LNG液化天然气基本知识ppt课件(PPT 88页)

1、LNG（液化天然气）应用基本知识第1页，共88页。第一部分LNG基本知识第2页，共88页。什么是LNGLNG（Liquefied Natural Gas），即液化天然气的英文缩写。天然气是在气田中自然开采出来的可燃气体，主要成分由甲烷组成。LNG是通过在常压下气态的天然气冷却至-162，使之凝结成液体。天然气液化后可以大大节约储运空间和成本，而且具有热值大、性能高等特点。LNG的密度约为042046gcm3。1公斤LNG气化后约为1.4方天然气LNG常用的计量单位为kg或Nm3LNG温度极低，常压下沸点约为-162摄氏度LNG的体积膨胀比极大，约为600倍LNG不能加臭，必须用专用仪器检漏LN

2、G的存储是临时性的，温度、压力、组分随时在变化第3页，共88页。LNG加气站介绍第二部分第4页，共88页。为LNG汽车充装LNG液体的加气站。分为橇装站和固定站橇装站：储罐、泵橇、汽化器、加注机集中装配在一个橇体上，可以方便整站运输固定站：储罐、泵橇、加注机分别固定安装在站上通常该系统都有：加气功能：储罐内LNG由LNG低温泵抽出，通过加气机向 汽车加气卸车功能：由LNG低温泵将LNG槽车内LNC卸至LNG储罐增压功能：卸车完毕后，将储罐内部分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调温功能：卸车完毕后，用LNG低温泵从储罐内抽出部分LNG通过LNG增温器后进入储罐

3、，当储罐温度达到设定温度时停止第5页，共88页。固定站及橇装站 第6页，共88页。LNG加气站流程图第7页，共88页。真空绝热储罐：天海或其他潜液泵：ACD/国产LNG加注机：单枪/双枪、单计量/双计量LNG站控系统：自主知识产权LNG加气站系统硬件介绍第8页，共88页。LNG站控系统第9页，共88页。第10页，共88页。第11页，共88页。第12页，共88页。第13页，共88页。LNG储罐及车载钢瓶LNG储罐有效容积5150m3最大工作压力0.71.6MPa立式/卧式真空粉末/高真空多层缠绕车载钢瓶有效容积300L/400L最大工作压力1.6MPa分带回气接口型和无回气接口型第14页，共88

4、页。LNG潜液泵技术参数:输送介质:LNG流量：340L/min最大扬程：250m进口压力：0.6MPa电机功率：约11KW转速：15006000r/min所需进口净正压头：0.9m第15页，共88页。LNG输送管道真空绝热管道传统保温管道第16页，共88页。LNG真空软管及真空法兰第17页，共88页。LNG泵橇第18页，共88页。LNG加注机工作介质：液化天然气（LNG）；加气速度：380kg/min计量准确度：1.0级；重复性：0.5%；防爆等级： ExdembibibAT4工作电源：220V10% （AC），50Hz1Hz；额定工作压力：1.6MPa；环境温度：-2555；相对湿度：90

5、%；管路温度：-19655；大气压力：80KPa110KPa；接地电阻：0.1 。第19页，共88页。LNG加注机配置质量流量计：罗斯蒙特CMF100、CMF050/E+H 83F25、83F08加气枪头：Carter回气枪头： MARCO 紧急切断阀：国产管路系统：普通管道/真空绝热管道电控系统：VER3.0版（本公司自主产权）小票打印机：选配（本公司自主产权）金属键盘第20页，共88页。LNG加气机内部真空模块第21页，共88页。LNG枪头及质量流量计第22页，共88页。LNG加注机的枪数LNG加注机分单枪和双枪两种型式一只为加气枪，另一只为回气枪单枪和双枪都只能同时给一辆车进行加注使用单

6、枪还是双枪取决于车载钢瓶的型式双枪加注机可兼容单枪加注机使用双枪时两个流量计计量之差为最终加注量第23页，共88页。撬装LNG加气站设计-单加气机第24页，共88页。单加气机加气撬设备图解第25页，共88页。撬装LNG加气站设计-双加气机第26页，共88页。双加气机加气撬设备图解第27页，共88页。第28页，共88页。第29页，共88页。第30页，共88页。第31页，共88页。第32页，共88页。第33页，共88页。第34页，共88页。第35页，共88页。第36页，共88页。第37页，共88页。第38页，共88页。2万方每天加气站布局第39页，共88页。4万方每天加气站布局第40页，共88页。

