張家港中集圣達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LNG車的新要求也隨之而來。之前的LNG運輸多為遠距離長途運輸，為了追求運輸效率最大化，LNG運輸車一般為三軸掛車，外形尺寸和總質量都已逼近標準允許的極限，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行卸液，且由于運輸車罐體壓力較低，接收罐壓力需維持在比運輸車壓力低于0.2～0.4 MPa范圍，以便于接收液體；當接收罐壓力過高時，就需要進行排放降壓，會導致介質損失。根據(jù)以上情況，此類LNG運輸車更適合在專門的LNG卸液站或向更大容積的LNG貯罐進行卸液，以便一次性卸完所有液體。然而，隨著LNG應用的不斷推廣，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新的選擇，LNG帶泵車是在LNG運輸車基礎上配備了卸液泵，具備快速卸液的功能，出口壓力高，不需要接收罐進行泄壓，可避免介質的損失，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帶泵車主體結構

LNG帶泵車根據(jù)底盤不同分為整車和半掛車兩種，整體結構如題圖所示。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運輸車的結構相同。

2.操作箱

罐體后部設置有操作箱，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時間和待機時間，并確保其快速起壓。

4.流量計

安裝在泵出口處的流量計，用于計量卸液量。目前常用的流量計有質量流量計（如圖4）和平衡流量計（如圖5）兩種。質量流量計直接測量通過流量計介質的質量流量，測量精度高，不會因流量密度的變化出現(xiàn)測量誤差，但質量流量計價格昂貴，體積大，自重高，長期在車輛的顛簸下，會影響使用壽命。平衡流量計屬差壓式流量計的一種，測量的是流經(jīng)介質的體積流量，其優(yōu)點是結構簡單，永久壓力損失低，寬量程比，沒有活動部件，穩(wěn)定性好，維修量極少，價格便宜；其缺點是在當介質處于壓力、溫度等參數(shù)變化很大的條件下，如剛啟動泵進行充裝時，計量不準確。

5.增壓器

增壓器實質是一臺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計，內(nèi)部包括變頻器、流量計處理器和各種控制開關。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

在整車底盤上配置PTO交流發(fā)電機，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、外筒防爆裝置、ABS防抱死裝置及導靜電裝置等各類安全附件外，還設置有拉斷閥裝置，即在充裝軟管接頭處設有拉斷閥裝置，拉斷閥裝置會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，形成密封結構，以保護帶泵車的安全運行。這樣可防止在卸液過程尚未結束時因汽車誤啟動行駛而拉斷管路，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)動機，因裝載的是易燃介質，故要求發(fā)動機排氣管前置。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、東風特商等國內(nèi)普通底盤，也有東風日產(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)的液體轉移到LNG帶泵車內(nèi)，其流程為LNG儲罐→充裝軟管→頂部、底部進液管路→LNG帶泵車儲罐。

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

c.調壓是用潛液泵從帶泵車儲罐內(nèi)抽出部分液體通過自增壓器調壓后回到儲罐，當儲罐的飽和壓力達到設定壓力后停止氣化，其流程為LNG帶泵車儲罐→潛液泵→自增壓器→LNG帶泵車儲罐。

主要特點

a.系統(tǒng)集成度高。LNG帶泵車配備有LNG儲罐、潛液泵、自增壓器、流量計、充裝管線、控制系統(tǒng)等部件，集LNG運輸車、LNG儲罐、LNG泵、LNG氣化器功能為一體，一臺帶泵車即可完成運輸、貯存、調壓、卸液、計量等各種功能。

b.采用潛液泵，實現(xiàn)快速充裝。相對于外置泵而言，采用潛液泵最大的優(yōu)勢是省去了20～30 min的預冷時間，無需損耗低溫介質。另外，潛液泵的電機和軸承被低溫液體冷卻潤滑，其使用壽命長，極少出現(xiàn)機械故障，維修護養(yǎng)成本低。

c.槽車出口壓力高，接收儲罐無需放空泄壓，可避免介質的損失。

d.配備車載流量計，計量方便準確，并可選配打印機，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，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，轉彎半徑小，適合城市道路運輸，可更加靈活方便的快速移動到指定地點。

LNG帶泵車技術標準

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準，現(xiàn)有的法規(guī)、標準中僅在《移動式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》的附錄D中對于在真空絕熱罐體上設置卸液泵提出了一些基本的規(guī)定，尚不能對LNG帶泵車的設計、制造、檢驗進行有效規(guī)范，生產(chǎn)廠家需要自行制定企業(yè)標準，并通過國家質檢總局的技術評審后才能進行設計、制造。

表1 LNG帶泵車規(guī)格一覽表

市場情況

目前國內(nèi)LNG帶泵車已實現(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)的能源化工食品裝備板塊(中集安瑞科集團)下屬的專業(yè)生產(chǎn)各類低溫貯運裝備的骨干企業(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，目前國內(nèi)保有量在150輛左右，主要客戶為燃氣能源公司、物流運輸公司等等。隨著LNG汽車高速發(fā)展，LNG應用范圍不斷擴展，小型LNG儲罐的保用量不斷上升，原有運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))