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车用LNG安全优势主要优点


一吨 LNG 等于多少标方天然气 LNG 简介 液化天然气密度是标准状态下甲烷的 625 倍。也就是说,1m3 液化天然 气可气化成 625 m3 天然气,由此可见贮存和运输的方便性。LNG 是一种清洁能 源,排放可以达到欧 IIII 标准。 LNG 密度:0.42~0.46 g/cm3 根据单位换算 1 立方米等于 0.45 吨

液化天然气气化比是 1 吨 1495 标方。 LNG 重量仅为同体积水重量的 45% 据一些资料可得这些燃料的典型热值及产生的 CO2: 天然气 8300 千卡/m3,产生的 CO2 为 1.885kg; 标准煤 7000 千卡/kg,产生的 CO2 为 3.6kg; 原油 9200 千卡/kg 原油的碳含量按 85%,产生的 CO2 为 3.1kg, 各发 10000 千卡热量,需 天然气 1.20 m3,产生 CO2,2.26 kg; 原油 1.09kg,产生 CO2,3.37 kg; (天然气比石油 CO2 排放减少 33%) 标准煤 1.73kg,产生 CO2,5.14 kg。(天然气比石油 CO2 排放减少 56%) 天然气与煤炭和石油相比,确实减少了 C 排放。而且幅度很明显。政府推动使用 LNG 和天然气的动力就会很足,因为减少温室气体排放,现在减少 C 排放是一种 政治。 天然气汽车分类 按天然气燃料状态分类 按照所使用天然气燃料状态的不同,天然气汽车可以分为: 压缩天然气(CNG)汽车。 压缩天然气是指压缩到 20.7—24.8 MPa 的天然气,储存在车载高压气瓶中。压 缩天然气(CNG)是一种无色透明、无味、高热量、比空气轻的气体,主要成分 是甲烷,由于组分简单,易于完全燃烧,加上燃料含碳少,抗爆性好,不稀释润 滑油,能够延长发动机使用寿命。 液化天然气(LNG)汽车。 液化天然气是指常压下、温度为-162 度的液体天然气,储存于车载绝热气瓶中。 液化天然气(LNG)燃点高、安全性能强,适于长途运输和储存。 压缩天然气(CNG)体积能量密度约为汽油的 26%,而液化天然气(LNG)体积能 量密度约为汽油的 72%,是压缩天然气(CNG)的 2.77 倍,因而使用 LNG 的汽车 行程远,相对可大大减少汽车加气站的建设数量。 与同功率的燃油车相比,天 然气汽车尾气中 HC(碳氢化合物)可下降 90%,CO 降低 80%,NOX 下降 40%;天

然气在温室气体减排方面具有显著的优势。国外研究结果表明,天然气汽车的 CO2 排放量与传统车相比可降低 20%以上; 天然气的其他属性介绍 一:天然气的热值: 天燃气每立方燃烧热值为 8000 大卡至 8500 大卡。 每公斤液化 气燃烧热值为 11000 大卡。气态液化气的比重为 2.5 公斤/立方米。每立方液化 气燃烧热值为 25200 大卡。这样可看出一立方液化气燃烧热值是天然气的三倍, 但还有报道说液化气热值是天然气的 7 倍。 每瓶液化气重 14.5 公斤,总计燃烧热值 159500 大卡,相当于 20 立方天然气 的燃烧热值。 二:天然气的应用领域 一、民用燃料:天然气价格低廉、热值高、安全性能、环境性能好,是民用 燃气的首选燃料。 二、工业燃料:以天然气代替煤,用于工厂采暖,生产用锅炉以及热电厂燃 气轮机锅炉。 三、工艺生产:如烤漆生产线,烟叶烘干、沥青加热保温等。 四、化工原料:如以天然气中甲烷为原料生产氰化钠,黄血盐钾,赤血盐钾 等。 五、压缩天然气汽车:用以解决汽车尾气污染问题。 三: 主要优点 天然气是较为安全的燃气之一,它不含一氧化碳,也比空气轻,一旦泄漏,立 即会向上扩散,不易积聚形成爆炸性气体,安全性较高。采用天然气作为能源, 可减少煤和石油的用量, 因而大大改善环境污染问题; 天然气作为一种清洁能源, 能减少二氧化硫和粉尘排放量近 100%, 减少二氧化碳排放量 60%和氮氧化合物排 放量 50%, 并有助于减少酸雨形成, 舒缓地球温室效应, 从根本上改善环境质量。 其优点有: ① 绿色环保 天然气是一种洁净环保的优质能源,几乎不含硫、粉尘和其他有害物质,燃 烧时产生二氧化碳少于其他化石燃料,造成温室效应较低,因而能从根本上改善 环境质量。 ② 经济实惠 天然气与人工煤气相比,同比热值价格相当,并且天然气清洁干净,能延长 灶具的使用寿命,也有利于用户减少维修费用的支出。天然气是洁净燃气,供应

稳定,能够改善空气质量,因而能为该地区经济发展提供新的动力,带动经济繁 荣及改善环境。 ③ 安全可靠 天然气无毒、易散发,比重轻于空气,不宜积聚成爆炸性气体,是较为安全 的燃气。 ④ 改善生活 随着家庭使用安全、 可靠的天然气, 将会极大改善家居环境, 提高生活质量。 天然气耗氧情况计算: 1 立方米天然气(纯度按 100%计算)完全燃烧约需 2.0 立方米氧气,大约需要 10 立方米的空气。 汽车燃料经济性分析

