低温液化气体移动罐柜绿色制造过程的定量评估方法技术

本发明专利技术涉及一种低温液化气体移动罐柜绿色制造过程的定量评估方法。对于现有的低温液化气体移动罐柜绿色制造设计情况，并不知道其绿色制造后实际绿色效果如何。本发明专利技术提供一种低温液化气体移动罐柜绿色制造过程的定量评估方法，为低温液化气体移动罐柜绿色制造效果提供了量化功能，可以通过该发明专利技术方法直观反映绿色制造前后能源消耗以及环境影响情况。本发明专利技术以液化石油气（Liquefied Petroleum Gas，LPG）罐车罐柜轻量化设计作为特例，说明并论证了本评估方法的有效性。首先对LPG罐车罐柜轻量化前进行生命周期评价分析，再对LPG罐车罐柜进行轻量化设计，轻量化后再进行生命周期评价，通过轻量化前后造成的能源消耗以及环境排放对轻量化进行定量化分析。放对轻量化进行定量化分析。放对轻量化进行定量化分析。

【技术实现步骤摘要】
低温液化气体移动罐柜绿色制造过程的定量评估方法


[0001]本专利技术涉及一种低温液化气体移动罐柜绿色制造过程的定量评估方法。

技术介绍

[0002]随着国家提出的绿色制造概念，压力容器行业积极响应，在不减轻安全性的情况下对压力容器进行绿色制造。对于低温液化气体移动罐柜而言，轻量化技术成了绿色制造的主流趋势，但轻量化后罐柜对能源消耗以及环境造成的影响却犹未可知。因此，本专利技术方法基于生命周期评价提供一种低温液化气体移动罐柜绿色制造过程的定量评估方法。
[0003]LPG年产量从2015年的2934.4万吨到2019年的4135.7万吨，LPG的产量逐年增加，因此，对于用来运输LPG的专用汽车——LPG罐车来说，随着石油产品运输量的增长，LPG罐车作为液体运输最主要与安全的交通工具，需求量越来越大。因此本专利技术以LPG罐车作为特例进行说明。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服在低温液化气体移动罐柜绿色制造技术应用过程中，能源消耗以及环境造成影响犹未可知，因此提供一种低温液化气体移动罐柜绿色制造过程的定量评估方法，可以通过本专利技术直观反映轻量化前后能源消耗以及环境影响情况。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种低温液化气体移动罐柜绿色制造过程的定量评估方法，包括以下步骤：
[0006]以LPG罐车罐柜作为研究对象，对LPG罐车罐柜生命周期评价：建立生命周期评价模型；收集单元过程清单数据；生命周期影响评价与结果分析；
[0007]LPG罐车罐柜的轻量化设计；
[0008]LPG罐车罐柜轻量化后生命周期评价，并与轻量化前的结果进行对比分析。
[0009]在本专利技术一实施例中，所述生命周期评价过程及生命周期评价模型在Efootprint上建立；数据库采用CLCD、Ecoinvent数据库进行计算。
[0010]在本专利技术一实施例中，所述建立生命周期评价模型，包括：生产建造阶段、营运使用阶段、维修阶段以及报废回收阶段四个阶段；生命周期评价功能单位基础为1台LPG罐车罐柜。
[0011]在本专利技术一实施例中，所述生产建造阶段包括原材料准备阶段和罐柜制造阶段，生产建造阶段具体包括：备料、刨边、卷制、焊接、无损检测、热处理、吹砂、水压试验、喷涂以及气密试验；在罐柜制造过程中考虑电力、钢材、焊接、钢丸、底漆、中间漆、面漆、腻子粉、稀释粉以及固化剂十种物质，排放包括颗粒物、粉尘、SO2、NOX、VOCS、COD、氨氮；所述营运使用阶段以LPG罐车行驶里程40万km、牵引车头为中国重汽
‑
C7H440考虑，耗油类型为柴油，发动机排量为10.5L，每百公里燃油消耗的经验公式为：
[0012]GC＝3.359M+1.186V+1.190
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(1)
[0013]其中，GC表示燃油消耗，M表示质量(t)，V表示排量(L)；
[0014]所述维修阶段消耗的是焊接材料，以生产建造阶段的5％作为维修阶段的耗材进行计算；所述回收阶段回收的是钢材，按90％钢材回收对钢材进行回收利用，钢材的LCA回收再利用率为60％；钢材回收过程中，重新投入生产的钢材质量没有直接出产的钢材原材料好，因此质量/价格修正系数为0.9；将上述耗材、能源以及排放添加至Efootprint软件中计算能源消耗以及环境排放。
[0015]在本专利技术一实施例中，所述生命周期影响评价与结果分析包括能源消耗影响、环境影响、结果分析；所述环境影响包括气候变化(GWP)、酸化(AP)、富营养化(EP)、臭氧层消耗(ODP)以及光化学臭氧合成(POFP)五个方面。
[0016]在本专利技术一实施例中，所述结果分析包括：
[0017]特征化分析：根据各阶段的环境影响，将每一个影响类目中的不同物质通过转化和汇总成为统一单元；GWP、AP、EP、ODP、POFP五项环境影响指标特征化结果均可从Efootprint软件中直接获得；
[0018]加权量化分析：根据CML2001方法对五种环境影响指标进行归一化及量化分析，归一量化的公式为：
[0019]VALi＝CHAi
÷
αi
