LNG汽车加气站技术的发展与应用 (2)

LNG汽车加气站技术的发展与应用

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6000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，加世纪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4000辆LNG汽车在运行，数十个加气站已投入使。下面主要对LNG 汽车加气站技术的发展与应作初步探讨。

2、LNG汽车加气站技术

2.1 LNG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7000万t/a，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m3/d的LNG调峰站。2001年中原油田建成液化能力为30万m3/d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t/a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气源是稳定的。

2.2 LNG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42m3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 - O.62 MPa，排量为114 L／min。加气机使用一部38.1 mn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 质量漉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l。

图l LNG加气站工艺流程

①卸车流程：由LNG低温泵将LNG槽车内 LNC卸至LNG储罐。

②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。

③调压漉程：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)：1．2×104～2．4×104m/d；可加气LNG汽车(公交车)台数：50～100辆／d；加气时间：5～10 min/辆；加气机加气压力：1.2 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、LNC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37m3，槽车设计压力0.8 MPa，运行压力0．3 Mpa[6]。LNC储罐由内、外壳组成，采用真空粉末绝热技术，目前可做到200m3，大多为100m3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。

2.3 LNG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l000～1300 km,非常适合长距离运输。LNG加气站占地少，一座加气150辆/d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，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2.75～3.00元，按汽油平均2.85元/L计算，天然气按2.5元/m3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13200 L，大型车约20400 L，则使用LNG可分别节约10157元和15699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。LNC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。为推广和发展LNG汽车奠定基础。