CN210774134U

CN210774134U - 一种车载lng气瓶静态蒸发率不拆装稳压检测装置

Info

Publication number: CN210774134U
Application number: CN201922056538.5U
Authority: CN
Inventors: 凌张伟; 唐萍; 蒋政培; 王敏; 陈永贵; 杜兴吉; 金慕达; 汤杰
Original assignee: Zhejiang Institute of Special Equipment Science
Current assignee: Zhejiang Institute of Special Equipment Science
Priority date: 2019-11-26
Filing date: 2019-11-26
Publication date: 2020-06-16
Anticipated expiration: 2029-11-26

Abstract

本实用新型涉及检测技术领域。目的是提供一种车载LNG气瓶静态蒸发率不拆装稳压检测装置，可实现不拆装、不放空、不置换，快速简便直接测量，并且结构简单，以增强检测的安全性能、缩短检测时间、提高检测效率，并且降低检测成本。技术方案是：一种车载LNG气瓶静态蒸发率不拆装稳压检测装置，其特征在于：该装置包括通过测试管道依序连通的升温组件、紧急切断阀、若干传感器、可控压力调节阀、尾气处理组件以及分别与所述若干传感器接通的PLC控制器，以便PLC控制器将检测数据发送至上位机；所述升温组件的进口接通待测气瓶以用于加热待检测的LNG气体。

Description

一种车载LNG气瓶静态蒸发率不拆装稳压检测装置

技术领域

本实用新型涉及检测技术领域，尤其涉及一种车载LNG气瓶静态蒸发率不拆装稳压检测装置。

背景技术

车载气瓶作为一种普遍的储运液化天然气(LNG)的特种设备，已广泛应用于卡车、出租车、公交车等常见车辆，其安全性能一直备受人民群众、使用单位和政府监管部门的重点关注。LNG具有沸点低、汽化后易扩散、易燃易爆等特点，车载LNG气瓶具有作业空间受限、作业次数频繁等特点。气瓶在服役期间，由于碰撞、松动等原因，导致气瓶绝热性能降低，具体反映为气瓶内LNG汽化量增大，气瓶静态蒸发率超标。静态蒸发率作为衡量气瓶真空绝热性能的重要参数，是判断气瓶质量的重要依据。

传统的气瓶检验需以设备停机为前提，进行离线检验。拆装完毕后，将瓶内LNG气体放空，进行液氮置换，静置24小时后，进行静态蒸发率的检测，检测后需进行再次安装，且重新安装过程需要进行监督检查，整个检测过程需要5-7天，这大大降低了检验效率，增加了时间成本和经济成本。针对此类问题，中国公开专利“适用于LNG车用气瓶的便携式智能静态蒸发率测试装置”(CN 207585645 U)，进行了便携式智能检测装置的开发，但其不足之处在于检测过程中，仍需要将气瓶放空至环境压力，属于常压下测量。

中国公开专利“焊接绝热气瓶日蒸发率测量仪测试方法(CN 106289372 A)”、中国公开专利车用LNG气瓶静态蒸发率保压测试装置及测试方法(CN109655370 A)，提出了定压测试的方法，可实现不放空不置换的定压测量，但其不足之处在于稳压过程采用了质量流量计的阀门或微启式安全阀进行压力控制，单纯靠仪表本身，很难实现压力的控制精度，因而影响静态蒸发率的计算，且经过试验验证无需长达24小时的测试，可通过短时的测试来直接计算得到。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种车载LNG气瓶静态蒸发率不拆装稳压检测装置，可实现不拆装、不放空、不置换，快速简便直接测量，并且结构简单，以增强检测的安全性能、缩短检测时间、提高检测效率，并且降低检测成本。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种车载LNG气瓶静态蒸发率不拆装稳压检测装置，其特征在于：该装置包括通过测试管道依序连通的升温组件、紧急切断阀、若干传感器、可控压力调节阀、尾气处理组件以及分别与所述若干传感器接通的PLC控制器，以便PLC控制器将检测数据发送至上位机；所述升温组件的进口接通待测气瓶以用于加热待检测的LNG气体。

