液化天然气汽车罐车管路及附件设计注意事项

专⽤汽⻋󰀁|󰀁2018󰀁07液化天然⽓汽⻋罐⻋管路及附件设计注意事项Design Notes of Pipeline and Accessories for Liquefied Natural Gas Tank Truck于海东󰀁󰀁󰀁󰀁张强󰀁󰀁󰀁󰀁杨国祥󰀁󰀁YU󰀁Hai-dong󰀁et󰀁al荆⻔宏图特种⻜⾏器制造有限公司󰀁󰀁󰀁󰀁湖北荆⻔󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁448124摘 要：由于液化天然⽓汽⻋罐⻋管路及附件发⽣故障的频率较⾼，其设计及选型对保证罐⻋的正常运⾏⾮常关键。介绍了罐⻋液位测量管路、超压泄放管路、紧急切断阀、管路安全阀、三通球阀的安装设计以及管路和附件固定的设计注意事项，供设计和制造单位参考借鉴。 关键词：液化天然⽓ 汽⻋罐⻋ 管路及附件 设计注意事项 Abstract Due to the high frequency of failures in the pipeline and accessories of LNG tank trucks，the design and type selection are crucial to ensure the normal operation of tank cars. The installation design and notes of the tank liquid level measurement pipeline, 第一作者：于海东，男，1974年overpressure discharge pipe, emergency shutoff valve, pipeline safety valve, three pass ball 生，工程师，现从事低温储运设备的研发工作。valve,and the pipeline and accessories are introduced, which can be used for reference for the design and manufacturers.Key words liquefied natural gas; tank truck; pipeline and accessories; design attention中图分类号：U469.6+1 󰀁󰀁󰀁󰀁⽂献标识码：A 󰀁󰀁⽂章编号：1004-0226(2018)07-0103-031󰀁󰀁前⾔󰀁 V16排⽔⼝SV1SV2SV3SV4液化天然⽓汽⻋罐⻋的管路及附件⼀般设置在罐⻋的尾P1V2V3EV1V5V4排⽓⼝S部操作箱内，管路由上、下进出液管路、⾃增压管路、⽓相管V1V7V6⽓相⼝CZ-2P2V10V12AV储⽓瓶路、超压泄放管路、溢流管路、压⼒测量管路及液位测量管路V9V15L测满⼝CZ-1等组成，附件由安全附件、仪表及装卸附件组成 [1]。罐⻋管路V14VP-1V8V11液体进出⼝VR-1及附件发⽣故障的频率较⾼，而液化天然⽓属于易燃易爆介EV2SV5SV6EV3V13增压⼝CZ-3质，若在正常使⽤过程中发⽣泄漏，且不能及时地进⾏堵漏，图1󰀁󰀁液化天然⽓汽⻋罐⻋管路流程原理图将给周边⼈⺠⽣命财产带来⼀定的威胁，也给运营商造成不阀；V8为液位计下阀；V9为测满阀；V10为顶部进液阀；V11为必要的浪费与经济损失。