汽车百科之：LNG气瓶

LNG气瓶

LNG低温储罐结构

低温储罐为双层结构，内胆储存低温液体，承受介质的压力和低温，内胆的材料采用耐低温合金钢(0Crl8Ni9)；外壳为内胆的保护层，与内胆之间保持一定间距，形成绝热空间，承受内胆和介质的重力荷载以及绝热层的真空负压。外壳不接触低温，采用容器钢制作。绝热层大多填充珠光砂，抽高真空。低温储罐蒸发率一般低于0.2%。

LNG低温储罐的减压增压原理图

低温储罐的出液以储罐的自压为动力。液体送出后，液位下降，气相空间增大，导致罐内压力下降。因此，必须不断向罐内补充气体，维持罐内压力不变，才能满足工艺要求。如图2所示，在储罐的下面设有一个增压气化器和一个增压阀。增压气化器是空温式气化器，它的安装高度要低于储罐的最低液位。增压阀与减压阀的动作相反，当阀的出口压力低于设定值时打开，而压力回升到设定值以上时关闭。 增压过程如下：当罐内压力低于增压阀的设定值时，增压阀打开，罐内液体靠液位差缓流入增压气化器，液体气化产生的气体流经增压阀和气相管补充到储罐内。气体的不断补充使得罐内压力回升，当压力回升到增压阀设定值以上时，增压阀关闭。这时，增压气化器内的压力会阻止液体继续流入，增压过程结束。

LNG储罐工艺参数

根据系统的工作压力，并考虑其经济性，确定储罐的设计压力为1.2/～0.1 MPa（内筒/外筒），设计参数如下：

充装率：90％

内/外罐的设计温度：-196℃/-19～50℃

内/外罐的工作温度：-146℃/环境温度

内/外罐的材质：0Cr18Ni9/16MnR

设计压力：1.2/-0.1 MPa（内筒/外筒）

工作压力：0.8/-0.1 MPa（内筒/外筒）

蒸发率：≤0.3％/d

车载移动式气瓶

LNG气瓶结构

国产LNG气瓶主要参数

LNG气瓶供气主要附件

LNG气瓶的型式试验

1．设计LNG车载气瓶采用卧式双圆筒结构，内胆允许的最大盛液容积取0.9倍的公称容积；内胆的组成最多不超过3部分，即采用纵缝1条、环缝2条的结构。

水压试验压力为工作压力的2倍，气压试验压力为工作压力的1.8倍，安全阀开启压力为工作压力的1.1-1.2倍，爆破片爆破压力不大于工作压力的2倍等。

安全性能试验

LNG车载气瓶在生产完成后，须通过一系列安全性能试验，包括振动试验、火烧试验、跌落试验。

1．振动试验

振动试验主要模拟检验LNG车载气瓶在汽车运行条件下，内胆与外壳的支撑结构、管道系统等附件的耐久性。振动试验前气瓶中充装与装满LNG等质量的液氮，气瓶处于完全冷却状态，压力(表压)为0 MPa。振动加速度为3 g(g为重力加速度)，振动方向为汽车前进方向的垂直方向。振动完毕后，任何部位不得出现泄漏，静置30 min以上气瓶外壳没有结露或结霜现象为合格。

2．火烧试验

火烧试验考察在汽车发生火灾情况下LNG车载气瓶绝热系统性能的安全可靠性。试验前气瓶中充装与装满LNG等质量的液氮。试验采用天然气(或液化石油气)为燃料，在卧放的气瓶正下部布置燃气管道和燃烧装置，保证气瓶最低点距燃烧装置120～130 mm。燃烧装置大小应足以使气瓶的主体边缘完全置于火焰之中，因此燃烧装置长度至少超出气瓶在水平面投影长度100 mm，宽度至少超出气瓶在水平面投影宽度100 mm，但超出长度均不大于200 mm。保证足够燃烧时间，气瓶在规定时间内安全阀不起跳为合格。

3．跌落试验

跌落试验模拟在汽车发生翻车情况下检验 LNG车载气瓶受冲击后的完整性。跌落试验包括对气瓶最关键部位(自行指定，如封头、筒体等，管道系统端除外)进行10 m高的跌落试验和对管道系统端3 m高的跌落试验。跌落试验前，气瓶应装满与LNG等质量的液氮，气瓶处于完全冷却状态，压力(表压)为0 MPa，地面为混凝土地面。跌落试验完毕后的l h内，气瓶外壳没有结露或结霜现象为合格。

LNG车载气瓶作为LNG汽车燃料系统的核心装备，兼具成本低、充装使用方便、体积小、自重轻、充装量大、气液纯净、运输装卸方便、安全可靠等优点，其研制开发为推广和发展LNG汽车奠定基础，对节约能源、改善城市大气质量具有重要意义。