第十一章液化天然气加气站与汽车技术-6

1、 2010-4-12 L-CNG加注站 1.7 L-CNG综合站 撬装式L-CNG加气站 6 2010-4-12 2 LNG汽车 2.1 CNG汽车 CNG汽车是指通过高压钢瓶供给天然气作为 燃料的汽车，该项技术已经成熟，在我国已开始 应用。 CNG汽车 1注入口；2天然气高压贮罐；3流量控制阈；4输气管； 5电磁阈；6混合器；7调节阈 2.2 LNG汽车 用压缩天然气（CNG）充灌车内压力钢瓶的 工艺比较成熟，但是大多数汽车因为有行程、载重 负荷和空间的限制而不能或不想用CNG作为替代 燃料。 另外，CNC加注站只能建在气体管网线附近。 使用LNG作为替代燃料能最大限度地减少或消除 上述缺陷

2、。 LNG汽车 7 2010-4-12 LNG贮槽是按ASME规范设计制造的，外 壳体由高强度碳钢制造，内容器采用304奥氏 体不锈钢，支承件由G10CR环氧玻璃层压 材料制成，管线为304型或316型奥氏体不锈钢。 LNG汽车贮槽结构示意图 2.3 LNG汽车工艺 1 饱和工艺 饱和工艺技术路线图 依据如何解决压力控制和液体输送的方式， 车用LNG技术分成两种： 过冷工艺和饱和工艺。 8 2010-4-12 LNG工厂生产的LNG（压力为25psi）经槽车运输 到LNG加气站，调压后（压力为110 psi）通过LNG泵 和单软管充装系统将LNG充入LNG车用储罐内。 在给车用LNG储罐充装过

3、程中，新鲜的LNG饱和 液体喷淋到车用储罐的气相空间，将蒸气冷却进而成 为液体，因此无须对LNG气体放空或通过第二条软管 回收到加气站的储罐内。当车用罐内压力升到工作压 力时，充装结束。 NexGen公司LNG加注站：LNG低温隔热储罐、低温潜液 泵、汽化器、真空夹套管路、卸载设施、加注机、控制 盘 饱和工艺LNG加注系统示意图 9 2010-4-12 2 过冷工艺 过冷工艺车用LNG技术路线图 LNG工厂生产的LNG（压力为25psi）经槽车运 输到LNG加气站，卸入站内储罐内（压力50psi），经 LNG泵和双软管充装系统充入车用储罐内。 为了达到发动机系统所需输送压力（70-150psi

4、）， 需要增加增压系统，或一套自增压系统或一台适合车 用的LNG泵。在充装过程中，需要通过第二条软管对 LNG蒸汽回收。对回收的LNG蒸汽有一般有两个处理 方法，或再加热至常温进入城市燃气管网，或增加一 套再液化系统，重新液化。 过冷工艺LNG加注系统示意图 10 2010-4-12 3 两种工艺路线对比 优点 饱和工 艺路线 1. 单软管充装液体； 2. 车用燃料系统中无需设置增 压工艺； 3. 对系统的绝热性能要求相对 较低； 4. 系统简单，造价低。 5. 技术成熟度高，应用广泛。 缺点 车用储罐内燃料密度低； 充装压力高； 易发生“老化”现象； 易发生压力超高，气体放空现 象； 5.

5、需要设置一个经济阀； 6. 当采用多储罐供气系统时，易 出现液体输送不均现象； 7. 车用储罐有时不能完全充满。 1. 2. 3. 4. 双软管充装液体； 加气站需要对回收的气体重新 液化或进入燃气管网； 车用储罐内需要增加自增压设 备或泵； 对系统的绝热性能要求高； 系统复杂，造价高。 实际应用的少。 LNG公交车与CNG公交车对比 同配置14米LNG公交车与14米CNG公交车燃料消耗对比 车型 百公里实际单耗（公斤/百公里） 单车年行驶里程（公里） 单车年耗燃料量（公斤） 单车年燃料费（元） LNG公交车 33.26 96250 32012.75 107242.7125 CNG公交车 36

6、.26 96250 34900.25 116915.8375 过冷工 艺路线 1. 2. 3. 4. 5. 6. 1. 车用储罐内燃料密度高； 充装压里低； 2. 不存在“老化”现象； 不存在气体向大气放空现象；3. 无需设置经济阀； 4. 车用储罐容易充满 5. 6. 说明：14米LNG公交车燃料单耗于CNG相比节省8.27%。 LNG公交车与CNG公交车技术经济性对比 11米LNG公交车与11米CNG公交车性能对比表 燃料 形式 CNG 公交 车 LNG 公交 车 发动 机型 号 储气 瓶 储气 瓶工 作压 力 最大 储气 量 百公 里耗 气量 最大 续驶 里程 整车 造价 加注 燃料 时

7、间 LNG公交车与CNG公交车对比 北京现有4000辆CNG公交车，50辆LNG公交车。实际运行数据对 比，可以得出如下结论： 同配置的LNG公交车比CNG公交车百公里节省燃料810%，经济 性能由于CNG公交车。 相应地同配置的LNG公交车比CNG公交车可减少排放总量810%， 相应地同配置的 公交车比 公交车可减少排放总量 ， 环保性能更突出。 同配置的LNG公交车，其造价基本相当。 LNG公交车的续驶里程远大于CNG公交车，空驶距离大大缩减。 与CNG公交车相比，LNG公交车的加注燃料的时间大大缩短，平 均每辆车只需3-5分钟。 与CNG公交车相比，LNG公交车储存压力大大降低，安全性能

8、得 到大幅度的提高。 实际运行证明LNG公交车的低温启动性能非常好。 CNG B5.9 9×10 20MP 180  159G L a Nm3 B5.9 1×41 1.6M 240N 159G 0L Pa m3 40  450公 40万 1012 Nm3 里 元 分钟 33  727公 40万 35分 Nm3 里 元 钟 LNG 3、LNG其它交通工具 液化天然气机车 1993年，美国莫里森一努逊(MK公司推出了首台MKl200G型完 全以LNG为燃料的调车机车。该台机车装用一台卡特彼勒公司生产的 G3516型火花点火式涡轮增压中冷(SITA低

9、排放v-16发动机，配用包 括低温燃料箱、输送管路、汽化器和控制系统在内的先进的液化天然 气单燃料系统，其中LNG储备量为5300L，机车牵引功率为895kW， 最高速度112km h，最低持续速度10kmh，最大持续牵引力267kN。 该机车是专门针对在相同功率等级机车中，能够提供最低的NOx排放 量。 液化天然气飞机 在国土广袤的俄罗斯北部和远东地区，燃油供应 时常短缺，但当地拥有非常丰富的天然气资源，因此 开发LNG飞机在俄罗斯具有实际意义。 世界上第 架以LNG为燃料，发动机型号为HK 世界上第一架以LNG为燃料，发动机型号为HK88的图-155试验飞机顺利通过试飞后，在图-154客机 基础上研制的发动机型号为HK-89的图-156客货两用 机，成为第一架用LNG为燃料，能长时间飞行的飞机。 11 2010-4-12 液化天然气船舶： 渡轮 潜艇 LNG除了其优越的燃烧性能外，作为一种低温燃料， 2000年1月，由挪威LangstenSlip&Batbyggeri公司生产的 Glutra号渡轮，