專利名稱：以壓縮天然氣輸送液化天然氣的汽車用供氣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種以常壓或O. 5Mpa以下低壓液化天然氣為燃料的 汽車的供氣系統(tǒng)，或中重型汽車的燃?xì)夤庋b置，尤其是以壓縮天然氣 輸送液化天然氣的汽車用供氣裝置。
背景技術(shù)：
公知技術(shù)中，天然氣是優(yōu)質(zhì)高效清潔的能源，管道輸送是天然氣的
基本方式。實踐證明，大規(guī)模天然氣輸送，采用管道是最經(jīng)濟(jì)和有效的
輸送方式。此外，還可采用其他兩種輸送方式。 一種是液化天然氣 n mgv縣您^鈥與誠OfS雖講籽儲;云.呆一軸縣rc縮^鈥與rr.mo
由于輸氣干線的建設(shè)受城市氣化條件，經(jīng)濟(jì)實力，用戶氣價承受能力等 綜合因素的限制，使得輸氣干線難以聯(lián)網(wǎng)，供應(yīng)范圍受到限制，并且只 能向長輸管道沿線城鎮(zhèn)供氣。因此如何滿足長輸管線周邊中小規(guī)模城鎮(zhèn)
的天然氣需求，將成為一個新的研究課題。壓縮天然氣(CNG)，是將 天然氣凈化壓縮后，儲存在專門的容器內(nèi)用汽車運送。我國目前除了應(yīng) 用于天然氣汽車之外，對城鎮(zhèn)的天然氣供應(yīng)也已陸續(xù)開始。
CNG系統(tǒng)供應(yīng)城鎮(zhèn)方式源自天然氣汽車加氣的子母站系統(tǒng)。由于子 母站系統(tǒng)技術(shù)成熟，靈活方便，而且投資比建獨立加氣站少，因而提出 借鑒子母站系統(tǒng)的運行方式采用CNG供應(yīng)城鎮(zhèn)燃?xì)狻NG城鎮(zhèn)燃?xì)夤?應(yīng)系統(tǒng)主要由取氣點加壓站，CNG鋼瓶拖車，城鎮(zhèn)卸氣站，城鎮(zhèn)輸配管網(wǎng)組成。天然氣首先經(jīng)計量，調(diào)壓后進(jìn)入凈化裝置，脫除水，硫化氫，
二氧化碳，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。經(jīng)壓縮機(jī)加壓至15 25MPA，通過加壓站的 高壓膠管和快裝接頭向CNG鋼瓶拖車充氣，當(dāng)鋼瓶壓力達(dá)到設(shè)定值后， 壓縮機(jī)自動停機(jī)。CNG鋼瓶拖車通過公路運輸?shù)竭_(dá)城鎮(zhèn)卸氣站，通過卸 報站的高壓膠管和快裝接頭卸氣，CNG首先進(jìn)入一級換熱器加熱，防止 天然氣通過調(diào)壓器減壓時溫降過大，影響后續(xù)設(shè)備及管網(wǎng)的正常運行， 再進(jìn)入一級調(diào)壓器減壓，之后依次經(jīng)過二級換熱器，二級調(diào)壓器，三級 調(diào)壓器，將壓力調(diào)至城鎮(zhèn)管網(wǎng)運行壓力，經(jīng)計量，加臭后進(jìn)入城鎮(zhèn)輸配 管網(wǎng)。卸氣裝置的加熱和調(diào)壓級數(shù)應(yīng)綜合鋼瓶拖車最高工作壓力，調(diào)壓 裝置卸氣能力，城鎮(zhèn)管網(wǎng)設(shè)計壓力等因素確定。卸氣站的調(diào)峰可采用多 種方式，如管束儲氣，儲罐儲氣，設(shè)調(diào)峰氣源以及利用鋼瓶拖車等。由 于每輛鋼瓶拖車的載氣能力為3000 6000立方米，具有一定的調(diào)峰能 力，利用CNG鋼瓶拖車調(diào)峰不失為一種經(jīng)濟(jì)，靈活的調(diào)峰手段。
