張家港中集圣達(dá)因低溫裝備有限公司 高潔 劉宏偉 吳小芳

隨著LNG用戶的不斷增加，對(duì)LNG車的新要求也隨之而來。之前的LNG運(yùn)輸多為遠(yuǎn)距離長途運(yùn)輸，為了追求運(yùn)輸效率最大化，LNG運(yùn)輸車一般為三軸掛車，外形尺寸和總質(zhì)量都已逼近標(biāo)準(zhǔn)允許的極限，為了減輕自重，均不配備自增壓器和軟管，罐體壓力在0.6～0.7 MPa范圍，以便盡量降低罐體壁厚。因運(yùn)輸車尺寸太大，不適合在城市內(nèi)行駛。另外，接收罐需要配置卸車泵或是地面的增壓器才能進(jìn)行卸液，且由于運(yùn)輸車罐體壓力較低，接收罐壓力需維持在比運(yùn)輸車壓力低于0.2～0.4 MPa范圍，以便于接收液體；當(dāng)接收罐壓力過高時(shí)，就需要進(jìn)行排放降壓，會(huì)導(dǎo)致介質(zhì)損失。根據(jù)以上情況，此類LNG運(yùn)輸車更適合在專門的LNG卸液站或向更大容積的LNG貯罐進(jìn)行卸液，以便一次性卸完所有液體。然而，隨著LNG應(yīng)用的不斷推廣，用戶的情況也逐漸多樣化，小型LNG貯罐充裝的需求增大對(duì)于LNG車有了新的要求。

LNG帶泵車的出現(xiàn)，為解決上述問題給出了一個(gè)新的選擇，LNG帶泵車是在LNG運(yùn)輸車基礎(chǔ)上配備了卸液泵，具備快速卸液的功能，出口壓力高，不需要接收罐進(jìn)行泄壓，可避免介質(zhì)的損失，適用于充裝小型貯罐。LNG帶泵車為LNG的更快推廣使用鋪平了道路。

LNG帶泵車主體結(jié)構(gòu)

LNG帶泵車根據(jù)底盤不同分為整車和半掛車兩種，整體結(jié)構(gòu)如題圖所示。帶泵車主要由底盤和低溫液體貯罐兩大部分組成。此外，還包含有管路系統(tǒng)、泵池、潛液泵、電控箱、增壓器、軟管箱、操作箱和儀電等附屬部分。

1.罐體和底盤

罐體和底盤與LNG運(yùn)輸車的結(jié)構(gòu)相同。

2.操作箱

罐體后部設(shè)置有操作箱，管路系統(tǒng)和儀表一般都布置在操作箱中。管路系統(tǒng)除LNG運(yùn)輸車配置的管線外，還包括潛液泵排液管路、增壓管路等，如圖1所示。

3.潛液泵

操作箱內(nèi)部安裝有低溫泵的泵池及潛液泵（如圖2～3），用于快速充裝液化天然氣，并能增高液體的出口壓力，泵池與罐體底部聯(lián)通，潛液泵安裝在泵池內(nèi)部，其泵體與電機(jī)完全浸潤在液體中，以便潛液泵長期處于待工作狀態(tài)，最大程度縮短了其啟動(dòng)時(shí)間和待機(jī)時(shí)間，并確保其快速起壓。

4.流量計(jì)

安裝在泵出口處的流量計(jì)，用于計(jì)量卸液量。目前常用的流量計(jì)有質(zhì)量流量計(jì)（如圖4）和平衡流量計(jì)（如圖5）兩種。質(zhì)量流量計(jì)直接測(cè)量通過流量計(jì)介質(zhì)的質(zhì)量流量，測(cè)量精度高，不會(huì)因流量密度的變化出現(xiàn)測(cè)量誤差，但質(zhì)量流量計(jì)價(jià)格昂貴，體積大，自重高，長期在車輛的顛簸下，會(huì)影響使用壽命。平衡流量計(jì)屬差壓式流量計(jì)的一種，測(cè)量的是流經(jīng)介質(zhì)的體積流量，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，永久壓力損失低，寬量程比，沒有活動(dòng)部件，穩(wěn)定性好，維修量極少，價(jià)格便宜；其缺點(diǎn)是在當(dāng)介質(zhì)處于壓力、溫度等參數(shù)變化很大的條件下，如剛啟動(dòng)泵進(jìn)行充裝時(shí)，計(jì)量不準(zhǔn)確。

5.增壓器

增壓器實(shí)質(zhì)是一臺(tái)采用鋁制螺旋翅片管或星形翅片管制作而成的空溫式氣化器。安裝在操作箱底部或底盤大梁側(cè)面，用于在排液過程中增加罐內(nèi)氣相壓力；此外，還能通過增壓器向罐內(nèi)液體調(diào)節(jié)飽和度，以提高充裝液體的溫度和壓力，滿足不同用戶的要求。

6.電控系統(tǒng)

控制面板箱采用防爆設(shè)計(jì)，內(nèi)部包括變頻器、流量計(jì)處理器和各種控制開關(guān)。主要控制器(斷開泵、電源控制和系統(tǒng)指示燈)位于控制面板的表面。

7.車載發(fā)電機(jī)

