Ngv发动机试验台架燃气供气装备的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种NGV发动机试验台架燃气供气装备，包括天然气储气罐、增压压缩机、缓冲罐、脱水装置、加臭调压装置和自动控制系统，天然气储气罐的进气口与天然气管网气源出口相接，天然气储气罐的出气口与增压压缩机相接，增压压缩机的出气口与缓冲罐相接，缓冲罐的出气口与脱水装置相接，脱水装置的出气口与加臭调压装置的进气口相接，加臭调压装置通过电磁阀与NGV发动机试验台架供气总管相接，NGV发动机试验台架供气总管与至少一个NGV发动机试验台架支路相接，NGV发动机试验台架支路上有电磁阀和减压器。本实用新型的供气装备全方位地满足多个NGV发动机试验台架出厂性能调试所需的天然气供应，功能最齐全、自动化程度高。
【专利说明】
NGV发动机试验台架燃气供气装备
技术领域
[0001]本实用新型属于天然气的应用领域，具体是一种满足多台NGV(天然气汽车)发动机试验台架出厂性能调试所需燃气的NGV发动机试验台架燃气供气装备。
【背景技术】
[0002]随着改革开放深入，国民经济蓬勃发展，人民生活水平提高，城市公交车、出租车、私家车日益增加。汽车的排放严重污染着人类赖以生存的大气，使环境不堪重负。特别是近几年，国内雾霾天气对国计民生影响越来越重，治理大气污染倍受世界各国政府重视。
[0003]再者，燃油价格也在不断攀升，而天然气(主要成分是甲烷)与燃油相比，单位重量的天然气热值更高；出租车油改气后，每百公里可节省燃料费25元，每天行驶400公里，每年每车可节省燃料费用3.47万元。天然气公交车与柴油公交车相比每百公里可节省燃料费44元，每天行驶250公里，每车每年可节省燃料费用3.85万元，经济效益很好。更重要是天然气燃烧充分，尾气中CO含量减少97%、碳氢化合物减少72%、302减少90%，不含苯、铅等有毒有害物质，环保效果十分明显。天然气作为优质、高效、清洁燃料，在不少国家已经普及。
[0004]国际上一些大的汽车公司相继开发出电动汽车、醇类汽车、天然气汽车。从技术成熟度、经济性、易普及程度、资源等方面因素看，天然气汽车优于电动汽车、醇类汽车。因此近年来世界上汽车总保有量超过7.5亿辆，其中天然气汽车保有量已超过600万辆，加气站数量6000座以上，主要分布在富气贫油的意大利、新西兰、阿根廷、印尼等国家和环保法规严格的美国、日本等。戴-克、康明斯、依维柯等国际知名公司都在不遗余力地大力研发和推广各自的天然气发动机。
[0005]我国燃气汽车发展相对迟后，随着西气东输、陕气进京、川气进入上海，我国天然气汽车发动机的开发及应用的步伐加快。国内大型汽车厂和发动机厂如东风、解放、上柴、潍柴、玉柴不断加大产品开发力度，相继推出了各自的产品在市场上推广应用，主要产品也由双燃料汽车(天然气/汽油或柴油)转为单一天然气燃料汽车。
[0006]眼下许多NGV发动机生产厂处在天然气管网覆盖城市，急需专门将管网天然气(0.05?0.6MPa)增压(0.8?1.2MPa)、脱水、加臭、稳压的燃气供气装置，以满足天然气发动机出厂试验之用。
[0007]天然气汽车(NGV)用天然气的质量要求为:甲烷含量在84%以上，高位热值多31.4MJ/m3，含OK2.% ,H2S<15mg/m3，总硫<200mg/m3 ；常压干气露点彡-60 °C ；含尘量彡 5mg/m3，微尘直径SlOym13NGV发动机在出厂前需要进行调试，就需要向发动机提供符合其要求的天然气，以满足其调试需求。
【实用新型内容】
[0008]为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种NGV发动机试验台架燃气供气装备，该供气装备集天然气储罐、增压压缩机、脱水装置、加臭调压装置及自动控制系统于一体，全方位地满足多台NGV发动机试验台架出厂性能调试所需的天然气供应，且功能最齐全、自动化程度高。
