《精编》天然气重卡汽车介绍.ppt

天然气重卡汽车介绍动力部2013年1月6日 一 天然气车型基础知识介绍 1 天然气汽车 定义 指以天然气为燃料的一种气体燃料汽车 有压缩天然气CNG和液化天然气LNG 天然气车燃烧产物主要为水和二氧化碳 尾气中不含硫化物和铅 一氧化碳降低80 碳氢化合物降低60 氮氧化合物降低70 有利于保护环境 柴油车燃烧产物除水和二氧化碳外 还有大量的CO 一氧化碳 HC NOx 碳氢化合物和氮氧化物 PM 微粒 碳烟 等 目前国内天然气重卡都是使用单一燃料 即只能使用压缩天然气CNG或液化天然气LNG 不能使用柴油 因为柴油和天然气的工作原理差异较大 柴油为压燃式 天然气为点燃式 故两者不能同时使用 2 天然气物理特性 天然气主要成分是甲烷 甲烷 CH4 的物化性质 1 密度 相当于空气的55 2 常温下为气态 162 时为液态 稍有泄漏立即挥发飞散 很难形成遇火燃烧爆炸的浓度 3 无色 无味 无毒 CNG里一般都添放加臭剂以提高对天然气泄漏的及早发现 从而采取预防措施 4 混合气着火极限为5 15 5 自燃温度630 730度 6 辛烷值115 130 抗爆性能良好 7 天然气低温液化后 其密度为标准状态下的625倍 为CNG的2 3倍 3 车用天然气一些特性 车用天然气应符合GB18047 2000要求 从地下开采出的天然气不能直接用作汽车发动机燃料 必须经过高压的脱硫脱水工艺 天然气中的水的危害有 生成水合物 造成管道 储气瓶嘴 充气嘴等堵塞 天然气水合物是一种象冰一样的固体 它在管线 钢瓶内壁面沉淀 不仅降低了有效容积 阻碍了天然气的流动 严重时会堵塞管线通道和气瓶气嘴 加速天然气中酸性气体对钢瓶的腐蚀 在天然气中 总是含有少量的酸性气体 如硫化氢 二氧化碳等 这些气体在水中会电离 电离质子的存在会腐蚀金属设备 严重时还会造成金属开裂 当环境温度小于0 时 会出现结冰现象 液化天然气 LiquefiedNaturalGas 简称LNG 是将天然气 NG 经过净化处理 除去水 二氧化碳 硫之类的杂志以及重碳氢化合物 然后采用节流膨胀 混合冷源制冷等深冷工艺将气体冷却到 162 使甲烷变成液态 成了液化天然气 4 天然气气瓶 a 气瓶及容积的选择所用钢瓶及容积必须符合GB17258 汽车用压缩天然气钢瓶 b 气瓶加气量的计算气瓶加气量 A m3 L P N 1000L 升 气瓶标定容积P 气压 气瓶内气体压强 一般为20MPa N 个 气瓶个数气瓶加气量 G Kg A 天然气密度 0 716Kg m3 C 发动机续驶里程计算设计续驶里程S Km A 100 QA 气瓶加气量 m3 Q 百公里气耗 m3 百公里 5 天然气汽车续驶里程计算 例1 若车辆CNG气瓶为8 120 4 80L 百公里气耗为50立方米 则加气量 8 120 4 80L 200 1000 256 立方米 256 0 716 183 3 kg 车辆续驶里程 256 100 50 512 公里 注 一般来说 天然气使用时不能全部耗尽 故车辆续驶里程应乘以0 9 故续驶里程 512 0 9 460 公里 例2 若车辆LNG气瓶为450L 百公里气耗为50立方米 则加气量 450 600 1000 270 立方米 270 0 716 193 3 kg 车辆续驶里程 270 100 50 540 公里 同上 实际续驶里程 480 公里 1 节能环保天然气汽车更环保 节能 可以替代十分紧缺的汽柴油 天然气车燃烧产物主要为水和二氧化碳 尾气中不含硫化物和铅 一氧化碳降80 碳氢化合物降低60 氮氧化合物降低70 且有利于保护环境 2 更经济运行成本低 车辆燃料使用较柴油车成本大大降低 每年燃料费用可节省15万元左右 发动机寿命长 天然气可完全燃烧 不产生积碳 不稀释润滑油 能有效减轻零部件磨损 延长发动机寿命 降低使用成本 从国三至国四排放标准升级 成本增加不到5000元 柴油车国三升至国四成本增加4万元以上 