7、8万方每天加气站布局第41页，共88页。第三部分LNG/LCNG加气站介绍第42页，共88页。LNG/LCNG加注站是利用LNG作为气源的一种多功能加气站，可同时提供LNG和CNG两种车用替代燃料，即除了可以给LNG改装车充装液态LNG，完成对小容积LNG运输设备的充装外，同时还可以对各种CNG改装车充装气态CNG，给大容量的CNG专用运输半挂车充气，兼有CNG加气母站，CNG加气站，LNG加注站的功能。工作时，潜液泵将站内储罐中的LNG增压后通过加液机加入车载储罐中实现LNG的加注。高压柱塞泵将站内储罐中的LNG直接增压到250bar后通过空温式汽化器汽化为CNG，再通过CNG售气机为NGV

8、车辆加气，也可通过加气柱为CNG子站拖车加气。第43页，共88页。LNG/LCNG加气站配置1、 50方立式真空珠光砂绝热LNG专用储罐 2台2、 LNG低温泵（美国进口ACD泵）含泵池,工艺管线,阀门,仪表柜等1台3、 LNG加液机：带有IC卡小票打印和收费系统2台4、 低温高压柱塞泵（1500L/min） 2台5、 空温式汽化器(1500NM3/h)2 台6、CNG三线双枪加气机: 带有IC卡小票打印和收费系统 2台7、CNG地面储气瓶（3.9Nm3水容积) 1组8、LNG真空连接管线 120米9、CNG高压管线 300米10、 仪表风空压机 1台11、 PLC控制系统 2套第44页，共8

9、8页。LNG加液站工艺流程加气站原料为液化天然气（0.3MPa，-146LNG），来自LNG工厂，采用40英尺标准集装箱低温槽车运输，正常运行条件下，2天运送一车即可满足100辆以LNG为燃料的公交车日加气量要求。LNG加气站工艺流程如下：1卸车流程：由加气站LNG泵将LNG槽车内LNG转移至加气站LNG储罐，液化天然气槽车密闭接头LNG泵LNG储罐。2加气流程：储罐内LNG由LNG泵抽出，通过LNG加气机向汽车加气，LNG储罐LNG泵加气机汽车加气。3调压流程：卸车完毕后，用LNG泵从储罐内抽出部分LNG通过LNG汽化器调压后进入储罐，当储罐饱和压力达到设定压力时停止汽化。LNG储罐LNG泵

10、LNG汽化器LNG储罐。第45页，共88页。储罐低温泵增压器槽车加气机汽车LNG加气站工艺流程示意图第46页，共88页。 L-CNG加气站工艺流程L-CNG加液站工艺主要分为LNG增压和LNG汽化，以及L-CNG存储和加气两个主要流程。LNG增压：采用LNG低温高压柱塞泵直接增压。 设备选型：采用两列柱塞式低温高压泵，一开一备，设备成撬。LNG高压空温式汽化器从LNG储罐出来的LNG经过低温高压泵增压到20Mpa后进入到汽化器，汽化器通过对LNG的加温汽化，使低温的LNG汽化成常温的CNG并且储存到现场的CNG存储装置中去。气化器的设计和选型是根据LNG的特性，当地的气候条件和L-CNG站加气

11、负荷计算来确定，确保足够的汽化率保证汽化后的CNG不带入潜热进入CNG储气瓶。 三线双枪加气机：通过从CNG储气瓶组取气，给车辆进行加气。第47页，共88页。LNG产业资源介绍第四部分第48页，共88页。 天然气在常压下-162度时形成液化天然气（LNG）。 液化天然气（LNG）是目前全球公认的清洁能源，它具有节能、环保、安全、可靠、经济效益突出等众多优点。 国家十五规划政策鼓励液化天然气开发和引进。至2012年在我国沿海城市建立12个LNG进口接收站，总量3500万吨，相当于455亿标方天然气，即二条西气东输管道的总量；内陆已建立20多个天然气及煤层气的液化厂，年液化总量达500万吨，相当于

12、65亿标方天然气，可供20万多辆大型汽车使用。 LNG在低温、低压、液态下储存、运输及应用，其密度为气态的620倍左右，压缩天然气的三倍，单次加气可持续行驶400-1800公里，能满足城市公交、城际客车、重型卡车的长途行驶的要求，且环保、安全可靠，因此已逐渐成为我国汽车新能源市场需求的一个主要能源。LNG产业资源介绍第49页，共88页。LNG物理性质LNG密度：0.425-0.46KG/L沸点： -162气化后密度0.6-0.7KG/ m3高热值：41.5-45.3MJ/ m3气液体积比：6251辛烷值：130储存温度：-160-120操作压力：01.0MPa部分沿海城市LNG进口接收站液化厂

