CNG业务知识培训

CNG（压缩天然气）业务知识培训培训内容一、CNG基本概念二、CNG汽车及分类方法三、CNG产业发展现状四、CNG加气站基本知识五、CNG加气站主要设备—压缩机六、中石化CNG发展现状七、天然气分公司CNG发展现状及规划一、CNG基本概念1、什么是CNG？CNG

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CompressedNaturalGas

压缩天然气是指压缩到20～25MPa的天然气。压缩天然气（25MPa）约为标准状态下同质量天然气体积的1/300。2、CNG供应：泛指以符合现行国家标准《天然气》GB17820之Ⅱ类作为气源，在环境温度为－40℃至50℃时，经加压站净化、脱水、压缩至不大于25.0MPa；出站的CNG符合现行国家标准《车用压缩天然气》GB18047的各项规定，并充装给气瓶转运车送至城镇的CNG汽车加气站或城镇燃气公司的CNG供应站（储配站或减压站），供作汽车发动机燃料或居民、商业、工业企业生活和生产用燃料的系统。二、CNG汽车分类及优点1、CNG汽车——CompressedNaturalGasVehicle简称CNGV，储存的天然气量相对较少，且储存容器的重量造成整车重量增加很多。CNG汽车特点：

优点：从环保角度来看，燃烧后污染物排放低于LPG，略高于LNG;

劣势：（1）CNG续驶里程低，储气罐占用空间大、自重大，影响汽车动力；（2）加气站需依托天然气管网建设，占地面积较大，加气机噪音大，安全距离大，不宜在闹市区和居民集中地区建设。

已在全国19个大中城市推广，目前已有30个省市自治区使用和发展CNG汽车。（一）按储存方式分类2、LNG汽车——LiquefiedNaturalGas

Vehicle简称LNGV，天然气的储存密度大为增加，但整车成本增加很多，且储存容器的热交换，造成容器内的压力升高，在一定条件下，将向外界排出天然气，以避免容器内的压力升高，保证安全使用。LNG汽车：LNG液化时对气体净化要求较高，其燃烧后污染物排放比CNG更低；LNG生产较为复杂，生产能耗高，生产成本一般高于CNG；国内缺乏车用LNG相关标准，没有加气站建设规范和标准，阻碍了LNG汽车的发展；目前在国内尚处于试点阶段，仅用于北京、贵阳、长沙和乌鲁木齐公交车。3、LPG汽车——液化石油气汽车。从环保角度来看，正常情况下其燃烧后排放仅低于普通汽、柴油汽车，高于柴油混合动力车和天然气汽车（包括CNG、LNG）。LPG汽车特点：（1）液化石油气汽车车用LPG质量要求大大高于普通民用LPG，国内车用LPG生产企业较少；（2）LPG汽车起步较早，在部分城市和地区曾有较快的发展，近年来LPG汽车在我国的保有量开始下降，已逐步被天然气汽车取代。（二）按使用燃料种类1、单一燃料的CNG汽车：使用按照CNG特性设计的发动机，整车性能大为提高，但由于使用条件的限制，使用量较少，单车成本高；2、汽油—CNG两用燃料汽车：在汽油车的基础上增加CNG系统而成的既能使用CNG、又能使用汽油的两用燃料车；目前广泛使用，改装方便、成本低，但整车性能下降较多。3、柴油—CNG双燃料汽车：在柴油车上增加CNG系统而成的能够单独使用汽油，又能使用CNG—柴油混合燃料的双燃料车。控制较为复杂，天然气的替代率低、成本相对较高。（三）、CNG汽车的优势1、经济性这是大家最关心的问题，CNG目前售价3.3—4.0元/Nm3，汽油价格为6.3元/升，1方气最少可替代汽油1.15升。以普通桑塔纳为例，按耗油10升/百公里，日行驶400公里的出租车计算，以汽油为燃料每天消耗40升，燃料费为252元，以CNG为燃料每天消耗35Nm3，CNG燃料费为116—147元，燃料费用可节省50%左右，使营运成本大幅降低。

除了燃料价格上的优势外，在维修养护上也有一定的优势，可减少积碳、气阻和爆震现象发生，延长发动机寿命2－3倍，同时还减少了对机油的污染，可将机油更换周期延长一倍多。从而降低了车辆运营成本。这也正是众多城市成功推广的重要原因。

2、环保性汽车尾气排放是城市污染的一个重要污染源。燃用CNG的汽车，CO排放量可减少97%，CH化合物减少72%，NO化合物减少39%，SO2减少90%，噪音减少40%而且不含铅、苯等致癌有毒物质。3、安全性国外天然气应用于汽车项目的工作于20世纪30年代就开始进行，积累了相当丰富的经验，形成了完整的规范标准，已经是一项非常成熟的项目。体现在以下几点：

