车用小型液化天然气燃料罐及其关键技术研究

随着世界资源和环境问题的日益突出,以天然气作为汽车代用燃料的技术越来越受到人们的重视.液化天然气汽车(LNGV)是天然气汽车的一个重要发展方向,同时该技术对LNG燃料罐提出了更高的要求.本文对目前液化天然气汽车的发展现状、小型车用LNG燃料罐的结构、功能以及国内外LNG燃料罐的技术基础进行了总结,重点介绍了近年来世界车用天然气燃料罐的关键技术.     

LNG汽车燃料罐压力过程的模拟计算

分析了国内LNG汽车发展状况,以410 l公交车用LNG燃料罐为例,进行内部介质热力过程分析,计算得到了燃料罐内压力变化曲线。     

车用LNG气瓶充装过程中压力变化研究

车用液化天然气气瓶在充装时排放阀关闭,充装过程为密闭充装的。搭建了模拟实际情况下车用液化天然气气瓶充装的实验装置,并对950升车用液化天然气气瓶进行充装实验。实验研究结果表明,车用液化天然气气瓶在充装过程中气瓶内的压力变化经历了上升、平缓、逐渐上升和突然快速上升这几个过程;气瓶初始充装率越大,充装过程中气瓶内压力从缓慢上升过渡到突然快速上升的压力点值越小。     

液化天然气汽车的发展优势

天然气是优质的绿色燃料。用作汽车燃料 ,可明显减少有害气体排放。较之压缩天然气、液化天然气 (LNG) ,具有能量存储密度大、一次充灌行驶里程长的巨大优势。此外 ,低压的 LNG存储在1 1 0 K的低温下 ,因而蕴藏着大量的冷能 ,回收该冷能用于汽车空调或低温冷藏链中的冷藏运输过程 ,这不仅有效回收、利用了能源 ,而且减少了机械制冷造成的大量动力消耗和制冷剂泄漏造成的臭氧层破坏 ,具有可观的经济效益和环保效益     

液化天然气BOG在不同条件下的处理工艺

大型LNG接收站、卫星站、车船加注站需以合理的工艺处理液化天然气BOG(Boiled Off Gas),以保障设备处在可控压力范围内,运营处于安全保护下,同时也能够节能降耗,减少天然气的浪费,降低营运成本。文章以类比分析、实验、定量分析等方法分析接收站和卫星站BOG在不同工况下的能耗,并提出相关建议。     

LNG冷藏车冷量回收的各种方法比较分析

液化天然气(LNG)是一种绿色的汽车燃料,LNG冷藏车是以LNG为动力燃料.存储在111K下的LNG在汽化升温过程中会释放大量的冷量,通过对冷量回收,用于低温冷藏车的冷藏运输,具有节能和环保的双重意义.文中分析了LNG冷藏车的特点,针对传统LNG冷藏车制冷方式的缺点,通过三种改进方案得以解决,并对三种方案的特点进行分析...     

利用天然气管网压力能的小型液化流程设计

针对城市天然气高中压管网调压站的压力能回收利用,综合考虑LNG储运过程中广泛面临的BOG(Boiloff gas)问题,提出了一种结合混合工质循环、利用天然气压力能生产高品质LNG的小型液化流程。研究分析了预冷温度、动部件效率、低温换热器性能及液化天然气温度对流程天然气液化比的影响,优化的流程结果参数表明,当所得液化天然气储存在4bar,-160℃时,流入系统18.26%的天然气可被液化,其余部分外输中压管网;提出了在LNG买卖市场中根据LNG品质议价的建议,以从根本上减少LNG储运、装卸及使用过程的BOG排放量,进而减少经济损失与能源浪费。该流程可应用于城市燃气调峰,也可进行二次销售,具有较好实用性和经济性。     

天然气超音速低温液化技术研究

液化是天然气利用的一种重要形式,在天然气消费中占有重要地位,天然气超音速液化技术是一种新型的天然气液化手段。为研究低温条件下天然气超音速凝结过程,特设计用于天然气超音速液化的Laval喷管,采用内部一致经典成核理论及Gyarmathy模型计算成核率及液滴生长率,在入口压力6 MPa、温度273.15 K的工况下,通过Fluent软件数值模拟了天然气超音速液化过程中主要参数在Laval喷管内的分布情况。结果表明:天然气进入Laval喷管后压力、温度不断降低(最低压力0.796 MPa,最低温度191 K),与等熵(无凝结)流动相比,天然气在Laval喷管喉部之后的一段距离饱和度增大到一定值时,由于释放潜热对气流的加热作用,压力开始升高,天然气产生凝结冲波现象,极限成核率为2.60×10~(21)/(kg·s);随着凝结潜热的释放,成核率急剧变为0;凝结核生成后伴随着液滴的继续生长,在Laval喷管出口处天然气凝结的液滴半径为3.90×10~(-7) m,液滴数目为7.42×10~(14)/m~3,液相质量分数达0.232,取得了良好效果。     