二 天然气汽车优点 3 高可靠性 潍柴动力依托澳大利亚AEC和美国WOODWORD公司在气体发动机领域丰富的先进技术和经验 自主创新 开发的天然气CNG和LNG发动机 成熟可靠 目前选用以北京兰天达公司设计生产的CNG燃气供给系统 中材科技 张家港福瑞特装 北京圣达因的LNG燃气供给系统及气瓶 组成密封性能高 安全性能好的燃气供给系统 国内重卡市场最早开发天然气重卡 自2005年上市以来 已经过国内大批用户的验证 市场占有率达30 天然气重卡出口东南亚各国家 华菱天然气车在全国大部分城市均实现了销售与考验 包括新疆 北京 西安 济南 石家庄 太原等 这些不同路况 不同环境的区域均有使用华菱天然气车的用户 非常成熟 4 更安全 1 天然气是一种高燃点的低密度气体 天然气的燃点和爆炸极限都比汽油高 在相同的温度条件下不易发生失火和爆炸 天然气燃点为650度 汽油为430度 2 甲烷是一种非常轻的气态物质 天然气的密度远远小于空气 如天然气泄漏会迅速扩散到空气中 不易聚集着火 3 国内生产气瓶的高压容器厂是经过了特批 各种测试安全可靠 气瓶有安全保障措施 当气瓶温度或压力超过标准时 会自动泄压确保安全 5 其他车用专用装置都经过严格的测试检验并设有保护措施 确保使用过程中的安全 三 华菱天然气产品介绍 1 CNG产品驱动型式 4 2 6 2 6 4 8 4轴距 3200 3600 3900 4400 13503400 3740 40001850 4605 1350发动机 上柴 SC9DT280Q3 SC9DT320Q3潍柴 WP10NGE30 WP12NGE30系列 260 380ps驾驶室 华菱重卡 华菱之星车型 牵引车 自卸车 载货车气瓶容积 8 120 2 80L 8 140L或4 120 4 80L 8 120L或12 80L等续驶里程 100 500km 2 LNG产品驱动型式 6 2 6 4 8 4轴距 3900 4100 13501850 4605 13501850 3250发动机 上柴 SC9DT280Q3 SC9DT320Q3潍柴 WP10NGE30 WP12NGE30系列 260 380ps驾驶室 华菱重卡车型 牵引车 自卸车 载货车LNG瓶 375 450 2 450升 2X500升最大续驶里程 800km 液态天然气 LNG LNG的优势1 续航里程长 通常状况下配备两个450L气瓶的车辆 基本形式里程为800公里 尤其适用于加气站点建设相对落后的地区 2 安全性优于CNG气瓶 LNG气瓶是非压力容器 其内部是低温液化气体 而CNG气瓶则是20MP的高压容器 同时 LNG气瓶是通过各种极限环境下的试验检测的 可靠性高 跌落试验 车用瓶在9米高空自由落体 跌落至水泥地面开始计时 2个小时之内安全阀不起跳 瓶体表面无任何结露现象 火烧试验 车用瓶在大火环境中瓶体表面温度达到550 时开始计时 2个小时之内安全阀不起跳 6 4 4 2牵引车型 配置8个120L缠绕气瓶和2个80L钢瓶 发动机采用上柴320马力CNG发动机8 4自卸车型 配置一个8个140L钢瓶 发动机采用上柴天然气320CNG动力 6 4牵引车型 配置两个500L气罐 发动机采用潍柴380马力LNG发动机6 2牵引车型 配置两个500L气罐 发动机采用上柴320马力LNG发动机6 4搅拌车型 配置一个450L气罐 发动机采用潍柴336马力LNG动力车型8 4散装车型 配置一个两个450L气罐 发动机采用潍柴380马力LNG动力 天然气车型的成本 天然气车较柴油车主要不同是发动机及燃气供给系 因这两方面原因 导致整车成本较高 一般天然气车较柴油车贵10万元左右 尽管天然气车一次性投入大 但回报率高 每年较柴油车多挣10万元以上 故一年多就能收回成本 华菱常规重卡的使用年限一般在10 15年 国家规定 重卡的使用年限一般在8 10年 华菱天然气车辆的设计使用年限亦是10 15年 其中天然气气瓶的使用年限为15年 