LNG天然气客车安全操作手册

LNG天然气客车安全操作手册前言液化天然气比天然气更加纯净，能量密度大，便于携带和运输，应用领域十分广泛，已突破了原有天然气适用范围，是世界上公认的一种新型绿色能源。随着天然气客车的普及，LNG客车凭借经济、安全、环保、续航能力强的优点，逐渐被更多专业客运企业推广应用，LNG客车具有良好的发展前景。为便于操作人员了解和掌握LNG天然气客车安全操作方面的知识，公司技术服务中心编写了“LNG天然气客车安全操作手册”，意在标准化操作方面能起到一定的帮助作用，达到安全平稳、节能增效之目的。一、LNG基本知识1、LNG的组成及特点所谓LNG实际上是英文LiquefiedNaturalGas的缩写，简称LNG（也可称为液化天然气），主要成份为甲烷（CH4），同时含有少量的丙烷（C3H8）和丁烷（C4H10）等烃类气体，氮、二氧化碳、硫化氢及微量的氢、氦、氩等非烃类气体。在标准状态下它是无色、无味、无毒且无腐蚀性的低温液体（-162°C到-125°C，沸点为-162.5℃，熔点为-182℃，着火点为650℃，爆炸浓度范围：5%-15%）。也就是说，在常温常压下，天然气冷却至约-162℃时，由气态变成了液态。2、LNG的性质及优点由于天然气的主要成分为甲烷，且各地的组成不同，其密度一般在426～470kg/m3之间，气态密度为0.688kg/Nm3，如果甲烷含量越高则密度越小。液化天然气的密度还是温度的函数，温度越高密度越小。所以阐述性质的时候主要以甲烷为主。体积约为同量气态天然气体积的1/625。LNG作为优质的车用燃料，比汽柴油的综合排放量降低约85%左右，其中CO排放减少97%、CO2减少90%、微粒排放减少40%、噪声减少40%，而且无铅、苯等致癌物质，是一种洁净能源；LNG占用空间少、自重轻，便于储存和运输，LNG的盛装量是CNG的2.5倍；LNG安全可靠，它比空气轻，即使稍有泄漏，也将迅速挥发扩散，它的燃点高达623℃，比汽油高230℃，比柴油更高，因而不容易着火和爆炸。3、车用LNG系统组成、流程及技术性能液态的LNG通过热交换器气化，经调压阀调整压力，进入发动机燃烧，为发动机提供动力。（1）系统组成和流程车用LNG供气系统包括专用车载低温绝热瓶、充装接口、安全限流装臵、LNG汽化器、稳压器、压力显示等装臵组成。气瓶主要部件包括：压力表、过流阀、出液阀、调液阀、进液止回阀、经济阀、气相阀、主安全阀、副安全阀；汽化主要部件包括：压力表、发动机调压阀、稳压阀、NG出口、回气口、LNG进口、加液口、出水口。供气必备条件：LNG储存瓶内压力始终高于发动机要求的进气压力0.2Mpa以上，供气管路上的调压阀出口压力设定比发动机要求的进气压力高0.05～0.1Mpa。为维持瓶内高于发动机进气压力，一般采用了两种技术方案：a、气瓶不带自增压，加气站对储存的LNG（-140～-162℃）进行加温，使其饱和蒸汽压达到发动机要求的压力（LNG温度不同，对应的饱和蒸汽压不同），充装到车用瓶内不调压；LNG瓶正常工作温度为-130℃左右；b、气瓶带自增压，加气站不对储存的LNG进行调温，LNG饱和蒸汽压的压力尽可能低，这样有利于LNG储存、减少气站排空损失；LNG充装到车用瓶内后进行自增压直至高于发动机进气压力0.2Mpa,并自动稳压，LNG瓶正常工作温度为-162℃以上；当LNG温度高于-130℃时，可关闭自增压系统。两种方案供气方式相同：供气过程如下：LNG经瓶上限流阀送至水浴式汽化器汽化成气态并升温后，再经调压器降压至设定值进发动机。供气温度控制：一般发动机规定的进气温度范围为-20℃～40℃，如进气温度过高或过低可调节汽化器热水的进水量。