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1、第 23 卷 第 10 期煤气与热力Vol . 23No .102003 年 10月Gas & HeatOct .2003文章编号:1000- 4416 (2003) 10 - 0629 - 02XLN G 汽车加气站技术的发展与应用吴佩英(南京市市政设计研究院 ,江苏南京 210008)摘要:探讨了液化天然气(LNG) 加气站的气源条件、国产化技术开发及加气站技术的应用前景。关键词:LNG; 汽车加气站; 国产化技术中图分类号: TU996. 6文献标识码:BDevelopment and Application of LNG Automobile Filling Station Techn
2、ologyWU Pei2ying( N anjing Municipal Design and Research Institute , N anjing 210008 , China)Abstract : The article discusses the LNG source conditions , development of homemade technology and the ap2 plication prospect of LNG automobile filling station technology.Key words : LNG; gas automobile fil
3、ling station ; homemade technology1引言以天然气代替汽油和柴油作为汽车燃料 ,可降低尾气污染物的排放 ,是解决城市大气污染的有效措施。压缩天然气 ( CNG) 汽车在我国已开始发展 ,现有 CNG 汽车6 000 多辆 , 已建成加气站 60 多座 1 3 。LNG 汽车技术在 20 世纪 80 年代 ,美国、加拿大、德国和法国等国开始研究 ,20 世纪 90 年代初技术已趋成熟 ,并开始小规模推广 ,目前全世界约有4 000 辆 LNG 汽车在运行 ,数十个加气站已投入使用。下面主要对 LNG 汽车加气站技术的发展与应用作初步探讨。2 LNG 汽车加气站技术
4、2. 1LNG 的气源条件国外从 20 世纪 70 年代开始大规模建设LNG 工厂 ,总规模达到 7 000 万 tPa ,占世界天然气销售量的20 % ,且以每年 7 %的速度增长 4 。我国 LNG 工业起步较晚 ,1999 年上海建成规模为 2 万 m3Pd 的LNG调峰站 ,2001 年中原油田建成液化能力为 30 万 m3Pd 的天然气液化工厂 ,新疆吐哈油田正在建设天然气液化工厂。同时 ,深圳大鹏湾将建接收 300 万 tPa的 LNG 码头工程 , 将于 2006 年投入运行。福建莆田、浙江宁波、山东青岛等地的进口 LNG 项目也在进行之中 5 ,6 。可见 ,LNG 气源是稳定
5、的。2. 2LNG 汽车加气站工艺与设备(1) 工艺流程美国休斯敦LNG 加气站的工艺流程:规模为日加气量120 辆车。站内有42 m3 的深冷储罐2 座 ,储存温度为 - 176. 4 。低温离心泵将储罐内LNG 经加气机加到车辆上。泵工作压力为 0. 28 0. 62MPa ,排量为 114 LPmin 。加气机使用一部 38. 1 mm质量流量计 ,用于计量由储罐至加气车辆的气量 ,另一部 12. 7 mm 质量流量计计量从汽车返回储罐的气态天然气量。国内LNG 加气站工艺见图 1 。X 收稿日期:2003 - 01 - 10作者简介:吴佩英(1964 ) ,女 ,江苏启东人 ,高级工程
6、师 ,学士 ,从事燃气技术设计与管理工作。630 煤气与热力2003 年图 1LNG 加气站工艺流程卸车流程: 由 LNG 低温泵将 LNG 槽车内LNG 卸至LNG 储罐。加气流程:储罐内LNG 由LNG 低温泵抽出 , 通过加气机向汽车加气。调压流程:卸车完毕后 ,用 LNG 低温泵从储罐内抽出部分LNG 通过LNG 气化调压后进入储罐 , 当储罐压力达到设定压力时停止气化。LNG 加气站的主要技术指标:加气能力(气态) :1. 2 104 2. 4 104m3d ; 可加气 LNG 汽车 ( 公交)PP: 50100d ; 加气时间: 510 min 辆; 加车台数辆P气机加气压力:1.
