。假如確定某個閥有問題，應根據以下程序進行檢修：

①打開放空閥，將瓶內壓力泄盡；

②假如維修放空閥，在解體前應將其加熱；

③假如維修液體供給閥，應將瓶中LNG和壓力全部放空；

④拆下手柄固定螺釘、墊片、護帽；

⑤擰開閥帽，取出閥桿和閥桿密封；

⑥取出閥芯和襯套組件；

⑦清洗閥座；

⑧更換受損零件并按和解體相反步驟裝回。（5）節(jié)省閥更換和維修

當瓶內壓力高于節(jié)省閥設定壓力時，瓶內氣相經過節(jié)省閥供往發(fā)動機，從而降低氣瓶內壓力。此閥已依據發(fā)動機工作要求調整好了，通常不需重調。

經過觀察閥體結霜情況能夠驗證節(jié)省閥工作是否正常。在汽車運行時，假如氣瓶壓力超出了設定工作壓力，節(jié)省閥就會打開，瓶內壓力下降同時，節(jié)省閥閥體會結霜。一旦氣瓶內壓力降到了設定工作壓力，節(jié)省閥就會關閉，同時節(jié)省閥閥體上霜也會逐步融化。

節(jié)省閥在正常情況下能恒定氣瓶供氣壓力，如發(fā)覺節(jié)省閥工作異常時就必需更換或維修。

假如要更換節(jié)省閥必需停止使用氣瓶，而且在拆下舊閥之前將瓶內液態(tài)放到二分之一以下，壓力全部放空。

（6）

穩(wěn)壓閥更換或維修

穩(wěn)壓閥是供氣系統穩(wěn)定供給發(fā)動機用氣壓力關鍵元件，在工作時，穩(wěn)壓閥進口壓力為瓶內壓力(≥0.8MPa)，穩(wěn)壓閥出口壓

力設定高于發(fā)動機要求進氣壓力（通常為0.65MPa）但低于瓶內設定壓力；發(fā)動機工作時，穩(wěn)壓閥出口壓力高于設定值（和瓶內壓力相同）或出口壓力過低，則此閥已損壞，應立即修理或更換；瓶內壓力低于穩(wěn)壓閥出口設定壓力時，穩(wěn)壓閥進出口壓力和瓶內壓力相同為正常。

4、其它注意事項

1、在開啟或關閉氣閥時，應該動作緩慢，在緩慢全開后再回半圈即180°，目標是預防密封圈負荷過大造成損壞。閥門或接頭被凍住時，應用氮氣吹除或用溫水解凍后，方可操作，嚴禁用錘或其它物件敲擊冰塊。如強擰會造成閥門損壞，從而造成人身傷害；

2、如有天然氣泄漏，處理時需做好本身防護工作，各類接頭盡可能以緊固為主，避免拆卸管路接頭，以防低溫腐蝕；

3、不得用手直接接觸低溫管道，如需接觸需戴好防護手套；

4、在充裝、維修時需戴護目鏡、臉罩、絕熱手套，嚴禁駕駛員私自操作；

5、嚴禁用水沖洗發(fā)動機，當車輛過積水路面時，應減速慢過，以避免水濺到電器元件上，造成短路，損壞電控系統；

6、氣瓶在發(fā)動機熄火后或行駛中閥體周圍出現結冰屬于正常現象，假如發(fā)動機長時間不工作而閥體周圍出現結冰，說明閥體出現泄漏，應即時處理；

7、為了避免充氣口出現冰塊堵塞，應在充氣結束后立即關閉充氣口；

8、不得開啟氣瓶抽真空接頭，不然氣瓶真空將喪失，而失去保溫作用。氣瓶及安全閥應根據技術監(jiān)督部門要求要求定時檢驗合格；

10、發(fā)動機水溫應保持在85℃～95℃之間。當水溫高于95℃時，耗氣量會比正常溫度時增加30%～40%，而且會很輕易造成發(fā)動機機件磨損和損壞；

11、LNG車輛發(fā)動機必需使用燃氣專用機油；冷卻系統整年應使用防凍液；

12、氣瓶倉內嚴禁存放雜物。

四、故障及排除

故障現象

原因分析

處理方案

加氣時瓶內壓過高

加氣設備設定壓力過高

把加氣設備調整器致合適壓力

熱瓶充裝

正?，F象，按回氣管放空

用氣時瓶內壓力過高

經濟閥調整不妥

把經濟閥調至合適壓力

經濟閥失靈，損壞

維修或更換經濟閥

充裝后升壓很快

過量充裝

按額定量進行充裝

熱瓶充裝

正常現象，增加用氣量

真空喪失

返回本企業(yè)維修

瓶內壓力過低

經濟閥調整不妥

把經濟閥調至合適壓力

氣相管路及管件泄露

修復管路、管件。

并再次檢漏

液體溫度低或質量問題

檢驗液體質量和溫度

充液前后，壓力表無反應

壓力表壞

更換壓力表

安全閥開啟壓力表無反應

壓力表壞

更換壓力表

氣瓶頭部結霜

可能在用氣

正?，F象

可能有管件泄露

檢驗，再按操作規(guī)程檢修

瓶體冒汗或結霜

環(huán)境溫度低空氣濕度大

正?，F象

真空失效

返回本企業(yè)維修

安全閥開啟

液體存放時間過長

立即用氣或放空

增壓快

檢驗氣瓶是否正常

安全閥設定壓力低故障

按操作規(guī)程更換安全閥

液位顯示零位

氣瓶內液體已用完

往氣瓶內按要求量充液

轉換器設臵不妥

重新設臵轉換器電容值

顯示器或轉換器損壞

檢驗各部件，維修或更換

液體用完后液位顯示滿位

轉換器設臵不妥

重新設臵轉換器電容值

顯示器或轉換器損壞