天然气起重机以液态和气态天然气为燃料,是一种新型节能环保的起重机。徐工重型机械有限公司是行业内首家成熟运用天然气技术并具备研发系列天然气起重机能力的厂家。早在2012年,徐工重型研发并生产了国内第一台QY25KQ型大然气起重机,它的出现使国产起重机进入了真正意义上的绿色发展时代。之后又相继研发出QY40KQ、QY50KQ型天然气起重机,在bauma China 2014展会上,徐工重型成功推出了技术成熟的全新一代XCT55型天然气起重机。
天然气起重机采用LNG(Liquefied NaturalGas,即液态天然气)和CNG(CompressedNatural Gas,即压缩天然气)2套供气系统,其中LNG作为主供气系统,CNG为辅助供气系统。与普通柴油起重机相比,天然气起重机采用专用的天然气发动机,取消了燃油箱,并配备了LNG和CNG供气系统,具有排放环保、燃料安全、运行经济等多个优点。
1.动力系统工作原理
天然气起重机采用LNG和CNG双路供气系统,如图1所示。LNG的密度为其标准状态下的600多倍,体积能量密度约为CNG的2-3倍,同等燃料体积下LNG的续驶里程是CNG的2-3倍,故在车辆行驶和起重作业时采用LNG供气系统作为燃料主供给系统。LNG供气也存在局限性,车辆长久放置LNG气瓶存在自然排空现象。结合汽车起重机的实际作业特点,天然气起重机配有CNG辅助供气系统。CNG辅助供气系统采用高压气化天然气,系统压力稳定,相比LNG更适宜长期停放的车辆使用。需注意的是,这2套供气系统不能同时使用。
启动起重机前,需检查LNG出液阀和CNG截止阀是否都处于关闭状态。当LNG作为主供气系统工作时,LNG气瓶出液阀打开,液化天然气在压力的作用下释放到汽化器中。汽化器通过发动机冷热水对低温液体进行加热,经过汽化器的液态天然气转化成气态后储存在缓冲罐中。气态天然气通过燃气滤清器的过滤后,经电磁切断阀依次进入稳压器和节温器。燃气通过节温器后进入FMV(燃气计量阀),由FMV控制其喷射入混合器中,与增压器后的空气混合。电子节气门控制混合气进入发动机汽缸内,从而实现燃烧做功。
若LNG汽化后然气压力低于0.3MPa,将无法满足发动机供气要求。此时LNG气瓶出液阀关闭,CNG截止阀打开,使用CNG备用供气系统供气。压缩气瓶中的 CNG通过管路经高压滤清器第一次过滤,经减压器减压至0.7~0.8MPa后进入低压滤清器,进行第二次过滤,随后进入发动机燃气控制系统,实现燃烧做功,如图2所示。