×
ωi
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0020]其中，VAL
i
表示量化值，CHA
i
表示特征化结果，α
i
表示归一化标准值，ω
i
表示权重。
[0021]在本专利技术一实施例中，所述轻量化设计采用材料轻量化方法，轻量化对象为移动罐柜的筒体及封头，利用高强度材料替代原材料达到轻量化效果；材料轻量化壁厚公式为：
[0022][0023]其中，原材料罐柜的壁厚为δ，替换材料后的罐柜壁厚为δ
′
，(σ
s
)表示原罐柜材料的屈服应力，(σ
s
)
′
表示替换材料后的罐柜材料的屈服应力。
[0024]在本专利技术一实施例中，所述轻量化设计后低温液化气体移动罐柜质量减少，导致钢材使用量减少，柴油使用量减少，以及回收钢材质量减少，通过更改轻量化前后不同数据在Efootprint软件上进行计算，轻量化后的生命周期评价方法与轻量化前的生命周期评价方法相同。
[0025]相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：对于低温液化气体移动罐柜现有的绿色制造设计情况，并不知道其绿色制造后实际绿色效果如何。本专利技术提供一种低温液化气体移动罐柜绿色制造过程的定量评估方法，为低温液化气体移动罐柜绿色制造效果提供了量化功能，可以通过该专利技术方法直观反映绿色制造前后能源消耗以及环境影响情况。
附图说明
[0026]图1为本专利技术低温液化气体移动罐柜绿色制造过程的定量评估方法。
[0027]图2为本专利技术LPG罐车罐柜的生命周期模型图。
具体实施方式
[0028]下面，对本专利技术的技术方案进行具体说明。
[0029]本专利技术一种低温液化气体移动罐柜绿色制造过程的定量评估方法，包括以下步
骤：
[0030]以LPG罐车罐柜作为研究对象，利用Efootprint软件对LPG罐车罐柜生命周期评价：建立生命周期评价模型；收集单元过程清单数据；生命周期影响评价与结果分析；
[0031]LPG罐车罐柜的轻量化设计；
[0032]LPG罐车罐柜轻量化后生命周期评价，并与轻量化前的结果进行对比分析。
[0033]以下为本专利技术的具体实现过程。
[0034]低温液化气体移动罐柜绿色制造过程的定量评估方法，包括以下步骤：
[0035](1)LPG罐车罐柜生命周期评价；
[0036]第一步，建立生命周期评价模型：
[0037]生命周期评价方法与模型均在Efootprint上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温液化气体移动罐柜绿色制造过程的定量评估方法，其特征在于，包括以下步骤：以LPG罐车罐柜作为研究对象，对LPG罐车罐柜生命周期评价：建立生命周期评价模型；收集单元过程清单数据；生命周期影响评价与结果分析；LPG罐车罐柜的轻量化设计；LPG罐车罐柜轻量化后生命周期评价，并与轻量化前的结果进行对比分析。2.根据权利要求1所述的低温液化气体移动罐柜绿色制造过程的定量评估方法，其特征在于，所述生命周期评价过程及生命周期评价模型在Efootprint上建立；数据库采用CLCD、Ecoinvent数据库进行计算。3.根据权利要求1所述的低温液化气体移动罐柜绿色制造过程的定量评估方法，其特征在于，所述建立生命周期评价模型，包括：生产建造阶段、营运使用阶段、维修阶段以及报废回收阶段四个阶段；生命周期评价功能单位基础为1台LPG罐车罐柜。4.根据权利要求3所述的低温液化气体移动罐柜绿色制造过程的定量评估方法，其特征在于，所述生产建造阶段包括原材料准备阶段和罐柜制造阶段，生产建造阶段具体包括：备料、刨边、卷制、焊接、无损检测、热处理、吹砂、水压试验、喷涂以及气密试验；在罐柜制造过程中考虑电力、钢材、焊接、钢丸、底漆、中间漆、面漆、腻子粉、稀释粉以及固化剂十种物质，排放包括颗粒物、粉尘、SO2、NOX、VOCS、COD、氨氮；所述营运使用阶段以LPG罐车行驶里程40万km、牵引车头为中国重汽
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C7H440考虑，耗油类型为柴油，发动机排量为10.5L，每百公里燃油消耗的经验公式为：GC＝3.359M+1.186V+1.190
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(1)其中，GC表示燃油消耗，M表示质量(t)，V表示排量(L)；所述维修阶段消耗的是焊接材料，以生产建造阶段的5％作为维修阶段的耗材进行计算；所述回收阶段回收的是钢材，按90％钢材回收对钢材进行回收利用，钢材的LCA回收再利用率为60％；钢材回收过程中，重新投入生产的钢材质量没有直接出产的钢材原材料好，因此质量/价格修正系数为0.9；将上述耗材、能源以及排放添加至Efootprint软件中计算能源消耗以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘康林，童晨垚，肖学文，张经纬，贾溢，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：