气体燃料汽车的安全技术课件.ppt

1、天然气汽车概述 知足常乐，历经兵农工商学。知足常乐，历经兵农工商学。历经：历经：兵团开车，地方修车，企业管理：技术、运营、物流、安全、保卫，职任：职任：客运站长、公司经理，集团技术总监，总经理及法人代表。学历：学历：本科、MBA，专业：专业：汽车维修与使用、企业管理、经济管理。职业资格与职称：职业资格与职称：高级工程师、高级技师、国家经济师、高级技能专业教师、高级国家职业资格考评员。管理科学研究院特约讲师、管理顾问有限公司高级讲师。客座客座任教：任教：大学、技师学院、国家职业资格培训与考评及企业内部职业培训。Q号号657555589朱明 百度个人主页 (本人教学资料搜索:朱明朱明zhubob(

2、资料内容资料内容)朱明工作室朱明工作室天然气汽车概述 根据根据GB7258-2004机动车运行安全技机动车运行安全技术条件术条件，气体燃料汽车（，气体燃料汽车（gasoline fuel vehicle）是指装备有液化石油气、天然）是指装备有液化石油气、天然气或煤气等气体为燃料的发动机的汽车。气或煤气等气体为燃料的发动机的汽车。天然气汽车的类型-储带天然气的压力和形态（CNGV）（Compressed Natural Gas Vehicle）以高压气态储带天然气的天然气汽车称为压缩天然气汽车。储带于储气瓶内的高压天然气（通常为20MPa），工作时经降压、计量和混合后进入气缸，也可直接喷入气缸或

3、进气管。CNGV是天然气汽车的主体。（NNGV）（Normal Natural Gas Vehicle）以常压气态储带天然气的天然气汽车称为常压天然气汽车。常压天然气汽车出现于第一次世界大战期间，上世纪五六十年代在我国四川省有少量常压天然气汽车使用。这种原始的储带方式因携带不便和安全隐患太大，已基本被淘汰。天然气汽车的类型-储带天然气的压力和形态（LNGV）（Liquefied Natural Gas Vehicle）以液态储带天然气的天然气汽车称为液化天然气汽车。天然气在低于-161.5的超低温下以液态储存于绝热性能良好的容器中，工作时液化天然气经升温、汽化、计量和混合后进入气缸，也可直接喷

4、入气缸或进气管。由于天然气液化后的体积仅为标准状态下体积的1/625，储带方便，应用潜力较大。（ANGV）（Adsorbable Natural Gas Vehicle）以吸附方式储带天然气汽车称为吸附天然气汽车。储带于储气瓶内的中压天然气（3.56MPa），工作时经降压、计量和混合后进入气缸，也可直接喷入气缸或进气管。天然气汽车的类型-燃料的组成 单一燃料汽车，点燃式发动机。GB7258-2004中两用燃料汽车定义 GB7258-2004中双燃料汽车定义 NG汽汽油油两两用用燃燃料料（Bi-fuel）汽汽车车NG柴柴油油双双燃燃料料（Dual Fuel）汽汽车车天然气汽车的安全性分析 许多人

5、认为天然气汽车携带内装20MPa天然气高压储气瓶，就象随时都会爆炸的定时炸弹，很不安全。天然气汽车的安全性必须从和来考虑天然气汽车的安全性 燃燃料料特特性性燃燃料料容容器器天然气的理化特性 其主要成分是甲烷CH4约占8595%，还伴有少量的乙烷、丙烷、丁烷，以及少量的杂质氮、二氧化碳等。天然气按其来源有气田气、油田伴生气和煤成气之分。其中伴生气又有两种，一种是溶解在石油中，称为溶解气；一种是聚集在含气已饱和的油层顶部，称为气顶气。天然气的理化特性 世界天然气的探明储量世界天然气的探明储量1995年年1月月1日为日为141万亿万亿m3，按世界天然气协会主席杰福瑞，按世界天然气协会主席杰福瑞塞斯勒

6、先生塞斯勒先生的乐观测算，地球上的天然气够用的乐观测算，地球上的天然气够用200年以上。年以上。在解决地下管道堵塞故障时发现了一种天然气水在解决地下管道堵塞故障时发现了一种天然气水化物，它在低温、高压下呈白霜状。化物，它在低温、高压下呈白霜状。据报道在地球上永久冻土带和深海底部蕴藏有高据报道在地球上永久冻土带和深海底部蕴藏有高达达5000万万亿万万亿m3以上的水包甲烷形式的天然气水以上的水包甲烷形式的天然气水化物，足够全世界使用化物，足够全世界使用100万年。但由于开发费万年。但由于开发费十分昂贵而无人问津。十分昂贵而无人问津。CH4的主要性质 天然气的理化特性 天然气的自燃温度高达天然气的自

7、燃温度高达540，而汽油的自燃温，而汽油的自燃温度为度为260370。天然气（甲烷）一般情况下为气态且其分子量天然气（甲烷）一般情况下为气态且其分子量为为16，比汽油（，比汽油（114）小得多，而且比空气）小得多，而且比空气（28.9）小。当储气瓶发生泄露时，天然气将会）小。当储气瓶发生泄露时，天然气将会迅速向上逸散，不易聚集；迅速向上逸散，不易聚集；天然气的可燃范围下限为天然气的可燃范围下限为5%（在空气中的体积（在空气中的体积比），比汽油的比），比汽油的1.3要大得多。要大得多。尽管天然气的闪点很低，但由于很难达到被着尽管天然气的闪点很低，但由于很难达到被着火的浓度条件，其遇明火而被燃烧的

