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1、LNG 汽车和加气站的探讨(2007-10-22 14:53:01)摘要：摘要：介绍了 LNG 汽车和加气站的发展现状、优点及工艺流程，分析了 LNG 汽车设备和改装费用。关键词：关键词：LNG；LNG 汽车；加气站为改善城市空气质量，促进城市经济和建设的可持续性发展，国家科技部推广应用清洁燃料汽车。LNG 的主要成分是甲烷，燃烧后的排放物与汽油和柴油相比，C0、CO2和NOX的浓度均有明显下降1。LNG 商业贸易从20世纪60年代开始，至今有逾40a 的历史。我国的天然气资源比较丰富，目前中原油田日产 LNG 约15104m3/d，新疆广汇吐哈油田日产 LNG 约150104m3/d。在广东
2、深圳和汕头、浙江宁波、山东青岛、福建莆田等地正在建设进口 LNG 接收站，为LNG 汽车的推广应用提供了充足气源。1 LNG 汽车和加气站的发展汽车和加气站的发展近年来，世界各国大力推广 LNG 汽车和加气站2、3，其中美国有逾60座 LNG 汽车加气站和逾3000辆 LNG 汽车，在 LNG 车用技术上处于领先位置。LNG 汽车不但适用于城市公交车，也适用于出租车和大型货运车辆，尤其是长途运输车辆。LNG 汽车和加气站技术的关键在于 LNG 的储存和运输，因为-162的温度对 LNG 设备有一些特殊要求，因此其技术难度较 CNG 和 LPG 都大。但从一些发达国家的应用来看，LNG 汽车和加
3、气站技术是完全成熟的。目前，LNG 加气站的主要设备如低温常压储罐和空温式气化器等，国内生产厂家已掌握了有关核心技术，可大批量生产。2 燃气汽车和加气站的特点燃气汽车和加气站的特点2.1 CNG 和和 LPG 汽车和加气站的特点汽车和加气站的特点首先，CNG 车用钢瓶重量大，气态储存天然气，几乎每天都要加气。其次，CNG 加气站占地面积大，建设成本高。一座每天满足100辆车加气的 CNG 加气站，一般占地约20003000m2，造价约(300500)104元。一般加气站的设备有一定噪声，不适合在市区建站。另外，CNG 加气站不能远离天然气管网，也制约了其发展。虽然可以通过建设子母站来解决市内车
4、辆加气问题，但需要增加二次压缩和运输成本，在经济上并不理想。LPG 汽车由于排放效果不理想，其运行费用比天然气汽车要高，所以发展空间不大。2.2 LNG 汽车和加气站的优点汽车和加气站的优点能量密度大。同样容积的 LNG 车用储罐装载的天然气是 CNG 储气瓶的2.5倍。目前国外大型 LNG 货车一次加气可连续行驶10001300km，非常适合长途运输的需要。运输方便。在陆上，通常用2050m3(可储存1.21043.O104m3天然气)的汽车槽车，将 LNG 运到 LNG 汽车加气站，也可根据需要用火车槽车。在海上，通常用1210413104m3的 LNG 轮船运输。排放物污染小。LNG 汽
5、车的排放效果要优于 CNG 汽车。与燃油汽车相比，LNC 汽车污染物的排放量大大降低，被称为真正的环保汽车。安全性能好。LNG 的燃点为650，比汽油、柴油和 LPG 的燃点高；点火能也高于汽油、柴油和 LPG，所以比汽油、柴油和 LPG 更难点燃。LNG 的爆炸极限为515，气化后的密度小于空气；而 LPG 的爆炸极限为2.49.5，气化后密度大于空气；汽油爆炸极限为1.07.6；柴油爆炸极限为0.54.1。可见，LNG 汽车比 LPG、汽油、柴油汽车更安全。经济效益显著。由于 LNG 的价格比汽油和柴油低，又由于 LNG 燃烧完全，不产生积碳，不稀释润滑油，能有效减轻零件磨损，延长汽车发动
6、机的寿命，所以 LNG 的经济效益显著。3 加气站工艺流程与车载加气站工艺流程与车载 LNG 供给流程供给流程卸车流程。由加气站 LNG 泵将 LNG 槽车内 LNG 卸至加气站 LNG 储罐。加气流程。储罐内 LNG 由 LNG 泵抽出，通过 LNG 加气机向汽车加气。储罐调压流程。卸车完毕后，用 LNG 泵从储罐内抽出部分 LNG 通过 LNG 气化器气化且调压后进入储罐，当储罐内压力达到设定值时停止气化。储罐卸压流程。当储罐压力大于设定值时，安全阀打开，释放储罐中的气体，降低压力，以保证安全。车载 LNG 供给流程。LNG 通过充气口进入并储存于车载 LNG 气瓶中。工作时 LNG从单向
7、阀导出，再经气化器气化变成气相，进入缓冲气罐，经过电控阀，再由减压调节阀减压，在混合器与空气进行混合，到 LNG 发动机进行燃烧。4 LNG 汽车设备及改装费用汽车设备及改装费用天然气火花塞点火式发动机由于天然气着火温度较高，发动机压缩过程中，气缸内气体温度达不到其自燃点，必须靠电火花点火，或者喷入少量柴油自燃再引燃天然气。天然气发动机按点火方式分为火花塞点火式发动机和柴油引燃式发动机2种。由于柴油引燃式发动机目前不能从根本上解决发动机的排放污染问题，所以天然气汽车发动机多为火花塞点火式发动机，即在原有汽油机或柴油机基础上，针对天然气特点改进设计的火花塞点火式发动机。车载燃料供给电控系统车载燃
8、料供给电控系统应用电脑闭环控制点火提前角、高能点火以及随机调控不同工况下的最佳空燃比，可以将压缩比提高到8.8，并采用了电喷技术，使 LNG 汽车动力性能最大功率达到94kw，最大转矩达到350Nm，使汽车使用 LNG 相对于使用汽油和柴油而言，动力降低不到2。LNG 车载气瓶LNG 车载气瓶一般采用双层金属加真空缠绕绝热技术。采用这种技术日蒸发率能控制在0.2以内，因此可以保证714d 基本不发生蒸发损失。目前，LNG 车载气瓶已实现国产化。LNG 汽车改装成本若采用国产件改装，中型车成本约1.5104元，重型车约2.2104元，成本回收期约1.01.4a。使用 LNG 作燃料与使用汽油和柴油相比，燃料费用可降低2232，发动机的维修费可降低50以上。随着国家实行燃油费改税的政策，LNG 汽车的成本回收期将缩短。参考文献：参考文献：1张洪奎.LNG 在汽车工业上的应用M.北京：中国石化出版社，2001.2周新伯.燃气汽车发展过程若干问题的探讨J.煤气与热力，1997，17(6)：19213吴佩英.LNG 汽车加气站技术的发展与应用J.煤气与热力，2003，23(10)：629630.