[0009]本实用新型采用如下技术方案:NGV发动机试验台架燃气供气装备，包括天然气储气罐、增压压缩机、缓冲罐、脱水装置、加臭调压装置和自动控制系统，天然气储气罐的进气口与天然气管网气源出口管道连接，天然气储气罐的出气口与增压压缩机吸气口管道连接，增压压缩机的出气口与缓冲罐进气口管道连接，缓冲罐的出气口与脱水装置进气口管道连接，脱水装置的出气口与加臭调压装置的进气口管道连接，加臭调压装置的出气口通过电磁阀与NGV发动机试验台架供气总管管道连接，NGV发动机试验台架供气总管与至少一个NGV发动机试验台架支路管道连接，NGV发动机试验台架支路上有防爆电磁阀和减压器；所述的自动控制系统包括天然气泄漏探测器、PLC控制器、压力传感器、温度传感器、继电器、报警器和紧急停机开关，天然气泄漏探测器的探头设在天然气管道接口处，压力传感器、温度传感器和继电器设在增压压缩机及脱水装置上，天然气泄漏探测器、压力传感器、温度传感器和继电器都利用DSC端口与监控室的PLC控制器相接，PLC控制器与紧急停机开关和报警器相连。
[0010]本实用新型的供气装备可对天然气管网气源进入天然气储罐的天然气进行增压、脱水、加臭、调压等处理后，能够直接向各个NGV发动机试验台架提供所需燃气，同时满足多台NGV发动机试验台架调试用天然气的供应。且自动控制系统利用PLC对天然气压缩机实现电动机过载、短路保护，压缩机的油压、冷却水压过低，排气温度过高、排气压力过高的自动报警和停机;对脱水装置的加热器温度及启停控制，循环风机和冷却风机的启停自动控制；以及本装备工作间内空气中天然气含量超过其最低爆炸极限(LEL)的25%时发出警报，超过其最低爆炸极限的50%时紧急停机，并利用DCS端口与监控室之间远程控制，以确保本装备安全可靠运行。
[0011 ]所述的增压压缩机有两台，两台增压压缩机并列布置，一备一开，防止增压压缩机故障或正常维修保养影响NGV发动机正常出厂调试。
[0012]所述的增压压缩机为VWD-4.8/0.8-16型气缸无油无基础低噪音压缩机、两级压缩、循环水冷却，吸气压力为0.08MPa，排气压力为1.6MPa，排气量:4.8mm3/min，驱动电动机功率为75KW，软启动、PLC控制，设压缩机排气压力、排气温度超标及润滑油和冷却水压力过低等控制器和报警器。本实用新型的供气装备通过增压、脱水、加臭、调压，将天然气的压力调节到0.8?1.2MPa，满足天然气汽车发动机对燃气的需要。
[0013]所述的脱水装置包括左干燥塔和右干燥塔，左干燥塔的输入端和右干燥塔的输入端分别与前置过滤器的气体输出端连接，前置过滤器的输入端与缓冲罐的出气口连接;左干燥塔的输入端和右干燥塔的输入端还依次经过冷却风机、气液分离器、循环风机和加热器分别与左干燥塔的输出端和右干燥塔的输出端相接，构成分子筛再生回路;气液分离器的液体输出端连接储液罐，储液罐的排液端与前置过滤器的排污管相连通，并与排污口连接;左干燥塔的输出端和右干燥塔的输出端还分别与后置过滤器相接，后置过滤器与加臭调压装置相接，构成天然气脱水通道。该脱水装置利用两台干燥塔以循环的方式交替进行吸附和再生工作，一台处于吸附脱水阶段，另一台则处于分子筛再生及冷却阶段;吸附工作时间约16小时，再生时间约8小时，可保证本实用新型的供气装备的持续供气，满足天然气汽车台架调试的需要。
[0014]本实用新型的供气装备充分利用当地天然气管网压力，并按照国家标准要求对天然气管网提供的气源进行增压、脱水、净化、调压处理，为天然气汽车台架提供稳定燃气，满足其调试需要，自动化水平高，填补国内空白，具有相当好的经济社会效益。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型的NGV发动机试验台架燃气供气装备的示意图。