1）CNG点火温度为500℃，汽柴油在200-450℃，此外CNG的易燃范围比其他燃料窄（包括液化石油汽在内），CNG在空气中的浓度超过5.3%时可燃，而汽柴油和液化石油汽的易燃浓度为0.5－2%，同时CNG相对空气的比重为0.6－0.7%，一旦泄露可在空气中迅速扩散，不会在户外聚集起来达到燃烧浓度。2）CNG燃料抗爆性能好

CNG的研究法辛烷值为130左右，而高级汽油辛烷值仅在97左右，所以CNG作燃料不需要添加剂。

3）贮气瓶比油箱更安全

燃油汽车由于事故原因发生破损、漏油、引起着火事故.而从世界上应用CNG几十年来看,至今未发生一例天然气贮气瓶爆炸事故.贮气瓶工作压力20Mp,国家规范对贮气瓶要进行严格的实验后才出厂：（1）火烧实验：充满气后燃烧温度650,30分钟不爆炸；（2）爆炸冲击实验：瓶内充满20Mp的天然气，用100g硝安炸药放在钢瓶上引爆，钢瓶不破裂；（3）水压实验：将瓶内充满水,使压力达到33.33Mp，1分钟瓶体不泄露，不变形；（4）爆破实验：瓶内充水，升压到48Mp瓶体不爆破。（5）枪击实验：瓶内充满天然气，100m步枪射击，贮气瓶表面仅有白点和轻微擦伤。三、CNG产业发展现状世界CNG产业现状——概况到2009年中期，全球天然气汽车1050万辆，加气站15800座。轿车990万辆，公交车27万辆，卡车15万辆，其他车辆63万辆。消费天然气320亿立方米。全球及主要国家CNG汽车普及率（CNG汽车保有量/汽车保有量）南美洲11.80%亚洲2.18%非洲0.91%欧洲0.36%北美洲0.05%全球1.16%排名国家CNG普及率排名国家CNG普及率12345孟加拉巴基斯坦亚美尼亚阿根廷哥伦比亚51.2%32.2%30.9%22.9%22.6%678910玻利维亚巴西马来西亚塔吉克斯坦缅甸21.0%11.1%11.0%6.5%5.0%世界CNG产业现状——发展特点利用资源优势，在政府大力支持下，大规模发展CNG业务“贫油富气”国家为节约外汇、降低成本，在交通运输领域全面发展CNG汽车，CNG汽车主要为改装车。代表地区：巴基斯坦、孟加拉、缅甸。CNG作为能源多样化的重点之一作为能源多样化的重点之一，部分国家CNG产业发展较为迅速，CNG汽车主要应用于家庭和出租车，并逐步向政府用车和公共交通领域发展，改装车和原厂车并重。代表地区：巴西和阿根廷。欧美发达国家CNG业务起步较早，但应用范围有限

欧美国家重视节能减排，CNG汽车主要用于市区内固定线路汽车（如公交车、班车、保洁车等），以发展CNG汽车技术为主。代表地区：欧盟、北美。未来作为车用燃料油的补充，在一定范围内发展未来20-30年，燃油汽车仍是主流，CNG是车用燃料有的重要补充之一。预计到2020年全球CNG汽车保有量将达到6500万辆，占全球汽车比重8%。“贫油富气”国家天然气汽车应用范围将逐步扩大，发展中国家仍将成为新的CNG业务发展地区。世界CNG产业现状——驱动与制约因素驱动因素制约因素世界CNG产业现状——小结资源可获得性、政府支持力度、与经济发展的适应性是CNG产业发展的主要驱动力。消费习惯不适应、能源政策偏向性和配套基础设施建设难度大是该产业发展的主要制约。CNG汽车适用于城市内固定线路交通领域，在天然气资源相对丰富的发展中国家易于发展。