（2）系统技术性能①供气流量:根据发动机给定参数设定管件内径；②供气压力:可在0.25～1.2MPa内设定，工作时设定值波动±10PSI；③供气温度:可在10℃～-40℃内设定;④系统有优先使用气相功能,即当LNG瓶内压力高于经济阀设定值时优先使用气相，保持瓶内压力基本恒定;⑤系统有自增压功能,即液体饱和压力不足时,可开启自带的增压系统给瓶内增压；⑥系统充液时可闷充,无须接气相,不放空;⑦充液速度可达40㎏/分钟;⑧系统使用的液体温度为-162℃～－110℃；二、LNG车辆日常维护操作的注意点1、出车前检查LNG车辆日常维护除普通车辆的日常维护项目外，还应做好四方面检查：(1)泄漏报警检查：上车首先检查燃气泄漏报警器，如遇有故障灯亮应及时查找原因和报修，不得擅自操作；(2)连接部位检查：连接检查检视气瓶、支架等连接部件的紧固情况；检查转换开关、仪表、阀门、管道连接、固定情况。如发现气瓶副安全阀防尘帽脱落，应即时报修；(3)气量检查：接通电源，打开点火开关（不起动发动机），检查气量显示器指示的气量，确保不影响正常运营；(4)漏电检查：检查点火系统和发电机是否有漏电、跳火现象，如有应及时修理；保持LNG发动机清洁，特别是电气设备不得有油污。2、发动机起动及行车途中检查在起动发动机前，拉好手制动，将变速箱换至空档，在空档状态下，将钥匙转到“ON”位臵，接通电源后检查各仪表指示是否正常后等待几秒后方可启动；起动时间不能超过10秒，连续起动要间隔半分钟；如果连续启动3次不能正常启动，则应仔细检查燃气系统以及电路系统有无故障；每次起动后，禁止大油门运转冷态发动机，冷起动后应逐渐提高发动机转速。起动时严禁猛踩油门。应怠速运行发动机1～3分钟才能逐步提速起步；发动机怠速时间严禁超过10分钟。行车中应勤观察各仪表（开关）的工作情况，注意听察涉及气路的异响，选择良好路面行驶，防止对气路系统形成撞击，当感觉到有异常情况时，应立即停车，检查确认安全后继续运行。否则应立即报修，等待处理。3、收车后检查收车后应检查气瓶、支架、管路、仪表、阀门等固定情况；检查气路有无漏气现象；检查减压阀热水循环水路的工作情况；清洁各仪表、阀外表面，关闭所有阀门；检查气瓶厢的封闭情况和加气孔盖的锁止情况，如有异常应立即报修处理；定期检查、清洁发动机的空滤；定期清洁供气系统中的天然气过滤器；定期清洁减压器的加热水循环系统。在加气时要注意不能加太满，要留有余量，以免影响LNG的气化，造成压力过低，使发动机动力不足。4、驾驶操作要领LNG车同柴油车在驾驶操作上大体相同，但由于LNG发动机的本身特性，我们在实际驾驶时需注意以下几点：（1）起步起步时应严格遵守一档起步的原则，严禁二档起步。（2）换挡在行驶中可根据行驶的道路状况和车辆载重选择合适的档位，尽可能以经济车速行驶。正确驾驶、平稳地接合离合器，及时换档，避免突然加速和紧急制动，减少车身和动力系统的负荷。由于燃气车辆低转速时输出功率不高，使用的是电子点火系统，所以应改变以前的柴油车驾驶习惯，在加档前可适当提速，但仍应尽量保持发动机转速在1200-1500转/分时换档。三、LNG供气系统操作维护1、安全防护在有NG或LNG的现场内工作时，需具有如下安全常识：（1）使LNG设备远离火焰或电火花；（2）在LNG设备维修、充装、存储的区域不允许烟火进入；（3）在进行LNG的操作时需戴护目镜、脸罩、绝热手套；（4）进入盛装LNG气瓶现场人员应穿能防火和防静电的工作服及工作鞋；（5）操作人员应培训上岗，熟悉LNG的理化性能，掌握操作技能；（6）保持设备所在位臵通风良好;（7）在维修或保养设备时确保系统已泄压,并关闭气瓶所有阀门，严禁使用能产生火花的铁器等工具进行敲击作业;（8）在刚进行液化天然气的作业之后，由于衣服中很可能浸有NG故请注意不要马上吸烟或靠近有火的地方；（9）在有LNG的区域内，不能使用任何未经允许的电气及通讯设备，例如手机和无线电广播发射机及数码相机；（10）每周至少应检查一次LNG气瓶安装连接螺丝及支撑的可靠性，如有问题应及时更换或维修。2、充装操作（1）充装前应检查接头，确定无泄漏后再充装。（2）常规充装(冷瓶)①充液前，首先将瓶内压力控制在一定范围内（低于加气机的充装压力），将加气枪与充液接头连接，然后启动加气机充液开关，液化天然气将通过连接软管等进入气瓶内胆。