LNG槽车实例分享

现以国产30m³/0.8MPaLNG半挂运输车为例,加以说明。

1.主要技术特性

(1)主要技术参数 见表6-6所列LNG半挂运输车技术特性。

表6-6 LNG半挂运输车技术特性

(2)隔热方式及隔热性能指标 该槽车采用真空纤维隔热(简称CB)技术,取代真空粉末隔热(简称CF)技术。低温隔热的措施,主要是在保证不降低隔热性能,不大幅增加隔热成本的前提下,解决真空粉末隔热材料下沉的技术质量问题。真空纤维隔热技术、真空粉末隔热技术及高真空多层隔热(简称CD)技术的分析比较如下:

1)隔热性能指标。经实测证明,CB材料保温性能介于CF及CD材料之间,即优于CF材料,略低于CD材料。产品的日蒸发率和自然升压速度指标理论计算值(LNG)见表6-7。

2)隔热施工可靠性。CB材料为超细玻璃棉毡制品,以包扎方式紧固于内外筒之间的夹层空间内。其包扎方法与高真空多层隔热相似,具有永不下沉的优点。

表6-7 隔热方式的技术比较

注:1.日蒸发率值为环境温度20℃,压力为0.1MPa时的标准值。

2.自然升压速度为环境温度50℃时,初始充装率为

90%,初始压力为0.2MPa(表压)升至终了压力为

0.8MPa(表压)条件下的平均值。

3.介质为LNG。

3)隔热技术成本分析。CB材料价格介于CF材料及CD材料之间。但CB技术是以人工包扎方式进行的。因此人工费接近于CD技术,高于CF技术。

就低温隔热所需最佳真空度而言,CB技术比较接近于CF技术,低于CD技术。即对真空度获得与维持所需的成本是CB技术接近于CF技术,低于CD技术。因此,总成本变化情况是CB技术介于CF及CD技术之间。CB技术所增加的成本相对于低温液体储槽的总成本而言,上升一般不超过5%左右。这个比例相对于采用CF技术,因膨胀珍珠岩粉末下沉所引起的售后服务费相比微不足道。

(3)选材 考虑到LNG等介质的低温特性,储槽内筒及管道材料选用0Cr18Ni9奥氏体不锈钢,外筒选用16MnR低合金钢钢板。内外筒支承选用耐低温的且隔热性能较好的环氧玻璃钢。

(4)车型选择 该产品整车装备质量为18500kg(不含牵引车),允载总质量为34000kg,满载总质量为30700kg。配用北方-奔驰ND1926S型牵引汽车较为合适,列车满载总质量37600kg。

2.结构简介

半挂LNG运输车结构如图6-51所示。

(1)牵引汽车及半挂车架 牵引汽车底盘采用定型的北方-奔驰ND1926S型带卧罐汽车底盘。该型车是目前国内质量最好的载重汽车之一。除了北方-奔驰ND1926S牵引车外,也可使用符合本产品牵引性能的其他牵引车。例如东风日产CKA46BT型牵引车。半挂车架选用分体式双轴半挂车车架,由挂车厂按整车设计要求定制。

(2)储槽 储槽型号为TCB—27/8型低温液体储槽。金属双圆筒真空纤维隔热结构;尾部设置操作箱,主要的操作阀门均安装在操作箱内集中控制。操作箱三面设置铝合金卷帘门,便于操作维护。前部设有车前压力表,便于操作人员在驾驶室内就近观察内筒压力。两侧设置平台,便于阻挡泥浆飞溅。平台上设置软管箱,箱内放置输液(气)金属软管。软管为不锈钢波纹管。

(3)整车 列车整车外形尺寸(长×宽×高)≈14500mm×2500mm×3800mm,符合GB7258《机动车运行安全技术条件》标准规定。整车按GB11567标准规定,在两侧设置有安全防护栏杆,车后部设置有安全防护装置,并按GB4785标准规定设置有信号装置灯。

3.流程简介

图6-52为槽车工艺流程。(www.xing528.com)

图6-51 半挂LNG运输车

1—牵引车 2—外筒安全装置 3—外筒(16MnR) 4—绝热层真空纤维 5—内筒(0Cr18Ni9) 6—操作箱 7—仪表、阀门、管路系统 8—THT9360型分体式半挂车底架

图6-52 工艺流程

B—平衡罐 D—阻火器 E₁—放空阀 E₂—液相吹扫阀 E₃—气相吹扫阀 E₄—吹扫总阀 G₁—压力表阀 G₂—压力表阀 L₁—液位计上阀 L₂—平衡阀 L₃—液位计下阀 LG—液位计 M₁—气源总阀 M₂—后部进排气阀 M₃—前部进排气阀 M₄—气源总阀 M₅—后部进排气阀 M₆—前部进排气阀 MV₁—LNG测满阀 MV₂—LN2测满阀 N—易熔塞 P₁—压力表 P₂—压力表 P₃—压力表 Pr—增压器 R—真空规管 S₁—安全阀 S₂—安全阀 S₃—安全阀 S₄—外筒防爆装置 V₁—增压阀 V₂—增压回汽阀 V₃—液体进出阀 V₄—上部进液阀 V₅—气体通过阀<1> V₆—气体通过阀<2> V₇—气体进出阀 V₈—紧急截断阀 V₉—紧急截断阀 VV—真空阀