即从用户购车起 基本不用更换气瓶 四 CNG重卡使用注意事项 车辆起动 驾驶 CNG车辆与柴油车驾驶规则略有区别 车辆起动前 驾驶员只需打开位于车辆右侧气瓶组前端管路上的手动截止阀 使手柄与管线平行 即可按柴油车的驾驶操作规程进行起动驾驶 车辆充气 充气前 1 车辆进入充气位置后应拉住刹车 2 关闭整车电源 3 取下充气阀防尘塞或插销 4 插加气枪头 打开充气截止阀 手柄呈水平状 开始充气 充气中 充到20MPa 停止充气 关闭充气截止阀 手柄呈垂直状 取出加气枪 装上防尘塞 充气后 检查连接处是否有泄漏现象 如不泄漏即可起动车辆 注意 1 车辆充气必须充装符合国标要求的车用压缩天然气 2 签订合同时须在合同中注明 快插式 或 插接式 3 充气过程中气瓶温度会升高 用手感觉明显 为正常现象 4 充完气的车辆 充气至20MPa 放置6小时后 压力降低至17 18MPa 是正常的 因系统温度下降所致 5 CNG的充气压力不得高于20MPa 6 若储气瓶组压力为零 则必须充装氮气置换储气系统内的CNG残气后 方可再次充装CNG 7 在车辆充气过程中 必须关断车辆总电源 周边严禁烟火 插接式与快插式的区别 快插式 插接式 车辆停驶 CNG车辆停驶超过3小时 驾驶员在离车时关掉位于右侧气瓶组前端固定在管路上的手动截止阀 使手柄呈垂直状 CNG车辆停驶超过24小时 驾驶员除关闭位于右侧气瓶组前端固定在管路上的手动截止阀 使手柄呈垂直状 外 还需关闭全部气瓶阀门 以确保车辆的安全 供给系统组成 供给系统主要由储气系统 调压系统和安全保护及电控系统三部分组成 储气系统 由气瓶组 高压管路 操控面板总成 充气阀 充气截止阀 压力表 系统排空阀 及剩余气量显示系统等 气瓶组 操控面板总成 a 充气阀 实现对气瓶的快速充气 b 压力表 显示气瓶中的剩余压力 c 充气截止阀 充气结束后 安全截断充气通路 d 系统排空阀 系统维修时 安全排空供气管路中的余气 剩余气量显示系统 在仪表板上显示气瓶内的剩余气量 显示剩余气体压力为多少MPa 便于提示司机及时加气 调压系统 主要由手动截止阀 高压滤清器 高压电磁阀等组成 手动截止阀 用来实现对发动机供气的手动截止功能 高压滤清器 过滤气体中的水和杂质 以保证高压精滤器气路的畅通 高压电磁阀 断电时自动切断发动机的供气通路 安全保护及电控系统 由充气单向阀 过流保护集成阀等组成 过流保护集成阀 当CNG燃气供气系统出现超过设计最大流量 大量泄漏 时 过流保护集成阀能够自动关断系统气源 以达到安全 保护的功能 注意 该装置日常免维护 无需人为操作 充气单向阀 只作为气瓶充气时的通路 在供气时自动切断CNG通路 过流保护集成阀 CNG供给系统工作原理 五 LNG重卡使用注意事项 供气系统工作原理 液化天然气基础知识 LNG的温度极低 其沸点在大气压力下约为 160 沸腾温度随蒸汽压力的变化梯度约为1 25 10 4 Pa 天然气在常温下不能通过加压液化 必须将温度降到约 80 以下才能在在一定压力下液化 通常情况下1个体积的LNG 液体 将产生600个体积的气体 标准状态 在大气环境下 与空气混合时 其体积约占5 15 的情况下是可燃的 LNG 液态 密度 0 42kg L 天然气 标准状态 气态 密度 0 7kg m3 在 160 时 碳钢的抗断裂韧性是很低的 与LNG接触的材料应当选用含Ni的不锈钢或铜和铜合金 具体可参考GB T19204 2003 液化天然气的一般特性 处理LNG时 应使用合适的面罩或安全护目镜以保护眼睛 戴宽松的皮手套 防护服应是紧身的 没有口袋和卷起的部分 裤子也应穿在鞋或靴子的外面 在处理LNG失火时 推荐使用干粉 最好是碳酸钙 灭火器 对于明显的受到体温过低影响的人 应迅速从寒冷地带移开并用热水洗浴时体温恢复 水温应在40 至42 之间 不应该用干热方法提升体温 LNG蒸气是无味的 CNG带有轻微的臭鸡蛋气味 天然气是一种窒。