汽车用液化天然气LNG气瓶

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1、新技木篇汽车用液化天然气【LNG)气瓶蔡浩张伟魏蔚(中集圣达因低温装备有限公司张家港215632)摘要：本文介绍了汽车用液化天然气气瓶的结构、工作原理和常用的规格型号与技术参数，以及其在车辆系统中的应用情况，包括液化天然气介质的特性和气瓶的加注与使用情况，可作为设计制造与使用单位的参考。关键词：液化天然气；绝热气瓶；结构；规格型号；应用一、绪论由于我国车用能源匮乏，且传统燃料导致大中城市面临的大气环境污染压力越来越大。为了改变我国能源结构，政府不断投入大量资金用于天然气的开发和进口液化天然气集输站的建设。液化天然气(LNG)是经过净化处理以后冷凝成液体状态的天

2、然气。使用LNG作为燃料的汽车，其行驶距离是一般压缩天然气(CNG)汽车的两倍以上，而LNG燃料箱比CNG燃料箱的体积更小，且重量仅为CNG燃料箱的一半左右。LNG燃料加注站占地面积小，加注和汽油、柴油一样快捷，因此I_,NG汽车的应用逐渐推广，目前在我国北京、乌鲁木齐、长沙等城市的公共交通系统已经普遍使用LNG作为燃料。随着我国清洁能源发展计划的实施，未来天然气车辆的数量将会大幅度增长。目前我国的天然气汽车产业面临三方面的大好发展机遇：一是国家计划开始征收燃油税，汽油、柴油的零售价格与天然气的价格差将进一步扩大，国际市场上的能源价格快速上涨，此时此刻，我国还

3、需要从国外进El大批量的石油，柴汽油、成品油的市场价格居高不下，我国的石油能源也非常紧张，然而天然气比较丰富，使得汽车使用天然气作为燃料可以有更好的经济效益，可以调动经营者和使用者双方的积极性。二是国家从汽车的生产环节人手，采取停止生产使用化油器型发动机汽车等措施，解决汽车尾气污染问题，这样更能推动汽车生产商开发生产清洁天然气汽车。三是通过十几年的工作，天然气汽车的环保性和经济性得到了人们广泛的了解和认可，在技术、设备、专业队伍、标准、配套设施等方面打下了较好的基础，一些地方政府已经颁布了支持天然气汽车发展的优惠政策，这些都为天然气汽车的大规模发展创造了条件。

4、汽车用液化天然气气瓶是液化天然气汽车上不可缺少的部件之一，环保性的汽车越来越多，汽车用液化天然气气瓶的需求量越来越大，市场前景看好。二、汽车用LNG气瓶的结构与工作原理汽车用LNG气瓶主要包括：外壳和内胆，外壳和内胆之间为高真空绝热层和真空维持系统，以及内部管路和外部阀门系统，其主要部件结构如图1所示。内胆通过前后两端支撑固定在外壳中，内胆外壁缠有多层绝热材料，同时夹套(两层容器之间的空间)被抽成高真空，并在夹套内设有真空维持系统，内胆中设有内部管路系统，外部阀门系统集中布置于气瓶的前端便于统一操作。前支撑采用固定连接方式，其分别与内胆和外壳的前封头连接固定，

5、为减少热传导同时考虑支撑强度，特选用不锈钢薄壁管为前支撑管。后支撑为可相对移动连接方式，主要组件为支173中■工业气体工业协禽虚立20圈每庆祝大含论文●撑架和_芰撑棒．支撑架’j外壳后封头连接固定，支撵棒一端与内脾后封叉连接周定，另·端伸八支撵架，支撑架起到周向支撑的作用，但并4：计支撑棒有往向约束．之所以如此设汁，是因为内且日在工作时盛装的I,r'cG为低温液体，常压F沸点为一162。C，内耳H全在低温下收缩产生温差应力．如果两端的支撑都采用固定结掏．琊么温差吨力将会把两端的支撑拉变形甚至拉断。而现在前支撑采用嘲定结构．后友撑采用nr移动结构．内胆就处于半r

6、1rh状态，即可避免该类现象发生。图I汽车用LNG气瓶绩构图为使内胆中低温液体保仃更长时间．特地1ff=史套(两层容器之问的空间)中设置了保温层÷保温层

7、{}I多层绝热材料和高真空夹套共同组成，多层绝热材料由高反射性的屏蔽材料和低热导率的隔热材料交替叠合而成．高反射件的屏蔽材料辛要减小外界对内胆的热辐射，一般采用微米级厚度的锅铂，但由于铝铂同时叉胜传热的良导体，所以特地在铝铂层中加了低热导率的隔热树料以减小固体传热。为避免气体的对流传热，特抽去灰套气体彤成高真空来避免气体的对流传热，需要注意的是真空度一般在lo。3Pa时，气体的对流活动才桐对停lr．通过以上方

8、法，辐射、传导和对流这{种传热方式基本上都被有效的制止r，夹套虽然抽取气体形成r高真空，但材料表【l；【i会释放出吸附在自身的各种气体．另外外面的气体也会随着时间慢慢地透过材料渗透到丧堪内．这两种气体都影响真夺度进而使绝热性能下降为此还在爽屡中设嚣r真守维持系统，真率维持系统由常温吸气剂和低温吸气剂共『ijj组成，分别安装在绝热层中以及内胆外壁处．在常温和低温状态下吸附夹套内渗漏气体和材料自：豺释放的气体，维持高真峰系统内部管路系统设置Ji=内胆中及夹层中．连接内外胆，用于低温液体的允装和使_

9、_}】，为防止冷缩，存夹层的管线都设置了一定绕度．以便进行温差补偿

10、。液体充装管上特没有喷淋装置．在充装低