管路及附件的设计及选型对保证罐底部进、出液阀；V12为液相放散阀；V13为增压阀；V14为真⻋的正常运营⾮常关键。空规管阀；V15为液位计平衡阀；V16为排⽔阀；EV1为⽓相紧液化天然⽓汽⻋罐⻋管路流程原理如图1所⽰。图1中，急切断阀；EV2为液相紧急切断阀；EV3为增压紧急切断阀；V1为仪表阀；V2为⽓体通过阀；V3为设备放空阀；V4为⽓体SV1~SV4为设备安全阀；SV5、SV6为管道安全阀；P1、P2为罐放散阀；V5为⽓相阀；V6为顶部进阀单向阀；V7为液位计上体压⼒表；L为差压液位计；CZ1为液体进出接口；CZ2为⽓相103.com.cn. All Rights Reserved.T FSPECIAL󰀁󰀁󰀁PURPOSE󰀁󰀁󰀁VEHICLE接口；CZ3为增压器液相接口；AV为紧急切断阀控制装置；VP-1为抽真空装置。VR-1为测真空口；S为外壳爆破装置。远控切断，紧急切断阀的作⽤对罐⻋的安全使⽤尤为关键。紧急切断阀的安装设计有以下注意事项。a. 紧急切断阀的安装⽅向。⼀般阀⻔的安装⽅向是按⼯作时介质的流向确定的，但罐⻋紧急切断阀的主要作⽤是遇紧急情况时切断罐内的介质外泄，因此不论介质流向，安装⽅向宜朝向罐体外设置，如图3所⽰。紧急切断阀关闭操作是活塞在弹簧的作⽤下带动阀杆与阀瓣向下运动，密封件压紧阀座密封；若反装，当罐体内的压⼒较⾼时，罐内⽓体可能顶动阀杆和活塞杆压缩弹簧，密封⾯⽆法完全密封[2]。b. 紧急切断阀安装应固定可靠。汽⻋罐⻋属移动式压⼒容器，在运⾏中由于不良路⾯等会产⽣较⼤振动，紧急切断阀的质量较⼤，如不进⾏可靠固定，在振动时将产⽣较⼤的附加应⼒，阀⻔的焊缝处可能产⽣裂纹，如图3所⽰。据公开报道发2󰀁󰀁管路及附件的设计2.1󰀁󰀁液位测量管路的设计低温罐⻋上使⽤的液位计通常为压差式液位计，利⽤介质的⾼度差进⾏液位测量，因罐⻋介质⾼度不是很⼤，液位测量管路的液相管如设计得不合理，液位计测量将产⽣较⼤误差或指针不稳定，液位测量管路的液相管设计有以下注意事项。a. 液位测量管路的液相管应能吸收热量对低温介质进⾏充分地⽓化。罐⻋内罐体缠绕绝热材料时不应把液相管⼀起包在绝热材料内，应露在绝热材料外，且在液相管底部增加加热铜丝，这样液相管中的介质能够进⾏充分的⽓化，保证液位计测量准确，如图2所⽰。内容器取压⼝接头绝热材料加热铜丝液位测量管路液相管外壳⽣的多起管路泄漏引起的较⼤事故，都是因为紧急切断阀焊缝裂纹导致的泄漏。安装固定⽀架位置.com.cn. All Rights Reserved.图2󰀁󰀁液位测量管路的液相管b. 液位测量管路的液相管设计应避免装卸时液体的波动影响。液相取压口应设置在靠近后封头的位置，与进、出液管口及增压管口离开⼀定的距离，避免装卸液及增压时液体波动对液位计的影响，且液相管宜设置缓冲管进⼀步减少液体波动的影响，保证液位计指针的稳定。安装⽅向（靠近罐体侧）易产⽣裂纹处2.2󰀁󰀁超压泄放管路放空⼝的设计超压泄放管路放空口⽤于排放安全阀起跳时泄放的⽓体或⼿动放空时排放的⽓体，为了避免危险⽓体在箱体内的聚集，放空口通常引到箱体顶端的外侧。设计时应注意放空口不应朝向罐⻋的外壳，因外壳采⽤低合⾦材料，排放的低温⽓体会对外壳造成冷脆，产⽣裂纹，引起外壳泄漏。图3󰀁󰀁紧急切断阀2.4󰀁󰀁管路安全阀的安装设计在两端均可关闭且有可能存留液体的管路通常设置管路安全阀，主要是为了保护阀⻔及之间的管路，因两阀关闭后，阀⻔之间管路存留的低温液体会不断吸热⽓化产⽣较⾼的压⼒。