目前，公知的天然氣汽車燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)主要有壓縮天然氣(CNG)和 液化天然氣(LNG)兩種方式。壓縮天然氣是將天然氣以20-25Mpa的高壓 壓縮在鋼瓶中，為汽車供氣。壓縮后體積比為l: 200左右，由于受到鋼 瓶容量的限制， 一般為50-60升， 一次充裝量僅為10-12m3，續(xù)駛里程較 低，多用于小型汽車的燃?xì)庀到y(tǒng)。液化天然氣是通過壓縮和冷卻將天然 氣轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)進(jìn)行儲運和使用，體積比為l: 625，是壓縮天然氣的三倍， 因而具有一次充裝量大，續(xù)駛里程長的優(yōu)點，尤其適合中重型汽車替代 燃油使用。由于液化天然氣自身的壓力較低， 一般低于0.5MPa，而汽車 燃?xì)夤庀到y(tǒng)要求具有較為穩(wěn)定的壓力，高于0.5MPa，以便為發(fā)動機(jī)連續(xù)穩(wěn)定供氣。目前的汽車用液化天然氣供氣系統(tǒng)也分為兩種方式， 一種 是使用專業(yè)泵進(jìn)行液體輸送，優(yōu)點是穩(wěn)定可靠，缺點是成本高，目前無 成熟產(chǎn)品。另一種方式是在液化天然氣工廠或加氣站通過整體調(diào)壓將其
自身壓力調(diào)高到0.5Mpa以上，進(jìn)而加注到車用瓶中供汽車使用，其優(yōu)點 是汽車供氣系統(tǒng)不需專門的升壓及供壓裝置，結(jié)構(gòu)簡單可靠，缺點是工 廠或站內(nèi)調(diào)壓耗時長，能耗大，因而成本高。
中國專利200520032306.1液化天然氣自動調(diào)壓氣化加氣裝置， 屬于利用液化天然氣為壓縮天然氣汽車加氣技術(shù)領(lǐng)域。它主要由液化天 然氣儲罐、低溫電磁閥、液化天然氣高壓柱塞泵、高壓空溫式氣化器、 壓縮天然氣儲罐、壓力傳感器、電子調(diào)壓器、卸載電磁閥、售氣機(jī)等連 接而成，整個裝置可以模塊式組裝，也可安裝在一個總裝底盤上；由電 子調(diào)壓器使壓縮天然氣儲罐的壓力自動保持在20-25MPa之間。但是， 這些新的技術(shù)方案仍然不能滿足現(xiàn)實要求。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是解決由于LNG在-162攝氏度條件下自身為常壓 的特性而無法為車輛發(fā)動機(jī)提供足量，持續(xù)的燃料供應(yīng)問題，提供一種 汽車用常壓或低壓液化天然氣供氣系統(tǒng)，該系統(tǒng)不使用專用泵，同時也 不需要事先將液體進(jìn)行整體調(diào)壓就可直接加注在車用瓶中立即供汽車行 駛使用，即以壓縮天然氣輸送液化天然氣的汽車用供氣裝置。
實現(xiàn)本實用新型發(fā)明目的的措施包括CNG鋼瓶經(jīng)管線依次連接 瓶閥至LNG鋼瓶，LNG鋼瓶經(jīng)管線依次連接出至汽化器。
本實用新型的優(yōu)點在于可以以極低的成本實現(xiàn)常壓或0.5Mpa以下低壓液化天然氣在汽車尤其是中重型汽車替代燃油的市場應(yīng)用，是目前 技術(shù)現(xiàn)狀下較為經(jīng)濟(jì)和適于市場推廣的方案。技術(shù)成熟，結(jié)構(gòu)簡單，成 本低廉。與同類產(chǎn)品相比，具有工藝流程簡單、安全可靠、操作簡便、 周期短、投資小等優(yōu)點。
附困說明
附

圖1為本實用新型實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖
附圖標(biāo)記包括CNG鋼瓶1，瓶閥2，控制閥3，壓力表4， 二級 減壓閥5，管線6， 二級安全閥7，三級安全闊8， LNG鋼瓶9，汽 化器ll，調(diào)壓閥12，緩沖罐13，汽車發(fā)動機(jī)14,電磁閥15。
具體實施方式

實施例1: CNG鋼瓶1經(jīng)管線6依次連接瓶閥2至LNG鋼瓶9， LNG鋼瓶9經(jīng)管線6依次連接至汽化器11。