天然气调压站差压液化系统研究

液化天然气(LNG)调峰方式因其调峰能力强,设备占地面积少等优点,是门站进行调压的有效补充。本文采用透平膨胀机替代传统的节流阀,设计了一套天然气差压液化系统,将管道的高压天然气进行降压后输送至城市管网,同时利用天然气膨胀后的冷能获得LNG。文章对比了压缩机不同布置方式对液化率的影响,在设计系统中采用气源入口布置压缩机以提高天然气液化率,文中研究了气源压力、温度及流量对透平膨胀流程天然气液化率的影响,发现液化率会随着气源压力和流量的增大而增大,但会随着温度的升高液化率降低。     

小型可移动式天然气液化流程的设计

小型可移动式天然气液化装置是解决常规天然气田中小型气田和非常规天然气田开采问题的有效途径。该文利用HYSYS软件建立了空气膨胀式天然气液化流程,并对流程中各点参数进行了设计,其中针对初压较低的天然气,从天然气高压下小温差换热节能和天然气增压耗功耦合的角度探讨了液化压力大小的设定。结果发现:存在最佳液化压力使流程的比功耗最小,利用冷热复合曲线可以很直观地判定流程的合理性。     

蓄压型液舱用于沿海LNG运输的研究

提出了解决沿海液化天然气运输的一种方案。针对小型LNG船的关键设备蓄压型独立液舱存储液化天然气,进行了理论计算和模拟试验,并对影响液舱压力和运输时间的主要因素进行了研究分析。对LNG运输的时间进行预测,论证了该种小型LNG船在近海或沿海运输的可行性,为开发用于近海运输的小型LNG船,提供了理论依据。     

国内外液化天然气输运容器发展状态

液化天然气输运容器包括罐箱、罐车和车载储气瓶,普遍采用高真空多层绝热方式是国际发展趋势,其合理应用需要多项关键技术.由于产品种类型号相对较少,适合批量化生产以适应液化天然气工业的迅猛发展.液化天燃气输运容器产品发展趋势和技术发展趋势可为我国低温储运容器生产厂家提供一定的参考.     

Dual/scram-mode combustion limits of ethylene and surrogate endothermically-cracked hydrocarbon fuels at Mach 8 equivalent high-enthalpy conditions

This paper examines the scram/dual-mode combustion limits of hydrocabon fuels within a Mach 8, scramjet combustor. Flight-equivalent flows were delivered to the axisymmetric, cavity combustor via a reflected shock tunnel. Two scramjet fuels were examined: ethylene and a surrogate mixture representing endothermically cracked n-dodecane. Combustion modes were examined via static pressure sensors and through both chemiluminescence imaging, and planar laser induced fluorescence (PLIF) of the OH combustion radical in the combustor exhaust plume. Ethylene-fuelled experiments developed scram-mode combustion under reduced fuelling conditions, experiencing shock wave dominated flowfields. OH PLIF diagnostics indicated such combustion modes developed a ring-like structure of combustion products, primarily axisymmetrically adjacent to the combustor wall. Increased fuelling anchored combustion downstream of the fuel injector, while further increases instigated dual-mode combustion. In this mode, subsonic combustion regions combine with the supersonic coreflow to permit the transfer of information upstream with substantially increased pressure encountered. Optical diagnostics indicate broadly asymmetric, unsteady combustion features. The surrogate mixture representing endothermically cracked n-dodecane experienced rapid onset from no-combustion (optically confirmed) to fully developed dual-mode combustion at critical fuelling rates. OH PLIF signals and chemiluminescence of this fuel were weaker than comparable ethylene cases, indicating potential differences in combustion pathways.     

Aerothermodynamics calculation of thermal destruction of “Fregat” upper stage at descent in the Earth’s atmosphere

The engineering calculation method has been developed for investigation of the process of thermal destruction of “Fregat” upper stage at deorbiting and descent into the Earth’s atmosphere. The results of calculation of its descent trajectory and characteristics of aerodynamic heating are presented. Within the framework of the thermodynamic approach, the authors investigated the process of pressure increase in the tanks due to heating and evaporation of the liquid phase of fuel. Stresses in the shells, the height and the energy equivalent of explosive destruction of tanks were calculated depending on the degree of their filling with remains of the components of liquid fuel.     

一种低浓度煤层气低温液化分馏工艺的模拟与分析

针对一种煤层气的低温液化分离流程进行了HYSYS工艺模拟,结果表明该工艺具有流程简单、设备较少,功耗较低而且可以得到常压储存的高纯度LNG产品,对于只需得到LNG产品的情况有较好的应用前景。     

运行VOF法模拟LNG液舱的晃荡特性

液舱晃荡引起的载荷己成为航行中载液船舶安全性评估的重要内容之一、以及船舶结构动力学的一个热点.文中首先运用VOF法建立LNG晃荡液舱模型,给出对LNG液舱晃荡特性数值模拟方法,运用模拟结果讨论不同工况(如装载率、频率、横摇角度幅值)下晃荡动压特性,在此基础上给出了LNG液舱的晃荡载荷特性与抑制晃荡的措施.