8、可能性比火的浓度条件，其遇明火而被燃烧的可能性比汽油低。汽油低。几种天然气汽车的特点对比 CNG储气瓶 CNG储气瓶是天然气汽车的重要部件，用来储存天然气，公称工作压力为20MPa或16MPa，一般为20MPa，属于高压容器，其生产需经国家劳动部认证。CNG储气瓶的材质类型 1.钢质或铝质金属气瓶（第一类）；2.钢质或铝质内衬环状缠绕纤维气瓶（第二类）；3.薄钢质或薄铝质内衬完全缠绕纤维（第三类）；4.非金属材料内衬缠绕纤维气瓶（第四类）。CNG储气瓶的性能指标 经济性：单位容积的成本（美国燃气研究会）。气瓶质量：质容比，即单位储存容积的质量。气瓶容积效率：容积比，是可使用的内部容积与整个气瓶

9、外部体积之比。气瓶坚固性：在使用过程中，气瓶因碰撞、火烧、腐蚀等原因而发生损坏（失效）。储气瓶经济性评价指标 天然气气瓶的安全装置 （1）过压安全（释放）阀 内装100易熔塞和26MPa爆破片，当瓶内温度、压力超过上述值时可自动泄气，以免温度、压力过高发生爆炸。（2）充填限制阀 充气时气瓶内压力只要达到预定值，即自动停止充气，以防止使用中因温度升高瓶内压力超限。（3）过流截止阀 当发生事故管道或阀门接口等处破裂，燃气大量逸出时，可自动关闭，切断气流。（4）其他 油气转换开关具有停机时油气均可自动关闭。钢瓶型号的组成部分CNP型式A或B或C 公称外径（mm）公称水容积（L）公称工作压力（MPa）

10、汽车用压缩天然气钢瓶如标记为“CNP20-60-229A”的钢瓶意义为：公称工作压力20MPa，公称水容积60L，公称外径为229mm，结构型式为A的汽车用天然气钢瓶。天然气气瓶检验规则 1）瓶体允许的制造公差 2）瓶体内外观要求 3）瓶口内螺纹 4）机械性能试验 5）硬度试验 6）冷弯和压扁试验 7）金相组织检查 8）水压试验 9）气密试验 10）爆破试验 11）无损探伤 12）出厂检验 13）型式试验型式试验 、制造厂新设计的钢瓶；、制造厂因改变原制造工艺而生产的钢瓶；、改变瓶体材料牌号而生产的钢瓶；、变更瓶体直径和设计壁厚生产的钢瓶；、变更热处理方式而生产的钢瓶；、变更最小屈服应力保证值

11、超过60N/mm2而生产的钢瓶。火烧试验 点火后，火焰应环绕钢瓶整个环向。点火5min内，所有热电偶应显示不低于650并持续保持不低于650的温度。钢瓶达到下列之一为合格：经30min火烧试验不爆破或安全装置泄露。但若安全装置在点火后5min内泄放，则应继续火烧试验至少5min。爆破冲击试验 钢瓶充装压缩天然气至公称工作压力，将瓶体水平放置地面，在钢瓶中部上表面放置200g左右硝胺炸药，然后引爆。钢瓶不破裂，测量凹坑深度应不小于5mm为合格。美国CNG气瓶公司 美国CNG气瓶公司对该公司生产的加强型铝复合材料气瓶所做的破坏试验主要有、和，试验在美国政府批准的专门机构的监督下进行的。撞撞击击试试

12、验验大大火火烧烧烤烤试试验验爆爆炸炸试试验验枪枪击击试试验验撞击试验大火烧烤试验 试验时将气瓶水平置于架上，大火由气瓶下面燃烧。气瓶内的初始压力为19.2MPa，试验过程气瓶的温度变化如表：爆炸试验 枪击试验 液化天然气储气瓶（1）气瓶内压力一般略高于1.0MPa，比压缩天然气气瓶压力小得多。液化天然气气瓶按低压容器来设计，质量较小。为保证安全，当气瓶内的饱和蒸气压达到1.6MPa时，压力泄放阀开启泄气，以避免气瓶压力过高。（2）天然气的主要成分是甲烷，在-161.5的低温下才被液化。在压力状态下，沸点升高，一般储存于气瓶内液化天然气的温度为-125-161.5。超超低低温。温。LNG泵安装示

13、意图 仪表检测点及LNG储罐示意图 仪表检测点及LNG储罐结构-气体浓度检测点；-温度检测点（高位）；-温度检测点（低位）；-测雾点；-干粉灭火器液化石油气的理化特性 燃气汽车改装技术要求 对于燃气汽车，国家在2001年9月3日发布了于2002年4月1日实施的燃气汽车改装技术要求。GB/T 18437.1-2001规定了燃气汽车改装技术要求（压缩天然气汽车）；GB/T 18437.2-2001规定了燃气汽车改装技术要求（液化石油气汽车）。该标准适用于天然气额定工作压力不大于20mPa的汽油/压缩天然气两用燃料汽车的安装。对改装前的汽车技术条件的规定 1发动机的功率不低于额定值的85%，扭矩不低于额定值的90%。2汽车的其他技术性能应符合GB7258的要求。3汽车应有安装压缩天然气/液化石油气专用装置的足够的安全空间。4拟安装部位应有足够的强度。改装后的整车技术条件的规定 1改装后整车性能应符合GB7258的规定，排放性能应符合GB18285的规定。2改装后，整车质量不得超过原车总质量的5%。3对压缩天然气汽车改装后，整车的动力性能在燃气时的功率输出值不得小于改装前功率输出值的88%，扭矩值不得小于92%；而对于液化石油气汽车改装后，整车的动力性能在燃气时的功率输出值不得小于改装前功率输出值的92%，扭矩值不得小于95%。