液化天然气LNG汽车综述1风镐

液化天然气(LNG)汽车综述（1）

液化天然气(LNG)汽车综述（1） 2012年09月26日 作为汽车燃料的液化天然气(Liquefied NaturalG对，简称LNG，以其热值高、污染少、储运方便等特点，已逐步得到了推广应用。 天然气汽车以环保效益明显、使用经济性较好、推广应用成本较低、安全性有保障、气源较丰富等优点，已为世界所重视，是国内节能减排的主要代用燃料汽车之一。而随着我国沿海20多座LNG接受站建成后，接受处理LNG能力近7 000万t，并且我国现已建成LNG液化工厂30余座，年液化能力500万t，可供20多万辆汽车使用；同时在西气东输一线、二线、中石化上海线相继建成的情况下，管输天然气不断发展，这些都为发展LNG汽车奠定了良好的资源基础。1 LNG的特点 LNG是天然气的一种特殊的存在形态，它是对含90％以上甲烷(CH)的天然气进行脱烃、脱硫、脱水、清除CQ等净化处理后，再实施低温冷凝等一系列处理(主要利用膨胀制冷工艺)，使天然气中的甲烷成分在一162。C时液化分离，常压状态下液化形成LNG的主导成分。 LNG的物理参数见表l。由于各地方的LNG不尽相同，所以物理特性参数必须以LNG供应商的为准。 (1)LNG通过深冷前的净化处理，几乎除掉了天然气中的全部杂质，深冷净化处理过程中，又分离出不同液化点的重烃类成分和其他气体成分，因此LNG的纯度很高。LNG燃料成分的单一性和一致性、可靠性热值和辛烷值高，有利于发动机压缩比等设计参数的确定，避免了乙烷、丙烷等成分的爆燃对发动机及其部件造成的不良影响。LNG不含硫和机油，低碳，对排放和环境有利。 (2）LNG的能量密度是CNG的3倍，这表明LNG储存效率更高，可以使车辆获得较长的行驶里程，或者说在相同行驶里程的情况下，可以使车辆的总质量更小，从而比使用CNG有更好的燃料经济性。同时储存效率高，也使LNG更利于运输，扩大了LNG使用的地域范围。 (3)LNG的储气瓶为具有绝热夹层的压力气瓶，储存温度约为一1 62℃，储存压力稍高于1．0 MPa，相比CNG通常以20～25 MPa的高压储存在高压气瓶中，LNG常压低温绝热储存，比高压储存的容器更安全，且相对于CNG的高压钢瓶，LNG储气瓶总质量降低很多。 (4)使用LNG可以充分利用其低温特性，降低混合气的温度，从而降低燃烧温度，提高发动机的热效率，同时降低NOx的排放。 (5)LNG安全性能好。LNG燃点为650℃，比汽、柴油、LPG的着火点都要高，LNG泄漏与空气混合的爆炸极限为5％～l 5％，相对密度为空气的一半，稍有泄漏，很快会在空气中挥发扩散。而LPG的爆炸极限为2．4％～9．5％，燃点为465℃，气化后密度大于空气，泄漏后不易挥发扩散；汽油的爆炸极限为l．0％～7．6％，燃点为427℃；柴油的爆炸极限为0．5％～4．1％，燃点为260℃。因此，LNG汽车比LPG汽车、汽柴油汽车使用起来更安全。 (D LNG运输方便。液态的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，只要找到LNG气源，就可以建站。 (7)在同等热值条件下，LNG比汽油、柴油价格便宜20％～30％，使用LNG作为汽车燃料，将大大降低汽车的运行成本。2 LNG汽车的燃料系统 LNG汽车的主要核心部件，由LNG汽车发动机和燃料系统构成，其中燃料系统主要由LNG储气瓶总成、储气瓶附件、气化器和燃料加注系统等组成。 车用LNG储气瓶，是作为一种低温绝热压力容器，设计有双层(真国结构。内胆用来储存低温液态的LNG，在其外壁缠有多层绝热材料，具有超强的隔热性能，同时夹套(两层容器之间的空间)被抽成高真空，共同形成良好的绝热系统。外壳和支撑系统的设计，能够承受运输车辆在行驶时所产生的相关外力。内胆设计有两级安全阀，在超压时起到保护作用。在超压情况下，首先打开主安全阀开启压力为1．75 MP：a，副安全阀开启压力为2．9 MPa，设定压力较主安全阀高，在主安全阀失灵或发生故障时，副安全阀工作，这样使气瓶使用确保安全。外壳在内部超压条件下的保护，是通过一个环形的真空塞来实现的。如果内胆发生泄漏(导致夹套压力超高)，夹层压力达到0．1～0．2 MPa，真空塞将自动打开泄压。当真空塞发生泄漏或真空破坏，使绝热能力下降或失效，这时可能发生外壳“冒汗”或结霜现象。当然，在与气瓶连接的管道末端，出现结霜或凝水现象是正常的。 储气瓶附件主要有：进液单向阀、出液截止阀、过流阀、压力表、一级安全阀、二级安全阀(手动放空阀)、气相阀、经济阀、真空塞、液位计的传感器及连接管路等。 LNG在储气瓶中，以低温的液态和气态形式储存，能够以纯液态形式或气液混合形式从气瓶中被放出，通过汽化器将其加热成为气体。汽化器安装在气瓶和发动机之间。汽化器与发动机冷却水系统相连，冷却液流经汽化器壳程并对盘管进行加温。汽化器本身不会使LNG燃料压力增加。汽化器一般包括稳压器和(水浴内增压器，当LNG进入汽化器，来自发动机的高温冷却液将其气化，并加热转化为0．5～0_8 MPa的气体供给发动机。 燃料加注系统包括有：加液口、回气口、气瓶压力指示表、调压后压力指示表及其管路等，一般会将这些零件集成于一块面板上(即加液面橱，以便操作。3 LNG汽车的充装 LNG汽车的充装，首先要在使用前，确保所有的管路连接可靠，并检漏检验确认合格后方能进行。其充装方式主要有以下3种：

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