我国CNG产业现状与前景——概况发展历程上世纪80年代在四川建立第一个加气站；1999年启动了“空气净化工程清洁汽车行动”，在12个城市进行试点；2006年，国家再次启动“节能与新能源汽车”高科技计划。发展规模截至2008年底，我国已有近30个省市自治区的80多个城市推广天然气汽车，CNG汽车保有量约40万辆，占全球CNG汽车的3.8％，CNG加气站1336座，占全球CNG加气站的8.5％（数据来源：NGVAEurope）。发展特点我国CNG产业主要分布在产气区周边地区，这些地区CNG汽车起步早，已形成一定规模；有廉价的气源及发达的城市天然气输配管网；最先在公交车、出租车上推广，其后转向其他固定线路车辆；目前公交车、出租车等已基本实现天然气化；车型从以改装车为主，逐步发展到直接推广单燃料或双燃料天然气汽车；加气站主要在近郊区发展。我国CNG产业现状与前景——CNG加气站概况专用加气站（公交）416座，公用加气站920座，在建加气站230座（2008年）；单站加气能力为470辆/天。中小城市发展趋势在天然气产气区，CNG加气站布局初步形成，单站加气能力约为400辆/天，CNG汽车开始向城际客运、物流发展。大城市发展特点趋势以CNG公交车为主，专用加气站网络完善，单站加气能力约为100辆/天。我国CNG产业现状与前景——CNG汽车概况轿车和出租车23.2万辆，中型、重型公交车11.3万辆，中型、重型卡车0.1万辆，其他车5.4万辆，是世界第七大CNG汽车拥有国；从改装车向原厂车过度在CNG发展初期，为快速启动市场，天然气汽车以改装车为主，随着生产技术水平的提高，原厂车发展较快，如金龙和康明斯等，2007年原厂车比例达到40%；以双燃料车为主由于加气站网络不完善，我国CNG汽车仍然是以双燃料车为主，2007年双燃料车比例为85%，目前环保要求高的地区采用单燃料车较多。未来单燃料、原厂车是发展趋势我国CNG产业现状与前景——政策国家产业政策：中国清洁汽车行动将CNG列为首选的汽车替代燃料；2006年，再次启动“节能与新能源汽车”高科技计划；《天然气利用政策》，明确规定天然气汽车属于“优先类”用气项目；《节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法》，对大中城市公交、公务、邮政、环卫部门推广使用单位进行财政补贴。地区优惠政策：加气站—补贴天然气公司供应加气站的原料气价差；

—建设土地实行行政划拨供应，免收契税，安排财政资金支持建设；

—5年内免征所得税，免收所有行政事业性收费；CNG汽车—生产、改装企业享受开发新产品和高新技术成果转化的优惠政策；

—免收尾气检测、免征市道路车辆通行费。地区强制性措施和规定：加气站—凡在天然气管道附近建设加油站必须附带加气设施和功能；

—规划布局点内的加油站限期改建为加油、加气站；CNG汽车—城区公交车、出租车、环卫车限期改装或更新成天然气汽车。我国CNG产业现状与前景——竞争态势中国石化CNG业务迅速起步：建成CNG母站1座、子站及标准站65座；根据目前计划，到2011年末将建设子站285-330座，新建母站20座以上。中国石油开始规划布局全国市场：在全国14个省市区的50座城市开展了CNG业务，建成CNG母站34座、子站及标准站105座；规划“十二五”末，加气站达2000座以上，销售车用天然气100亿方以上。其他企业利用自有优势先期进入：截至2009年中，新奥燃气拥有加气站180座，其中投产141座；截至2008年末，中国燃气在全国建设CNG加气站50座；目前中华煤气在马鞍山、咸阳、原平、长春等城市拥有CNG加气站；北京公交、重庆公交等拥有公交专用加气站，公交车天然气化率90%以上。多项因素促进我国CNG产业发展根据2007年发改委规定，CNG价格不得低于90#清洁汽油零售价的75%，随着油价的上升，CNG与汽油的价差拉大。根据国家清洁燃料办公室预侧数据，到2015年：我国CNG汽车保有量将达到73.4万辆；公交及出租车需要用加气站总量将达到3900座；车用CNG需求量2015年可增至140亿立方米以上。我国CNG产业现状与前景——小结在国家鼓励政策的大力推动下，CNG业务在经济性上有发展空间，但是我国大规模发展CNG将受到资源可获得性的制约。要充分利用资源，在天然气产气区和长输管线沿线城市有发展CNG的资源基础有保障。从经济上讲，人口集中、经济较发达地区，汽车需求规模大、增长速度高，CNG发展空间较大。到2015年，我国CNG汽车保有量将达到75万辆以上，CNG消费量将达到140亿立方米以上，CNG加气站数量将达到3900座。

四、CNG加气站基础知识1.CNG加气站类型：可分为CNG汽车加气站母站、标准站和CNG子站三种类型（1）CNG加气母站——是为CNG加气子站供应压缩天然气的加气站，通过充装给气瓶转运车送至城镇的CNG加气子站或城镇燃气公司的CNG供应站（储配站或减压站），供作汽车发动机燃料或居民、商业、工业企业生活和生产用燃料的系统。母站建设宜靠近天然气高、中压管道或储配站附近，因此选址受到一定限制。（2）CNG标准站——建在城市管网附近，既可以给槽车加气，又可直接给汽车加气的加气站，一般称之为标准站。其主要设备与母站设备类似。主要是增加一套汽车充装系统。（3）CNG加气子站——用槽车运送天然气，为CNG汽车进行加气作业的压缩天然气加气站。子站的建设灵活、方便，距母站200km以内为宜。2.CNG加气站工艺流程：CNG加气站的生产工艺流程根据加气站的规模不同，稍有不同的变化，但基本流程是相同的。

