氢气／天然气储气瓶分析与设计

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1、学兔兔www.xuetutu.com第44卷第6期石油化工设备Vo1．44NO．62015年11月PETR()_CHEMICALEQUIPMENTNOV．2015文章编号：1000—7466(2015)06—0040—04氢气／天然气储气瓶分析与设计张海龙，赵永刚，侯凯，陈琳(1．西安石油大学石油工程学院，陕西西安710065；2．延长油田股份有限公司杏子川采油厂，陕西延安7174O0)摘要：国内外开展了氢气／天然气(HCNG)发动机的基础研究及应用研究，一些成果已应用到HCNG汽车。通过与液化天然气储气瓶、压缩

2、天然气储气瓶的对比，找到了HCNG储气瓶与其他两种储气瓶的共性和特性，分析了HCNG储气瓶上组合阀门及尾堵的组成及作用，结合HCNG汽车的相关设计参数及储气瓶中的残余压力，可确定满足整车要求的储气瓶体积。关键词：储气瓶；氢气／天然气(HCNG)；结构；体积；设计中图分类号：TQ053．2；TE969文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1000—7466．2015．06．009AnalysisandDesignofHydrogen／NaturalGasCylindersZHANGHai—long，Z

3、HAOYong—gang，HOUKai，CHENLin(1．CollegeofPetroleumEngineering，Xi’anShiyouUniversity，Xi’an710065，China；2．XingzichuanOilProductionPlantofYanchangPetroleum，Yanan717400，China)Abstract：Athomeandabroad，thehydrogen／natura1gas(HCNG)basicresearchandappliedresearchengine

4、arecarriedout，someoftheresultshavebeenappliedtoHCNGvehicle．Withtheliquefiednaturalgascylinders，compressednaturalgascylinderscomparison，thecommonnessandcharacteristicsofHCNGgascylindersarefound，thecompositionandeffectofcombinationvalveandthetailplugHCNGgascyli

5、ndersareanalyzed，bindingHCNGvehicledesignparametersandresidualpressuregasbottle，thevehiclecanbedeterminedtomeettherequirementsofthetankvolume．Keywords：gascylinders；hydrogen／naturalgas；structure；volume；design氢气／天然气(HCNG)为混氢天然气，一般混合力高，因而对储气瓶的要求也非常高。受材料性能、天然气氢气体

6、积分数小于20的称为氢烷，氢气体制造、安装、运行和维护等因素的影响，储气瓶在运积分数大于2O的称为HCNG。天然气的燃烧速行过程中存在一些危险因素，可能造成气体泄漏而度较慢，在天然气中加入适量的氢气可以提高HC—燃烧爆炸，对公共财产、人身安全产生致命的危害。NG的燃烧速度、扩大混合气的可燃混合比例，从而通过合理的设计并经过实验验证，可使储气瓶的性提高HCNG发动机的热效率，同时降低NOx、CO能得到很大提高，从而达到安全、可靠、经济运行的和C0等的排放，这是目前国内外研究的热点问题目的。之一['。1HCNG储气瓶

7、结构及特征近10a来，国内外陆续开展了许多有关HCNG发动机的基础研究及应用研究[3]，一些成果已经HCNG储气瓶是整个汽车动力设备的供气装被成功应用于HCNG汽车中。车用HCNG工作压置，通过车载供气系统供给发动机。HCNG储气瓶收稿日期：201506—20作者简介：张海龙(1990一)，男，陕西靖边人，在读硕士研究生，主要从事油气储运工程方面的研究。学兔兔www.xuetutu.com第6期张海龙，等：氢气／天然气储气瓶分析与设计结构见图1。液化天然气(LNG)储气瓶、压缩天然气(CNG)储气瓶及HCNG储气

8、瓶特点见表1。由表1可见，HCNG储气瓶储存压力高，爆炸极限范围广，对材料的要求高，一旦发生失效，将导致气体泄漏而燃烧爆炸，后果严重。2HCNG储气瓶组成与技术要求为满足整车的安全要求以及储气瓶在车上的安1．瓶颈内螺纹2．超薄铝制内胆3．高性能碳纤维装状况，HCNG储气瓶应为两端开口，其中一端安4．弧形底座5．高强度玻璃纤维增强塑料(FRP)保护层装储气瓶主要组成部分一一