管路安全阀的安装设计有以下注意事项。a. 避免安全阀在罐⻋装卸过程中起跳。罐⻋在装卸时，安全阀接管中流⼊的低温液体⽓化后会产⽣较⼤压⼒波动，导致安全阀起跳。设计时应保证安全阀接管有⾜够的⻓度或增加缓冲管避免压⼒波动过⼤引起安全阀起跳，管路安全阀如2.3󰀁󰀁紧急切断阀的安装设计紧急切断阀为罐⻋管路从罐体出来的第⼀道阀⻔，可⼿动操作也可⽓控操作，⼀般在罐⻋的前部设置远控阀，在罐⻋管路发⽣⼤量泄漏或出现意外尾部操作箱⽆法靠近时可进⾏104专⽤汽⻋󰀁|󰀁2018󰀁07图4所⽰。b. 安全阀接管与主管道焊接应牢固。安全阀接管⼀般较细，在安全阀的重⼒作⽤下及⻋辆的振动下，接管与主管道的焊缝容易开裂，可通过适当加⼤细管的规格和增加接管固定来处理。管路安全阀设备安全阀接⼝三通球阀安全阀接管此根部处采⽤整体或焊接结构⽓相管路焊接连接接⼝图5󰀁三通球阀⽀撑件与底板焊接进⾏连接，底板对其起到了⽀撑作⽤。当底易产⽣裂纹处主管道板因厚度不⾜时，在⻋辆运⾏过程中产⽣频繁的振动，时间⻓了⽀撑件与底板焊接处会产⽣裂纹或⽀撑件与底板脱离，管路及附件不能得到有效⽀撑，将因约束⼒不⾜、⾃由度增加，图4󰀁󰀁管路安全阀在交变应⼒及疲劳应⼒的共同作⽤下，管道焊缝处会产⽣裂纹导致泄漏[3]。根据实践经验，底板厚度宜在2.5mm以上。2.5󰀁󰀁三通球阀的选型设计图1中的V2为⽓体通过阀，⼀般选⽤三通球阀，进口与罐体出来的⽓相管路相连，出口与设备安全阀相连，三通球阀的b. 操作箱底板与底架的焊接应牢固。操作箱底板与底架焊接时应采⽤间断焊，不应采⽤点焊。这样底板固定牢固后才能保证⽀撑件焊接在底板上对管路及附件进⾏有效的约束。.com.cn. All Rights Reserved.进口处及根部处有螺纹连接和焊接连接两种结构型式，宜选⽤焊接结构，因螺纹连接受低温热胀冷缩及⻋辆振动影响容易松动泄漏，且三通球阀前⽆其他阀⻔，泄漏后⽆法关闭。采⽤焊接结构三通球阀有故障时虽不能整体拆下维修，但并不影响密封垫的更换。三通球阀如图5所⽰。3󰀁󰀁结语通过以上对液化天然⽓汽⻋罐⻋管路及附件设计注意事项的分析，⼤家在设计、制造过程中应引起注意，避免在运营过程中管路发⽣泄漏导致危险状况出现。参考⽂献[1] NB/T47058-2017 冷冻液化⽓体汽⻋罐⻋[S].[2] GB/T24918-2010 低温介质⽤紧急切断阀[S].[3] 江仰春.低温深冷汽⻋罐⻋管路及附件问题探讨[J].安全与健康,2010(5):41-42.2.6󰀁󰀁管路及附件固定的设计管路及附件⼀般通过操作箱底板来⽀撑，底板采⽤不锈钢材料，与箱体底架焊接连接。操作箱底板设计有以下注意事项。a. 操作箱底板要有⾜够的强度及刚度。管路及附件通过收稿⽇期：2018-05-02，更快！度畅速更新更加流阅读 《专用汽车》杂志目前在蜘蛛网、锋阅网、龙源期刊网、博刊网、读览天下等国内正版电子杂志平台推出了原版数字杂志，可支持在iPhone、iPad、Android、Kindle、iRiver Story、SONY Reader、Nook等手机和电脑终端实现自由阅读。（定价半年54元，全年108元） 扫描二维码或至上述网站App Store及各大应用市场搜索专用汽车杂志下载阅读终端，尽情畅读。 更多详情请咨询：027-84398621105