[0016]图2是本实用新型的NGV发动机试验台架燃气供气装备中脱水装置的示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本实用新型的实施例作具体描述:
[0018]NGV发动机试验台架燃气供气装备，如图1所示，包括天然气储气罐1、VW-4.8/0.8_16型增压压缩机21、22、缓冲罐3、脱水装置4、加臭调压装置5和自动控制系统，天然气储气罐I的进气口与天然气管网气源出口相接，天然气管网气源出口的管道直径为160cm，额定压力为0.08MPa，天然气储气罐I的容积彡6m3，工作压力彡0.2MPa，工作温度彡100°C,天然气储气罐I的出气口与增压压缩机21、22相接，增压压缩机21、22是的结构形式是V型、水冷、双作用、气缸无油润滑、无基础、两级压缩、低噪音压缩机，其公称容积流量多4.8m3/min，吸气压力为0.08MPa，排气压力彡I.6MPa，吸气温度彡40°C，排气温度160°C，输气温度彡60°C，冷却水流量为4m3/h，供气量为450?500Nm3/h，增压压缩机21、22并列布置，使用时一备一开，增压压缩机21、22与天然气储气罐I之间有电磁阀61，增压压缩机21、22的出气口与缓冲罐3相接，缓冲罐3的容积多6m3，工作压力多2.0MPa，工作温度彡100°C，缓冲罐3的出气口与脱水装置4相接，脱水装置4与加臭调压装置5相接，加臭调压装置5的输入压力为1.5MPa，输出压力为1.0?1.2MPa，加臭调压装置5通过防爆电磁阀62与无缝钢管制成的NGV发动机试验台架供气总管7相接，NGV发动机试验台架供气总管7与五个NGV发动机试验台架支路相接，单个NGV发动机试验台架的天然气流量为65kg/h，五个NGV发动机试验台架的天然气最小流量为325kg/h;NGV发动机试验台架支路上设各设一个防爆电磁阀63和一个减压器8，减压器8的输入压力为1.5MPa，输出压力为0.8?1.2MPa。
[0019]所述的自动控制系统包括天然气泄漏探测器、PLC控制器、压力传感器、温度传感器继电器、报警器和紧急停机开关，天然气泄漏探测器的探头设在天然气管道接口处，压力传感器、温度传感器和继电器设在增压压缩机及脱水装置上，天然气泄漏探测器、压力传感器、温度传感器和继电器都利用DSC端口与监控室的PLC控制器相接，PLC控制器与紧急停机开关和报警器相连。该自动控制系统利用PLC对天然气压缩机实现电动机过载、短路保护，压缩机的油压、冷却水压过低，排气温度过高、排气压力过高的自动报警和停机;对脱水装置的加热器温度和启停控制，循环风机和冷却风机的启停自动控制；以及本装备工作间内空气中天然气含量超过其最低爆炸极限(LEL)的25%时发出警报，超过其最低爆炸极限的50%时紧急停机，并利用DCS端口与监控室之间远程控制，以确保本装备安全可靠运行。另夕卜，增压压缩机置于隔音罩内，可确保本装备室外噪声声压级<65dB(A)。
[0020]所述的脱水装置4如图2所示，包括左干燥塔42A和右干燥塔42B，左干燥塔42A和右干燥塔42B内各装有约150kg 4A分子筛，用于吸收天然气中的水分，左干燥塔42A的输入端和右干燥塔42B的输入端分别通过阀43c和阀43e与前置过滤器41的气体输出端连接，前置过滤器41的输入端与缓冲罐3的出气口连接；左干燥塔42A的输入端和右干燥塔42B的输入端还分别通过阀43b和阀43d依次经冷却风机44、气液分离器45、循环风机47和加热器48分别通过阀43m、阀43k与左干燥塔42A的输出端和右干燥塔42B的输出端相接，构成分子筛再生回路，冷却风机44的功率为0.55kW，循环风机47的功率为3kW，加热器48的功率为12kW;气液分离器45的液体输出端通过阀43f连接储液罐46，储液罐46的排液端与前置过滤器41的排污端相连通，并与排污口连接，储液罐46的排液端有阀43g，前置过滤器41的排污端有阀43a;左干燥塔42A的输出端和右干燥塔42B的输出端还分别通过阀43η和阀43h与后置过滤器49相接，后置过滤器49与加臭调压装置5相接，构成天然气脱水通道。