CNG鋼瓶1經(jīng)管線6依次連接瓶閥2、控制閥3、壓力表4和 二級減壓閥5后接至LNG鋼瓶9。
控制閥3在CNG二級減壓閥5出現(xiàn)故障時，能及時切斷管線中氣 體的輸出。CNG 二級減壓閥7為CNG專用減壓閥，通過兩級減壓將25Mpa 的CNG減壓到0.8Mpa的天然氣。
LNG鋼瓶9為LNG車載氣瓶， 一般采用雙層金屬加真空纏繞絕熱技 術(shù)。采用這種技術(shù)日蒸發(fā)率能控制在0.2%以內(nèi)，因此可以保證7 14d 基本不發(fā)生蒸發(fā)損失。LNG鋼瓶9在放空管線上有壓力表4、兩級安全 閥5和液位計，保證罐內(nèi)壓力身高后能自動排放。
LNG鋼瓶9外部連接出二級安全閥7和三級安全閥8。LNG鋼瓶9內(nèi)液化天然儲存狀態(tài)是液氣狀態(tài)并存，汽化器ll 經(jīng)管線6連接出至緩沖罐13，并經(jīng)調(diào)壓閥連接汽車發(fā)動機(jī)14。 控制閥3為壓力控制電磁閥。
汽化器11為水浴式汽化器。水浴式汽化器11利用車輛上循環(huán)水 系統(tǒng)，將0.8Mpa的LNG迅速汽化為天然氣，滿足車輛發(fā)動機(jī)所需燃料。
緩沖罐13為天然氣緩沖罐。緩沖罐13解決車輛在加速及重載時 燃料供應(yīng)不足的現(xiàn)象。緩沖罐13與汽車發(fā)動機(jī)14間連接調(diào)壓閥12 和電磁閥15。調(diào)壓閥12保證汽車發(fā)動機(jī)14所需燃料的穩(wěn)定壓力。電 磁閥15保證車輛停駛時能同步切斷燃料供應(yīng)的裝置。
CNG鋼瓶1內(nèi)壓力通常為20-25Mpa，經(jīng)過兩級減壓后壓力減低為 0.8Mpa，保證汽車發(fā)動機(jī)14要求的供氣壓力，即可通過CNG鋼瓶1的 接口 ，接入LNG鋼瓶9內(nèi)。由此壓力源推動LNG液體從LNG鋼瓶9 的出液口流出，經(jīng)由使用車輛循環(huán)水的水浴式汽化器汽化ll，儲存在緩 沖罐13，通過調(diào)壓閥12，調(diào)整為汽車發(fā)動機(jī)14需要的進(jìn)氣壓力后送入 汽車發(fā)動機(jī)14燃燒做功。進(jìn)氣量、混合空氣量等參數(shù)由ECU單元自動 控制，保證汽車發(fā)動機(jī)14正常工作。為保證安全，系統(tǒng)中設(shè)有壓力表4、 二級安全閥7，三級安全閥8保證LNG鋼瓶9的設(shè)備安全。
本實施例在使用時，在現(xiàn)有車用液化天然氣供氣系統(tǒng)中加入壓縮天 然氣瓶，將25Mpa左右的壓縮天然氣體經(jīng)過二級減壓，穩(wěn)壓調(diào)壓后降至 0.8Mpa的穩(wěn)定壓力接入液化天然氣車用瓶的氣相空間，以其壓力作為瓶 內(nèi)常、低壓LNG液體的輸送壓力，確保瓶內(nèi)的液化天然氣能夠連續(xù)、穩(wěn) 定的向瓶外輸送，因而不需要專用泵，液體也無需事先調(diào)壓就可以保證汽車發(fā)動機(jī)的隨時隨地的正常工作。同時接入液體瓶內(nèi)的壓縮天然氣本 身也是對瓶內(nèi)液體進(jìn)行整體調(diào)壓的熱源，可以在保證汽車正常行駛的同 時對瓶內(nèi)常壓液體進(jìn)行快速調(diào)壓，待瓶內(nèi)液體自身壓力升高到高于