基本工艺流程：管道天然气－计量调压－缓冲－脱水干燥－压缩机增压－加气柱（机）充装－槽车外运（汽车）加气母站（后置脱水）

原料气调压系统脱硫系统缓冲系统增压系统脱水系统控制系统储气系统售气系统加气母站（前置脱水）原料气调压系统脱硫系统缓冲系统增压系统脱水系统控制系统储气系统售气系统CNG加气站标准站生产工艺流程标准站原料气调压系统脱硫系统缓冲系统增压系统脱水系统控制系统储气系统售气系统CNG加气子站生产工艺流程加气子站原料气调压系统脱硫系统缓冲系统增压系统脱水系统控制系统储气系统售气系统3.加气母站主要系统加气母站主要包括：气体预处理系统、脱水干燥系统、压缩机组、售气系统等。气体预处理系统

气体预处理系统包括进站过滤器、气体计量仪表、调压阀、缓冲罐以等，低压原料天然气进入CNG加气站后，首先进入调压计量系统，这个系统包括过滤、分离、调压、计量、缓冲等装置。若原料气组分中含有超标硫化氢成份时，应设置脱硫装置、进行脱硫处理。脱水干燥系统主要包括前置过滤器、吸附塔、后置过滤器、循环加热再生装置。原料天然气进入脱水装置的吸附塔、塔内的4A型分子筛能有效地吸附天然气中的水分，使天然气中的水含量达到车用压缩天然气水含量的要求。压缩机橇内包括压缩机、驱动机、冷却器、排气系统、润滑系统、进气缓冲罐、控制系统、安全阀、供电接口等。低压天然气经压缩机加压后，天然气压力升高到20-25MPa。售气机（柱）是用来给CNG加气汽车（槽车）添加高压天然气。它由科里奥利质量流量计、微电脑控制售气装置和压缩天然气气路系统组成。其屏幕显示售气单价、累计金额和售气总量。售气机结构包括计量仪表、加气枪、加气嘴、加气软管（包括自密封拉断阀）、电磁控制阀、电气接线、机壳等。

加气母站消防设施，主要包括消防栓、火灾报警系统、灭火器。加气母站供电系统，主要包括独立变压器、高压配电柜、低压配电柜。

压缩机组是加气站最关键、最重要的核心设备，对整个加气站运行的可靠性及成本有决定性影响。压缩机是一种应用广泛的通用机械，因应用场合的不同而有多种形式。天然气加气站使用的大都是具有曲柄连杆结构的往复活塞压缩机，简称往复压缩机或活塞压缩机。活塞压缩机主要用于一些流量不太大但压力相对较高的场合，这种压缩机对运行参数改变的适应能力较强，可较好适应加气站频繁变化的工作参数。五、CNG加气站的主要设备-压缩机

主要部件动力端：飞轮、曲轴、连杆、十字头工作端：活塞杆、活塞、气缸、缸头、进排气阀等辅助部件：润滑系统、冷却系统、飞轮、机壳、机座主要结构形式分三类：立式压缩机：气缸中心线与地面垂直；卧式压缩机：气缸中心线与地面平行；角度式压缩机：包括L型、V型、W型、扇形、星型等。天然气压缩机这三种形式都有应用。活塞立式压缩机卧式压缩机一般卧式对动型对置式M型H型角度式压缩机V型L型W型扇型星型往复活塞式工作原理——当曲轴旋转时，通过连杆的传动，活塞便做往复运动，由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积则会发生周期性变化。活塞从气缸盖处开始运动时，气缸内的工作容积逐渐增大，这时，气体即沿着进气管，推开进气阀而进入气缸，直到工作容积变到最大时为止，进气阀关闭；活塞反向运动时，气缸内工作容积缩小，气体压力升高，当气缸内压力达到并略高于排气压力时，排气阀打开，气体排出气缸，直到活塞运动到极限位置为止，排气阀关闭。当活塞再次反向运动时，上述过程重复出现。总之，曲轴旋转一周，活塞往复一次，气缸内相继实现进气、压缩、排气的过程，即完成一个工作循环。工作过程1-气缸盖2-排气阀3-进气