所述若干传感器为检测管内压力的压力传感器、检测管内温度的温度传感器、质量流量计以及可燃气体传感器。

所述压力传感器、可控压力调节阀、温度传感器、质量流量计以及可燃气体传感器封装于检测箱中；防止LNG等可燃气体的泄漏，并与控制箱中的电器仪表等隔离，保障测试过程的安全可靠。紧急切断阀位于检测箱外，测试过程中用于紧急关闭管路，以保护检测箱中的仪器设备。

还配置有大气压力传感器与大气温度传感器；大气压力传感器、大气温度传感器以及PLC控制器封装于控制箱中。

所述升温组件一端与气瓶相连，另一端头通过紧急切断阀与检测箱相连，所述温度传感器用于监测升温组件升温后管内LNG气体温度，并将温度数据输入至所述PLC控制器。

优选地，升温组件可通过“管内气体-升温管路-外界空气”三者的热交换对管内气体进行自然升温处理；亦可利用水或其他液体通过“管内气体-金属软管-液体”三者的热交换对管内气体进行加热升温。

作为优选，升温组件为金属软管，以通过环境温度对管内气体的进行自然升温；金属软管的长度应不小于5米；金属软管可替代为直通管，或者带有空腔的热交换器。

所述压力传感器用于采集LNG气瓶调节阀进口压力，将采集的压力信号P1传输至PLC控制器。

所述质量流量计检测管路内流经流量计气体的瞬时流量、累计流量，所述流量计将读取到的数值输入至PLC控制器中。

所述尾气处理组件用于对流量计排出的气体进行安全处理。

优选的，所述尾气处理组件可为气体回收气瓶，用于回收LNG气瓶排出的气体；尾气处理组件亦可为带有溶剂的容器，且该溶剂可吸收LNG气体或与LNG气体产生化学反应；尾气处理组件可亦为燃烧装置，用于对LNG气体进行安全燃烧。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、采用PLC控制器控制电磁阀的开度，实现精准稳压控制过程，压力波动的范围控制在±2KPa。

2、将检测管路与控制模块分成检测箱与控制箱，装置安全可靠。设备简便，易于操作。

3、测试过程不需要气瓶拆装及氮气的置换，可实现气瓶工作压力下的实时测量，稳压后测量时间仅需4-6小时，将整个测量过程从原来的5-7天，缩短为1天，提高检测效率，缩短检测成本。

附图说明

图1为车载LNG气瓶静态蒸发率不拆装稳压检测装置图。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例，对本实用新型作进一步说明，但本实用新型并不局限于以下实施例。

图1所示的车载LNG气瓶静态蒸发率不拆装稳压检测装置中：用于加热LNG气体的升温组件2一端直接与被测气瓶放空阀相连接，另一端通过测试管道依次连接、紧急切断阀3、压力传感器4、可控压力调节阀5、温度传感器6、可燃气体传感器8(LNG浓度监测仪)、质量流量计7、尾气处理组件15。压力传感器采集的管内压力信号、温度传感器采集的管内温度信号、可燃气体传感器监测的检测箱内的可燃气体浓度信号、以及质量流量计输出的流量信号，均分别通过信号线传输至PLC控制器13进行处理；PLC控制器可根据需要，通过有线或无线设备定时或实时地将数据传输至上位机14，由上位机进行计算。

所述压力传感器、可控压力调节阀、温度传感器、质量流量计、可燃气体传感器、封装于检测箱9中；以防止LNG等可燃气体的泄漏，并与控制箱中的电器仪表等隔离，保障测试过程的安全可靠。紧急切断阀3位于检测箱外，测试过程中用于紧急关闭管路，以保护检测箱中的仪器设备。另外，PLC控制器中设有温度下限，当温度传感器测得LNG气体温度低于温度下限时，检测***不工作。

该装置还配置有大气压力传感器10以及大气温度传感器11；大气压力传感器与大气温度传感器均连通PLC控制器13，并且与PLC控制器一起封装于控制箱12中。

车载LNG气瓶静态蒸发率的不拆装检测步骤如下：

1、目视检查车载LNG气瓶是否存在开裂、破损等显著物理缺陷；若有，对气瓶进行返修处理，不进行静态蒸发率检测；若无，检查检测装置与气瓶连接是否妥当，确保瓶内LNG含量约为瓶体容积的60％-80％，以避免充满率对气瓶静态蒸发率的影响。并进行检测准备,读取气瓶的正常工作压力值。