在整車底盤上配置PTO交流發(fā)電機(jī)，可自行發(fā)電，為LNG帶泵車的野外作業(yè)提供保障。

8.安全附件

除配置雙安全閥、緊急切斷閥、阻火器、壓力表、液位計(jì)、外筒防爆裝置、ABS防抱死裝置及導(dǎo)靜電裝置等各類安全附件外，還設(shè)置有拉斷閥裝置，即在充裝軟管接頭處設(shè)有拉斷閥裝置，拉斷閥裝置會(huì)在較大的拉力作用下斷成兩節(jié)，斷開后其內(nèi)置單向閥可以防止系統(tǒng)內(nèi)液化天然氣的外泄，形成密封結(jié)構(gòu)，以保護(hù)帶泵車的安全運(yùn)行。這樣可防止在卸液過程尚未結(jié)束時(shí)因汽車誤啟動(dòng)行駛而拉斷管路，形成液體大量外泄的問題。

9.車輛底盤

LNG帶泵整車采用的是二類汽車底盤，根據(jù)罐體容積不同，可選擇6×4底盤及8×4底盤，底盤多采用LNG發(fā)動(dòng)機(jī)，因裝載的是易燃介質(zhì)，故要求發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管前置。根據(jù)用戶的需求不同，目前國內(nèi)生產(chǎn)的LNG帶泵整車底盤既有陜汽、東風(fēng)特商等國內(nèi)普通底盤，也有東風(fēng)日產(chǎn)柴等合資高端底盤。

操作流程

a.裝液是將LNG充裝站貯罐內(nèi)的液體轉(zhuǎn)移到LNG帶泵車內(nèi)，其流程為LNG儲(chǔ)罐→充裝軟管→頂部、底部進(jìn)液管路→LNG帶泵車儲(chǔ)罐。

b.卸車是由潛液泵將LNG車內(nèi)的液體轉(zhuǎn)移至接收儲(chǔ)罐內(nèi)，同時(shí)通過潛液泵將部分液體打進(jìn)自增壓器進(jìn)行氣化增壓，保持罐內(nèi)的壓力，其流程為LNG帶泵車儲(chǔ)罐→潛液泵→排液管路→排液軟管→接收儲(chǔ)罐。

c.調(diào)壓是用潛液泵從帶泵車儲(chǔ)罐內(nèi)抽出部分液體通過自增壓器調(diào)壓后回到儲(chǔ)罐，當(dāng)儲(chǔ)罐的飽和壓力達(dá)到設(shè)定壓力后停止氣化，其流程為LNG帶泵車儲(chǔ)罐→潛液泵→自增壓器→LNG帶泵車儲(chǔ)罐。

主要特點(diǎn)

a.系統(tǒng)集成度高。LNG帶泵車配備有LNG儲(chǔ)罐、潛液泵、自增壓器、流量計(jì)、充裝管線、控制系統(tǒng)等部件，集LNG運(yùn)輸車、LNG儲(chǔ)罐、LNG泵、LNG氣化器功能為一體，一臺(tái)帶泵車即可完成運(yùn)輸、貯存、調(diào)壓、卸液、計(jì)量等各種功能。

b.采用潛液泵，實(shí)現(xiàn)快速充裝。相對(duì)于外置泵而言，采用潛液泵最大的優(yōu)勢(shì)是省去了20～30 min的預(yù)冷時(shí)間，無需損耗低溫介質(zhì)。另外，潛液泵的電機(jī)和軸承被低溫液體冷卻潤滑，其使用壽命長，極少出現(xiàn)機(jī)械故障，維修護(hù)養(yǎng)成本低。

c.槽車出口壓力高，接收儲(chǔ)罐無需放空泄壓，可避免介質(zhì)的損失。

d.配備車載流量計(jì)，計(jì)量方便準(zhǔn)確，并可選配打印機(jī)，使用方便。

e.儀電系統(tǒng)高度集成，操作方便。

f.自帶發(fā)電機(jī)，不受地面電源限制，適用范圍廣。

g.LNG帶泵整車外形尺寸較小，轉(zhuǎn)彎半徑小，適合城市道路運(yùn)輸，可更加靈活方便的快速移動(dòng)到指定地點(diǎn)。

LNG帶泵車技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

由于LNG帶泵車是近兩年才開發(fā)出來的新產(chǎn)品，目前還缺乏專門的標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)中僅在《移動(dòng)式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的附錄D中對(duì)于在真空絕熱罐體上設(shè)置卸液泵提出了一些基本的規(guī)定，尚不能對(duì)LNG帶泵車的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)進(jìn)行有效規(guī)范，生產(chǎn)廠家需要自行制定企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并通過國家質(zhì)檢總局的技術(shù)評(píng)審后才能進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造。

表1 LNG帶泵車規(guī)格一覽表

市場(chǎng)情況

目前國內(nèi)LNG帶泵車已實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)銷售的廠家只有三家，一是張家港中集圣達(dá)因低溫裝備有限公司，為國內(nèi)最大的低溫裝備制造商，是中集(集團(tuán))的能源化工食品裝備板塊(中集安瑞科集團(tuán))下屬的專業(yè)生產(chǎn)各類低溫貯運(yùn)裝備的骨干企業(yè)；還有兩家分別是查特中汽深冷特種車(常州)有限公司和張家港韓中深冷科技有限公司，其LNG帶泵車規(guī)格及技術(shù)參數(shù)見表1。

LNG帶泵車從2010年開始銷售，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前國內(nèi)保有量在150輛左右，主要客戶為燃?xì)饽茉垂尽⑽锪鬟\(yùn)輸公司等等。隨著LNG汽車高速發(fā)展，LNG應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展，小型LNG儲(chǔ)罐的保用量不斷上升，原有運(yùn)輸模式無法完全滿足用戶需求，因此LNG帶泵車必將得到更加廣闊前景。

(后期文章待續(xù))