该脱水装置4利用左干燥塔42A和右干燥塔42B以循环的方式交替进行吸附和再生工作，一台处于吸附脱水阶段，另一台则处于再生及冷却阶段;吸附时间约16小时，再生时间约8小时，可保证后续系统能得到干燥持续的供气，满足天然气汽车台架调试的需要。脱水装置4的常压干气露点<-60 0C，含尘量彡5mg/m3，微尘直径彡1ym，额定流量600Nm3/h。
[0021]以上所述仅为本实用新型的一种五台架NGV发动机试验燃气供气装备的实施方式，并非对本实用新型的限制，凡是利用本实用新型的设计思路及原理所作的等效变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1.NGV发动机试验台架燃气供气装备，包括天然气储气罐、增压压缩机、缓冲罐、脱水装置、加臭调压装置和自动控制系统，其特征在于:天然气储气罐的进气口与天然气管网气源出口管道连接，天然气储气罐的出气口与增压压缩机管道连接，增压压缩机的出气口与缓冲罐管道连接，缓冲罐的出气口与脱水装置管道连接，脱水装置的出气口与加臭调压装置的进气口管道连接，加臭调压装置的出气口通过电磁阀与NGV发动机试验台架供气总管管道连接，NGV发动机试验台架供气总管与至少一个NGV发动机试验台架支路管道连接，NGV发动机试验台架支路上有防爆电磁阀和减压器； 所述的自动控制系统包括天然气泄漏探测器、PLC控制器、压力传感器、温度传感器继电器、报警器和紧急停机开关，天然气泄漏探测器的探头设在天然气管道接口处，压力传感器、温度传感器和继电器设在增压压缩机及脱水装置上，天然气泄漏探测器、压力传感器、温度传感器和继电器都利用DSC端口与监控室的PLC控制器相接，PLC控制器与紧急停机开关和报警器相连。2.根据权利要求1所述的NGV发动机试验台架燃气供气装备，其特征在于:所述的增压压缩机有两台，两台增压压缩机并列布置。3.根据权利要求1或2所述的NGV发动机试验台架燃气供气装备，其特征在于:所述的增压压缩机为循环水冷却的两级活塞式压缩机，其吸气压力为0.08MPa，额定排气压力为1.6MPa；加臭调压装置的输入压力为1.6MPa；经减压器减压后的输出压力为0.8?I.2MPa。4.根据权利要求1或2所述的NGV发动机试验台架燃气供气装备，其特征在于:所述的脱水装置包括左干燥塔和右干燥塔，左干燥塔的输入端和右干燥塔的输入端分别与前置过滤器的气体输出端连接，前置过滤器的输入端与缓冲罐的出气口连接;左干燥塔的输入端和右干燥塔的输入端还依次经过冷却风机、气液分离器、循环风机和加热器分别与左干燥塔的输出端和右干燥塔的输出端相接，构成分子筛再生回路;气液分离器的液体输出端连接储液罐，储液罐的排液端与前置过滤器的排污管相连通，并与排污口连接;左干燥塔的输出端和右干燥塔的输出端还分别与后置过滤器相接，后置过滤器与加臭调压装置相接，构成天然气脱水通道。
【文档编号】G01M15/02GK205656006SQ201620507893
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2016年5月25日 公开号201620507893.3, CN 201620507893, CN 205656006 U, CN 205656006U, CN-U-205656006, CN201620507893, CN201620507893.3, CN205656006 U, CN205656006U
【发明人】李传继, 王万军, 施恩明
【申请人】安徽省鸿申压缩机有限公司