通过内胆顶部进液管对瓶内（BOG）进行再液化降低瓶内压力，使充液快速完成。充装阀是一个单向阀，充液时在液体压力作用下自动打开，无需手动开关。当充液达到额定量时，充液自动停止，单向阀自动关闭。其作用机理是当喷孔背压迅速升高并与充液压力平衡，压力达到加气机设定的停止压力（约1.55MPa），此时加气机停止充液；②一只完全充满液体的瓶其压力上升十分迅速，可能导致安全阀迅速开启,应避免这种情况发生；③充液完成后,卸下充装软管,充液人员应确认车上充装口无泄漏后方允许车辆离开。（2）热瓶充装通常将首次充装液化天然气前和停止行驶两周以上的车用液化天然气气瓶称为“热瓶”。热瓶的充装应当按照以下程序进行：①首先向瓶内充入大约20L的LNG，静臵，在瓶内LNG气化升压的过程中，瓶内胆也得到冷却；②当瓶内压力达到正常工作压力后，进行系统的检漏；③通过放空降低压力后即可按常规充装程序进行操作。3、维修保养当气瓶需要保养和修理时，应采取安全的措施，充入惰性气体直到在惰性气体中NG的含量低于这种易燃气体含量的爆炸极限的50%。（1）检漏①可以用便携式甲烷探测器对瓶系统的天然气泄漏点进行检查（应遵照探测器制造商的说明书正确使用）。为确保瓶正常运行，应（每天）定期进行系统各连接处检漏，如果发现漏点应立即进行维修；②在一些特殊条件下用探测器难以准确判断泄漏点时，可以借助肥皂液随时检查确定漏点（驾驶员可用矿泉水瓶自制肥皂液并随车携带）；（2）泄漏处理①任何泄漏，一经发现必须维修（首先应关闭上游阀门）；②如果是管螺纹泄漏应拆开连接、清洁连接面、使用规定的密封胶或四氟带再组装；③如果是管件泄漏应对其解体并严格检查，如果螺母和卡套外观没有损伤则可继续使用，重新安装管线并拧紧螺母，最后进行压力检漏；④如果在安全阀根部或密封面发现漏点，必须在开始维修之前将瓶内的压力放空至零,拆开连接、清洁连接面、使用规定的密封胶或四氟带再组装或更换新阀；⑤如果阀门填料发现漏点，必须在开始维修之前将瓶内的压力放空至零，松开压帽适当压紧填料或更换填料。（3）安全阀更换①车用LNG瓶的内胆作为一种压力容器，其最大工作压力是根据相关规范进行设计和核定的，并经试验检测。在每个瓶的铭牌上都打有最高工作压力的数据。②安全阀的更换应按以下程序进行：A、打开放空阀，将瓶内压力泄尽；B、拆下安全阀；谨慎：不得维修或重新调整安全阀。C、安装新的安全阀。D、对瓶增压至工作压力、检漏。E、安全阀一般一年检修一次。（4）手动截止阀的检修用于车用LNG瓶的手动截止阀在低温状态下收缩和机械磨损。如果确认某个阀有问题，应按照以下程序进行检修：①打开放空阀，将瓶内压力泄尽；②如果维修放空阀，在解体前应将其加热；③如果维修液体供给阀，应将瓶中的LNG和压力全部放空；④拆下手柄固定螺钉、垫片、护帽；⑤拧开阀帽，取出阀杆和阀杆密封；⑥取出阀芯和衬套组件；⑦清洗阀座；⑧更换受损零件并按与解体相反的步骤装回。（5）节约阀更换与维修当瓶内压力高于节约阀设定压力时，瓶内的气相通过节约阀供往发动机，从而降低气瓶内压力。此阀已根据发动机工作要求调整好了，一般不需重调。通过观察阀体的结霜情况可以验证节约阀工作是否正常。在汽车运行时，如果气瓶压力超过了设定工作压力，节约阀就会打开，瓶内的压力下降的同时，节约阀阀体会结霜。一旦气瓶内的压力降到了设定工作压力，节约阀就会关闭，同时节约阀阀体上的霜也会逐渐融化。节约阀在正常情况下能恒定气瓶供气压力，如发现节约阀工作异常时就必须更换或维修。如果要更换节约阀必须停止使用气瓶，而且在拆下旧阀之前将瓶内液态放到一半以下，压力全部放空。（6）稳压阀更换或维修稳压阀是供气系统稳定供给发动机用气压力的关键元件，在工作时，稳压阀的进口压力为瓶内压力(≥0.8MPa)，稳压阀的出口压力设定高于发动机要求的进气压力（一般为0.65MPa）但低于瓶内设定压力；发动机工作时，稳压阀的出口压力高于设定值（与瓶内压力相同）或出口压力