LNG汽车和加气站的探讨摘要：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：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15×104m3/d，新疆广汇吐哈油田日产LNG约150×104m3/d。在广东深圳和汕头、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。1LNG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2.1CNG和LPG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2000～3000m2，造价约(300～500)×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。2.2LNG汽车和加气站的优点①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1000～1300km，非常适合长途运输的需要。②运输方便。在陆上，通常用20～50m3(可储存1.2×104～3.O×104m3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12×104～13×104m3的LNG轮船运输。③排放物污染小。LNG汽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。④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5％～15％，气化后的密度小于空气；而LPG的爆炸极限为2.4％～9.5％，气化后密度大于空气；汽油爆炸极限为1.0％～7.6％；柴油爆炸极限为0.5％～4.1％。可见，LNG汽车比LPG、汽油、柴油汽车更安全。⑤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LNG供给流程①卸车流程。由加气站LNG泵将LNG槽车内LNG卸至加气站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。③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。④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。⑤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。4LNG汽车设备及改装费用①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。②车载燃料供给电控系统车载燃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