选用优质 CNG 燃料系统组件实现最佳性能

采购高性能压缩天然气燃料系统组件的重要性

Paul Hargrave，Swagelok 交通市场经理；Charles Hayes，Swagelok 首席新产品开发工程师

随着全球和区域清洁空气政策日益严格，一个有前景且日益采用的替代燃料是压缩天然气（CNG）。世界部分地区强有力激励计划刺激了 CNG 重型设备及使技术可行的必要加氢基础设施更快速发展。公交、长途卡车等车辆柴油使用缩减可对全球排放产生重大影响——监管机构和 OEM 正关注。

同时，车队所有者自身也看到潜力，随着可持续车辆和燃料使用在所有中重型替代燃料车辆类别增长。据报告“可持续车队现状，2019-2020”，¹ 83% 车队所有者预期所有车队类型将增加采用更清洁车辆。报告还发现车队可持续性是创新早期采用者首要动机，以及清洁车辆潜在成本收益。

重要的是，随着技术成熟，CNG 燃料系统必须提供不妥协的可靠性和安全性。赌注很高——世界各地人们依赖公共交通，例如，CNG 燃料公交车队必须为日常通勤者提供与其他燃料车辆同等正常运行时间和可靠性。

因此，CNG 组件及其组成的燃料系统必须高质量，寻求利用这些车辆新需求的 OEM 必须能有效采购那些质量组件。考虑这些因素，以下是设计、建造、指定高质量 CNG 车辆组件的一些考量。

任何给定 CNG 设备利用多种接头、止回阀、隔离阀和其他流体系统组件帮助可靠从储罐输送气体至发动机。同样，加气站利用那些相同类型组件连接更大储存单元至分配点，最终用户可为车辆加满，包括将压力提升至 250 bar wp 的压缩机站。

所有这些组件必须能应对多种真实运营挑战。其中包括：

CNG 压缩储存压力可超 4000 psi，使所有组件能处理高压水平且无泄漏威胁至关重要。安全至上——CNG 泄漏危险。加气站尤其必须完全无故障，因日常最终用户为车辆加氢。高质量组件是必要的。

运行中，CNG 应用也面临特定热力学挑战。CNG 从高压储存膨胀至低压供发动机时，焦耳-汤姆逊效应导致气温显著下降。系统所有部件必须承受这些温度变化，包括橡胶弹性体密封件、金属阀门和接头。劣质材料可能因温度波动膨胀收缩，导致泄漏或其他失效。

CNG 系统中弹性体组件在可靠运行中扮演重要角色，材料选择须考虑化学兼容性。例如，乙烯丙烯在低温表现好，但与烃类化学不兼容，烃类极可能存在于 CNG 中。

CNG 应用中接头和连接必须可靠承受移动车辆相关反复持续振动。因此寻找展示不妥协抗振动性的接头很重要。机械夹持接头是好选择。其双卡套设计在系统管材上形成双重机械夹持，有效降低接头在持续运行振动下退扣可能性。

虽 CNG 本身通常不导致金属腐蚀问题，但车辆系统组件通常须应对可导致腐蚀的环境因素。冬季撒盐路面例如可导致缺乏足够耐腐蚀性的系统组件挑战。镍铬含量低的劣质不锈钢配方更易受此类腐蚀问题困扰。

这些运营挑战每一个都要求用正确合金配方制造的高质量组件，提供可靠性能、耐腐蚀性、无泄漏性。制造商必须在可能范围内以强理解应用挑战、适用材料科学和产品考量寻找这些组件。

随着 CNG 市场更具竞争力和创新，寻求保持领先的 OEM 不仅需要质量产品，还需从正确供应商采购它们。可实现几个益处，包括：

寻求维持生产计划的 CNG OEM，准时制交付是必要。能提供重要零件本地库存并紧密配合您理解生产需求的供应商能影响成功。

可扭矩组装的高质量接头允许快速、可重复、无泄漏 CNG 系统连接。除单个组件，某些供应商可提供完整预制系统，缓解 CNG 燃料系统中必须制作的众多单独管弯和连接相关生产烦恼。采购预制、彻底测试阀门面板例如可帮助 OEM 加快生产时间。

可靠供应商应能交付高质量材料组件，有冶金学和合金配方知识、弹性体化学兼容性支持，贡献不妥协性能。

随着 OEM 持续利用 CNG 动力设备潜力，设计师和制造商值得努力寻找能提供此类服务支持且提供最高质量组件的供应商。

有兴趣了解更多？立即联系我们，了解我们如何帮助实现更可靠 CNG 燃料系统和基础设施。

¹ “可持续车队现状”，Gladstein, Neandross, & Associates, 2020.

Paul Hargrave 是 Swagelok 公司交通市场经理。他在燃料和工业流体系统工程有丰富经验，在 Swagelok 23 年担任多种领导职位。

Chuck Hayes 是 Swagelok 公司首席工程师。他在 Swagelok 近 30 年，长期引领新产品技术开发帮助多行业客户。

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