2、根据读取的气瓶正常工作压力值，测试压力应控制在0.8MPa以下，这样一方面可以保证检验过程所选用的管件、管接头等组件的可靠性，另一方面可以保证检验过程严格的气密性要求和相关操作的安全性。

3、打开气瓶放空阀，使气相LNG流经升温组件11，升温要求为温度传感器12检测到的温度值T1超过上位机设定的压力下限值。

4、压力传感器4检测管内气压P₁，根据检测结果对可控压力调节阀5发出操作指令。

5、连续测量4-6小时，PLC控制器定时或实时将数据传输给上位机，由上位机计算得到气瓶静态蒸发率，并在上位机上显示，其中LNG气瓶静态蒸发率的计算公式如下：

(1)计算蒸发气体质量流量日均值q_m(kg/d)：

式中，ρ_g为标准大气压下气体的密度(kg/L)，V_c为累计流量(L)，t为测试时长(min)。

(2)计算静态蒸发率a₀(％/d)：

式中，Ψ为气体质量流量计校准系数，标定时给定值；ρ₁为标准大气压下饱和液体的密度(kg/m³)；V为被测LNG气瓶有效容积(m³)。

(3)计算日静态蒸发率α₂₀

式中，h为实验环境压力下饱和液体的汽化潜热(J/kg)；h_fg为标准大气压下饱和液体的汽化潜热(J/kg)；T_s为标准大气压下饱和液体温度(K)；T₁为测试时的平均环境温度(K)；T₂为检测气体温度(K)。

上位机还可显示管内压力P₁、目标控制压力P_n、大气压力P₂、管内温度T₁、大气温度T₂、气体时实流量ν₁、流量变化趋势图、静态蒸发率修正值α₂₀、测试时长t。

6、尾气处理组件将尾气排放至安全空间，避免安全隐患和环境污染。

本实用新型提出的一种车载LNG气瓶静态蒸发率不拆装稳压检测装置，通过上位机控制电磁阀的开度，实现精准稳压控制过程，设备简便，可实现不拆装、不放空、不置换，快速(1天)简便直接测量的目的。

Claims

1.一种车载LNG气瓶静态蒸发率不拆装稳压检测装置，其特征在于：该装置包括通过测试管道依序连通的升温组件(2)、紧急切断阀(3)、若干传感器、可控压力调节阀(5)、尾气处理组件(15)以及分别与所述若干传感器接通的PLC控制器，以便PLC控制器将检测数据发送至上位机；所述升温组件的进口接通待测气瓶以用于加热待检测的LNG气体。

2.根据权利要求1所述的车载LNG气瓶静态蒸发率不拆装稳压检测装置，其特征在于：所述若干传感器为检测管内压力P1的压力传感器(4)、检测管内温度T1的温度传感器(6)、质量流量计(7)以及可燃气体传感器(8)。

3.根据权利要求2所述的车载LNG气瓶静态蒸发率不拆装稳压检测装置，其特征在于：所述压力传感器、可控压力调节阀、温度传感器、质量流量计以及可燃气体传感器封装于检测箱(9)中；以保障测试过程的安全可靠；紧急切断阀位于检测箱外，测试过程中用于紧急关闭管路，以保护检测箱中的仪器设备。

4.根据权利要求3所述的车载LNG气瓶静态蒸发率不拆装稳压检测装置，其特征在于：还配置有大气压力传感器(10)与大气温度传感器(11)；大气压力传感器、大气温度传感器以及PLC控制器封装于控制箱(12)中。

5.根据权利要求4所述的车载LNG气瓶静态蒸发率不拆装稳压检测装置，其特征在于：所述升温组件为金属软管，或者为直通管，以通过环境温度对管内气体进行自然升温；也可为带有空腔的热交换器。

6.根据权利要求5所述的车载LNG气瓶静态蒸发率不拆装稳压检测装置，其特征在于：所述尾气处理组件可为气体回收气瓶，用于回收LNG气瓶排出的气体，或者为带有溶剂的容器，以吸收LNG气体或与LNG气体产生化学反应，或者为燃烧装置，用于对LNG气体进行安全燃烧。