13、第50页，共88页。LNG计量单位换算表 可装LNG体积可装LNG重量气化后NG体积备注1L0.001m30.425KG0.620m3275L车载瓶0.2475 m3105KG150 m3335L车载瓶0.3015 m3128KG180 m3375L车载瓶0.3375 m3143KG205 m3450L车载瓶0.405 m3172KG245 m343英尺集装箱52 m390%约20吨约28500 m3第51页，共88页。LNG车用燃料的特点和优势第五部分第52页，共88页。1能量密度大，汽车续驶里程长，同样容积的LNG车用储罐装载的天然气约是CNG储气瓶的3倍。大型LNG货车一次加气可连续行驶

14、8001000km，非常适合长途运输的需要。2运输方便，由于是液态，LNG便于经济可靠地远距离运输，建设LNG汽车加气站不受天然气管网的制约。在陆上，通常用2050m3（相当于1200030000Nm3天然气）的汽车槽车像运输汽油、柴油那样将LNG远送到LNG汽车加气站LNG作为车用燃料的特点和优势第53页，共88页。3组分纯，排放性能好，有利于减少污染，保护环境，LNG的组成比CNG更纯净，因而LNG汽车的排放性能要优于CNG汽车。4安全性能好，LNG的燃点为650，比汽油、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515%，且气化后密

15、度很低，只有空气的一半左右，因而稍有泄漏即挥发扩散。LNG存储压力低（0.3-0.7MPa），比CNG更安全。LNG作为车用燃料的特点和优势第54页，共88页。5、低速大扭矩、经济性好 针对重卡载重大、上下坡多的工况（特别是自卸等工程用车），开发了重卡版气体发动机，通过加大低速时的充气效率，提高了低速扭矩；降低了燃料消耗率。 采用潍柴、上柴的大功率纯天然气发动机，按照天然气特性标定发动机电控程序，保证了重卡足够的功率和扭矩的需要。6、低温启动性能好:最低启动温度-零下30度。 ECU根据水温、空气温度对燃料喷射和点火提前角进行补偿，保证低温启动性能。LNG作为车用燃料的特点和优势第55页，共8

16、8页。LNG经济性气耗：1升柴油 = 11.1方LNG。 根据我公司天然气重型商用半挂车的运营的统计数据显示，天然气重卡燃料消耗约为50立方米/100公里，同等马力、吨位的柴油车的燃料消耗约为50升/100公里。供气价格计算模式：1立方天然气是0号柴油市场零售价的60%。例如0号柴油的零售价是6.5元/升，则每立方天然气的价格是：6.5x60%=4元/方。使用LNG作燃料比燃油可节约燃料费40%。第56页，共88页。LNG经济性LNG车辆的百公里燃料消耗费用为：4元/立方米50立方米200元，柴油的价格为6.5元/升，柴油车辆的百公里燃料消耗费用为：6.5元/升50升325元。每百公里节约燃料

17、费用125元。每车按年运行6000080000km计算时，中型车耗油约1320017600升，大型车耗油2040027200升，以当前油价计算，使用LNG时分别可节约燃料费为3300044000元和5100068000元，汽车行驶路程越长，则越节约燃料费用。第57页，共88页。0#柴油在冬季-10度时会产生结腊无法正常使用，需更换-20#柴油，在-30度时需更换-35#柴油，燃料成本更高。LNG在-30以上时可正常燃烧，在冬季其燃料费用节约50%以上。LNG汽车改装件投资略高于CNG汽车，若采用国产储罐改装件，中型车投资约为1.3万元，重型车约为2.0万元，则改车投资回收期约为0.5年。根据天

18、然气汽车的特点，使用天然气时还可延长发动机寿命，降低发动机的维修费用50%以上，因此LNG汽车的实际投资回收期比上述投资回收期短30%，一般在投用半年之内即可收回投资。 LNG经济性第58页，共88页。LNG燃料技术的应用第七部分第59页，共88页。LNG车载燃料系统LNG车载燃料系统是将LNG储存在车用LNG储罐内，通过汽化装置汽化为0.45Mpa左右的气体供给发动机，其主要构件有LNG储罐、汽化器、减压调压阀、混合器和控制系统等。车用LNG储罐一般采用双层金属真空加多层缠绕绝热技术，国内外都能生产，技术可保证LNG日蒸发率在2%以内（714天之内不产生蒸汽损失）。汽化器一般采用发动机冷却水