7、 2 MPa ;加气机计量精度: 1. 0 %。加气站能实现从槽车卸液 ,低温储罐上下进液;储罐有液位保护系统、防泄漏系统和自动调压系统;加气机能实现计量加气和定量加气功能; 自动控制系统对泵可进行三挡变频调速 ,以实现低速循环、加气及储罐上进液功能。(2) 加气站设备LNG加气站设备主要包括 LNG 槽车、LNG 储罐、调压气化器、LNG 低温泵、加气机及 LNG 车载系统。LNG 槽车目前单台最大容积为 37 m3 ,槽车设计压力 0. 8 MPa , 运行压力 0. 3 MPa 6 。LNG 储罐由内、外壳组成 ,采用真空粉末绝热技术 ,目前可做到 200 m3 ,大多为 100 m3
8、以下。调压气化器是空温式气化器。LNG 车载瓶目前国内可生产 3 种规格 ,45L ,300 L 和410 L ,分别用于轿车、中型车和公交车。LNG 储罐内层材质为不锈钢 ,外层为碳钢 ,而车载瓶内外层均为不锈钢。2. 3LNG 汽车特点因同容积 LNG 储罐装载天然气是 CNG 的 2. 5 倍 ,国外大型 LNG 货车一次加气可连续行驶 1 0001 300 km ,非常适合长距离运输。LNG 加气站占地少 ,一座加气150辆Pd的加气站占地仅几百平方米。由于 LNG 是液态 ,便于运输 ,建 LNG 汽车加气站不受天然气管网的制约。LNG的燃点为 650, 比汽柴油、LPG 的燃点高
9、,点火能也高于汽柴油、LPG ,所以比汽柴油、LPG更难点燃。LNG 的爆炸极限为 5 %15 % ,且气化后密度很低 ,因而稍有泄漏即挥发扩散; 而 LPG 燃点为 466 ,爆炸极限为 2. 4 %9. 5 % ,且气化后密度大于空气 ,泄漏后不易挥发; 汽油燃点为 427 , 爆炸极限为 1. 0 %7. 6 % ;柴油燃点为 260 ,爆炸极限为 0. 5 %4. 1 %。由此可见 ,LNG 汽车比LPG、汽油、柴油汽车更安全。从经济性角度来说 , 1 m3 的天然气行驶里程等效于 1. 14 L 燃油 2 ,目前汽柴油价格为 2. 753. 00 元 ,按汽油平均 2. 85 元PL
10、 计算 ,天然气按 2. 5 元Pm3 计算 ,使用LNG 作燃料比燃油便宜 27 %。按年运行 6 万 km 计算 ,中型车耗油约 13 200 L ,大型车约 20 400 L ,则使用 LNG 可分别节约 10 157 元和 15 699 元 ,汽车行驶里程越长 ,则越节约燃料费用。LNG 汽车改装费用如采用国产储罐改装件 ,中型车投资约 1. 5 万元 ,重型车约 2. 2 万元 ,则约需 1. 5 年即可收回投资。3结语LNG 汽车具有经济、安全、环保、机动等优势 ,是天然气汽车的又一发展方向。LNG 汽车技术在我国正处于起步阶段 ,关键技术有待研发 ,相关标准规范有待制定 ,为推广
11、和发展LNG 汽车奠定基础。参考文献: 1 刘 军. CNG汽车加气站规模的设计分析J 1 煤气与热力 ,2001 , (5) :446 4491 2 李富国 ,刘永志. 车用 CNG 充装站储气规模与装置应用优化探讨J 1 城市煤气 , 2001 , (12) :11 161 3 袁 亮. 浅析压缩机选型对 CNG加气站建设投资的影响 J 1 城市煤气 , 2002 , (6) :16 171 4 杨俊杰 ,陈志斌. 城镇 CNG 与LNG 供气方案的经济分析 J 1 煤气与热力 ,2003 , (1) :28 291 5 徐文渊 ,蒋长安. 天然气利用手册J 1 北京:中国石化出版社 , 20021 6 江金华 ,金 颖 ,冯春强. 液化天然气在城市燃气中的应用J 1 煤气与热力 ,2003 , (1) :53 541