(1)进排液系统 此系统由V₃、V₄和V₈阀组成。V₃为底部进排液阀,V₄为顶部进液阀,V₈为液相管路紧急截断阀。a管口连接进排液软管。

(2)进排气系统 V₇、V₉阀为进排气阀。V₉阀为气相管路紧急截断阀。装车时,槽车的气体介质经此阀排出予以回收。卸车时则由此阀输入气体予以维持压力。也可不用此口,改用增压器增压维持压力。b管口连接进排气软管。

(3)自增压系统 此系统由V₁、V₂阀及Pr增压器组成。V₁阀排出液体去增压器加热气化成气体后经V₂阀返回内筒顶部增压。增压的目的是为了维持排液时内筒压力稳定。

(4)吹扫置换系统 此系统由E₂、E₃和E₄阀组成。吹扫气由g管口进入,a、b、c管口排出,关闭V₃、V₄、V₉阀,可以单独吹扫管路;打开V₃、V₄、V₉和E₁阀,可以吹扫容器和管路系统。

(5)仪控系统 仪控系统由P₁、P₂、LG仪表和I₁、L₂、L₃、G₁、G₂阀门组成。P₁压力表和LG液位计安装在操作箱内;P₂安装在车前。I₁～L₃及G₁、G₂阀为仪表控制阀门。

(6)紧急截断装置与气控系统 在液相和气相进出口管路上,分别设有下列紧急截断装置和气控系统:

1)液相紧急截断装置。V₈为液相紧急截断阀,在紧急情况下由气控系统实行紧急开启或截断作用,它也是液相管路的第二道安全防护措施;V₈阀为气开式(控制气源无气时自动处于关闭状态)低温截止阀,且具有手动、气动(两者只允许选择一种)两种操作方式;

2)气相紧急截断装置。VQ阀为气相紧急截断阀。

3)气控系统。M₁为气源总阀;M₂、M₃为三通排气阀,一只安装在V₈阀上,另一只安装在汽车底盘空气罐旁的储气罐B上;N为易熔塞;P₃、P₄为控制气源压力表,气源由汽车底盘提供。V₈阀在0.1MPa气源压力下可打开,低于此压力即可关闭。

(7)安全系统 此系统由S₁、S₂、S₃安全阀及V₅、V₆控制阀、阻火器D组成。S₁为容器安全阀;S₂、S₃为管路安全阀,此为第一道安全防护措施;S₄为外筒安全装置;阻火器D用于阻止放空管口处着火时火焰回窜。

(8)抽空系统 VV为真空阀,用于连接真空泵。R为真空规管,与真空计配套可测定夹层真空度。

(9)测满分析取样系统 MV₁～MV₃阀为测满分析取样阀。f管口喷出液体时,则液体容量已达设计规定的最大充装量,该阀并可用于取样分析LNG纯度。

4.安全性设计简介

针对LNG的易燃易爆特点,设计有以下安全措施:

(1)紧急截断控制措施 通过M₂、M₃、M₅、M₆阀可以在操作箱内或汽车底盘前部实施气动控制。

(2)易熔塞 易熔塞为伍德合金,其融熔温度为(70±5)℃。伍德合金浇注在螺塞的中心通孔内。螺塞便于更换。易熔塞直接装在紧急截断阀的气源控制气缸壁上,当易熔塞的温度达到(70±5)℃时,伍德合金熔化,并在内部气压(0.1MPa)的作用下,将熔化了的伍德合金吹出并泄压。泄压后的紧急截断阀在弹簧的作用下迅速自动关闭,达到截断装卸车作业的目的。此为第三道安全防护措施。

(3)阻火器 阻火器内装耐高温陶瓷环,阻火器安装在安全阀和放空阀的出口汇集总管路上。当放空口处出现着火时防止火焰回窜,起到阻隔火焰作用,保护设备安全。

(4)吹扫置换系统 吹扫置换系统由E₂、E₃和E₄阀组成。g管口送入纯氮气,可对内筒和管路整个系统进行吹扫置换,直至含氧量小于2.0%为止。随即转入用产品气进行置换至纯度符合要求。管路包括输液或输气的吹除置换,同样应先用纯氮气吹扫管路至含氧量小于2.0%,然后再用产品气置换至纯度符合要求。

(5)导静电接地及灭火装置 本产品配有导静电接地装置,以消除装置静电;此外,在车的前后左右两侧均配有4只灭火机,以备有火灾险情时应急使用。