19、作热源，由控制系统根据发动机状况调节其气化量 。第60页，共88页。车载供气系统主要包括LNG车用瓶、汽化器、调压阀、缓冲罐等。车载LNG气瓶内常规饱和气压：0.4-0.7MPa流程：气瓶阀限流阀汽化器缓冲罐过滤器电磁阀减压器发动机燃气系统LNG车载装置第61页，共88页。LNG车载瓶结构介绍在内胆外壁缠绕数百层复合绝热材料，包含高绝热性能的玻璃纤维纸和阻隔辐射传热的铝箔纸，并在夹套间进行超高真空处理。夹套间设置了低温吸附和常温吸附装置，可保证气瓶不论在低温使用或常温闲置时都有良好的夹套空间真空度。上充液管设计为单管喷淋结构，可以使低温的液化天然气在充入内胆时将气相空间的部分蒸汽（BOG）重新

20、液化，加快加液速度。第62页，共88页。充液管线有单向阀，保证液化天然气只能向气瓶内部单向流动；而出液管线的单向阀则与充液管线的相反；在出液管线还设有过流阀，当外部管线断裂或大量泄漏，过流阀会限制气瓶内液体外泄。气瓶设置了两只安全阀，每只安全阀的泄放量均满足泄放要求，副安全阀的主要作用是，当主安全阀失灵时，保护气瓶安全。安全阀开启压力：第一级1.76MPa；第二级2.4MPa。气瓶内胆与外壳采用了轴向和径向组合支撑，可保证气瓶在运行中不会因为振动而使内胆器与外壳之间发生相对位移和结构变形。 第63页，共88页。液化天然气绝热气瓶第64页，共88页。第65页，共88页。LNG车载燃料系统汽化器安

21、装在车用瓶和发动机之间。汽化器与发动机冷却水系统相连，来自发动机的高温冷却液将其加热并气化，随后供给发动机。第66页，共88页。LNG车载瓶第67页，共88页。昆仑能源有限公司新捷股份哈密LNG加注站第68页，共88页。北京公交集团总公司LNG加注站实景第69页，共88页。LNG单一燃料公交车 加注LNG第70页，共88页。43英尺LNG罐式集装箱40英尺LNG罐式集装箱LNG运输车辆及集装箱第71页，共88页。美国LNG单一燃料重型牵引车（3燃料罐）第72页，共88页。中国重汽LNG汽车介绍LNG牵引车、自卸车牵引车分为：气瓶后置式 气瓶侧置式（两种任意选择） 自卸车为： 气瓶侧置式第73页

22、，共88页。HOWO LNG S38牵引车 汽车用LNG供气系统包括：1、专用车载低温绝热瓶2、充装接口3、安全限流装置4、LNG汽化器5、稳压器6、紧急切断(电磁阀)装置等组成中国重汽LNG汽车介绍第74页，共88页。中国重汽LNG汽车介绍LNG供气系统技术性能:供气流量：根据发动机给定参数设定；供气压力:可在0.251.2 MPa内设定，工作时设定值波动10PSI；供气温度:可在1045内设定;如发动机有辅助调压功能,本系统可联动;系统有优先使用气相功能,即当LNG瓶内压力高于经济阀设定值时使用气相;系统充液时可闷充,无须接气相,不放空;充液速度40/分钟， 即LNG充气时间约10分钟，而

23、CNG充气时间约30分钟。第75页，共88页。中国重汽LNG汽车介绍车用LNG气瓶车技术参数 设计压力3.18MPa、工作压力1.59MPa、设计温度-196、工作温度-162,充装系数0.9, 规格是依据发动机功率和续驶路程设计成450L、375L、275L等三种，瓶上设有一、二级安全阀、进出液口、气相口、新型液位计、压力表和瓶内压力自动调压装置。第76页，共88页。中国重汽LNG汽车介绍气瓶在冲击条件下的完整性。即对气瓶的最关键部位（自行指定，管路系统端除外）进行10米高的跌落试验和对管路系统端3米高的跌落试验, 跌落试验完毕后的1小时内，气瓶外壳不得有结露或结霜现象（内胆与外壳连接支撑部位除外）。气瓶安装在汽车上应能承受8kg重力加速度冲击;气瓶有优先使用气相功能,工作时罐内相对压力稳定;车用LNG气瓶性能 :第77