0.6Mpa時即可關(guān)閉CNG鋼瓶1氣路，依靠液體自身壓力進(jìn)行穩(wěn)定供液。 經(jīng)過實際測試，現(xiàn)有300升至440升的LNG鋼瓶9經(jīng)過充液后瓶內(nèi)壓 力一般低于0.3Mpa,無法保證正常供液，開啟壓縮天然氣后可以立即正 常行駛；行駛約30分鐘后即可將瓶內(nèi)液體整體壓力升高至0.55-0.6Mpa， 此時關(guān)閉壓縮天然氣系統(tǒng)，汽車可以依靠瓶內(nèi)液體自身壓力正常行駛， 直到下次充液之前無需再次開啟壓縮天然氣，達(dá)到了保證汽車隨時隨地 正常行駛的目的。由于壓縮天然氣和液化天然氣屬于不同物理形態(tài)的同 一種介質(zhì)，混合后不會產(chǎn)生不同介質(zhì)混合可能發(fā)生的反應(yīng)和混爆危險， 同時壓縮天然氣的高壓經(jīng)過兩級減壓和穩(wěn)壓調(diào)整后變?yōu)?.8Mpa的低壓氣 體，另外氣路中還有壓力顯示和超壓排放的安全附件，接入LNG鋼瓶9 內(nèi)也不會發(fā)生高壓危險，因此整體安全性可以保障。
本實施例的優(yōu)點在于，可以以極低的成本實現(xiàn)常壓或O. 5Mpa以下低壓 液化天然氣在汽車尤其是中重型汽車替代燃油的市場應(yīng)用，是目前技術(shù) 現(xiàn)狀下較為經(jīng)濟(jì)和適于市場推廣的方案。技術(shù)成熟，結(jié)構(gòu)簡單，成本低 廉。與同類產(chǎn)品相比，具有工藝流程簡單、安全可靠、操作簡便、周期
短、投資小等優(yōu)點。
權(quán)利要求1.以壓縮天然氣輸送液化天然氣的汽車用供氣裝置，其特征在于，CNG鋼瓶(1)經(jīng)管線(6)依次連接瓶閥(2)至LNG鋼瓶(9)，LNG鋼瓶(9)經(jīng)管線(6)依次連接出至汽化器(11)。
2. 如權(quán)利要求1所述的以壓縮天然氣輸送液化天然氣的汽車用供氣 裝置，其特征在于，CNG鋼瓶(1)經(jīng)管線(6)依次連接瓶閥(2)、控制 閥(3)、壓力表(4)和二級減壓閾(5)后接至LNG鋼瓶(9)。
3. 如權(quán)利要求1所述的以壓縮天然氣輸送液化天然氣的汽車用供氣 裝置，其特征在于，LNG鋼瓶(9)在放空管線上有壓力表(4)、 二級安全閥 (7)、三級安全閥(8)和液位計。
4. 如權(quán)利要求1所述的以壓縮天然氣輸送液化天然氣的汽車用供氣 裝置，其特征在于，LNG鋼瓶(9)外部連接出二級安全閥(7)和三級安 全閥(S)。
5.
6. 如權(quán)利要求1所述的以壓縮天然氣輸送液化夭然氣的汽車用供氣 裝置，其特征在于，汽化器(11)經(jīng)管線(6)連接出至緩沖罐(13)，并經(jīng) 調(diào)壓閥連接汽車發(fā)動機(jī)(14)。
7. 如權(quán)利要求1所述的以壓縮天然氣輸送液化天然氣的汽車用供氣 裝置，其特征在于，汽化器(ll)為水浴式汽化器，緩沖罐(13)為天然氣 緩沖罐，緩沖罐(13)與汽車發(fā) 動機(jī)(14)間連接調(diào)壓閥(12)和電磁閥(15)。
專利摘要以壓縮天然氣輸送液化天然氣的汽車用供氣裝置，CNG鋼瓶(1)經(jīng)管線(6)依次連接瓶閥(2)至LNG鋼瓶(9)，LNG鋼瓶(9)經(jīng)管線(6)依次連接出至汽化器(11)?？梢砸詷O低的成本實現(xiàn)常壓或0.5Mpa以下低壓液化天然氣在汽車尤其是中重型汽車替代燃油的市場應(yīng)用，是目前技術(shù)現(xiàn)狀下較為經(jīng)濟(jì)和適于市場推廣的方案。技術(shù)成熟，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉。與同類產(chǎn)品相比，具有工藝流程簡單、安全可靠、操作簡便、周期短、投資小等優(yōu)點。
文檔編號F17D1/00GK201359197SQ200920139808
公開日2009年12月9日 申請日期2009年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月13日
發(fā)明者嚴(yán)丹華, 劉敏劍, 東 向, 張新建, 張樹鋼, 波 李, 李進(jìn)賓, 峰 王, 王力源, 王建軍, 王曉戈, 偉 陸 申請人:新疆廣匯液化天然氣發(fā)展有限責(zé)任公司