天然气作为汽车燃料较燃油、液化石油气等都具有一定的能源价格优势㈨。 天然气是一次能源, 国家发展和改革委员会能源研究所等单位在《中国天然气发 电政策研究综合报告》 中的研究结论是:“尽管天然气价格也受国际能源供需形 势的影响,但影响没有石油大,按等热值计算,天然气(包括 LNG)在价格上比石 油有优势。通过对韩国、印度的 LNG 进口的价格计算公式进行整理,得出表 3 的

分析可知,LNG 比原油或作为二次能源的汽油、液化石油气等均有一定价格竞 争优势,而且原油

表 3 韩国、印度 LNG-fiNN 的计价关系

价格越高,这种优势越明显,且 LNG 因签订有长期的照付不议合同,价格相对 稳定,气源供应基本上有保障。 (4)用作汽车加气的燃料,LNG 用于拖带集装箱的重型柴油车、公交车等,每 1kgLNG,可以代替 1.2-1.3 公斤柴油。 LNG 产业资源介绍 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 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 500--700 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。 1、LNG 汽车 LNG 汽车 以 LNG 为燃料的汽车称为 LNG 汽车,一般分三种形式:一种是完全以 LNG 为燃料的纯 LNG 汽车,一种为 LNG 与柴油混合使用的双燃料 LNG 汽车,一种为 LNG 与汽油替换使用的两用燃料汽车。这几种 LNG 汽车的燃气系统基本相同, 都是将 LNG 储存在车用 LNG 储罐内,通过汽化装置汽化为 0.5MPa 左右的气体 供给发动机,其主要构成有 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,国外技术可保证 LNG 日蒸发率在 2%以内(7 天之内不产生蒸发损失)。汽 化器一般采用发动机冷却水作热源, 由控制系统根据发动机工况调节其汽化量。 减压调压阀和混合器与 CNG 汽车基本相同,无技术难点。总体来讲,国外 LNG 汽车技术完全成熟,已达到实用技术水平。但是,国外 LNG 汽车系统价格十分 昂贵,无法在国内推广使用。国内改装的几台样车均采用与国外类似的工艺, 并取得了比较理想的运行效果,其存在的主要问题是 LNG 储罐采用的是真空粉 末绝热技术,绝热效果差(日蒸发率达到 4%),一些低温阀件,如电磁阀、截 止阀可靠性不高,液位显示装置不过关。但是,如果通过引进国外成熟的 LNG 汽车技术和设备,依靠国内低温行业的技术力量完全能够解决上述问题,使国 内 LNG 汽车技术达到实用水平。 一、车用 LNG 的优势 (一)LNG 与CNG比较优势 1、LNG 是经加压降温而得到得液体,能量密度大,汽车续驶里程长,同样容积 的 LNG 车用瓶装载的天然气是 CNG 储气瓶的 3.5 倍。 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,一辆 52 立方(相当于 35000Nm3 天然气) 的 LNG 运输半挂车可以象运输汽油、柴油那样将 LNG 远送到 LNG 汽车加气站, 使 LNG 建站和 LNG 汽车可在全国各大城市推广。 3、LNG 的组成比 CNG 更纯净,不含水分,因而 LNG 汽车的排放性能要优于 CNG 汽车。 4、由管道天然气压缩而来的 CNG 除含杂质多外,还含有微量水分,在冬季环 境温度低于 0℃时常会造成发动机进气活门结霜而无法启动。 5、 由于 LNG 储存压力只有 1.6Mpa,相比于 CNG 的 20Mpa 储存压力其安全性好的 多,使用管理费用低;且 LNG 储存容器内外胆均由优质不锈钢制造,不存在被 腐蚀现象。 6、同样续驶里程,LNG 储存容器的重量是 CNG 储存容器的重量 1/3。 (二)车用 LNG 与其他燃料的优势

1、车用 LNG 安全优势 天然气汽车主要使用压缩天然气(CNG),车载天然气以 20MPa 的高压存储 在高强度储罐中, 所存储的压缩天然气质量只有储罐本身质量的 1/5~1/10, 储气率不高.而且会给行车安全带来一定的隐患。液化天然气是一种低温液态 燃料,在大气压下,液化天然气为一 162℃.体积缩小到原来的 1/625,相当 于天然气被 60MPa 的压力压缩,从而增大了能量密度,提高了车载燃料系统的 供气效率, 所携带的有效燃料将比集束型压缩气罐式天然气加注车的高出 2~3 倍。因为液化天然气不含氧,所以其易燃性低于柴油。在大气条件下,液化天 然气一旦在系统中发生较小的泄漏,便能很快完全蒸发.并吹走正在泄露的低 温燃料。从而杜绝了燃烧及爆炸的可能,保证了乘客及车辆的安全。避免了以 往石油燃料在其运输、存储过程中出现的严重污染及巨大经济损失,因此发展 液化天然气汽车具有极好的安全效益。 2、车用 LNG 经济优势 液化天然气(LNG)相对于电、轻油、重油、人工煤气等,单位热值所付的 购买价是最低的。使用液化天然气还可以实现天然气储备基础设施的紧凑化、 经济化,并摆脱地质限制,建立大型地面天然气存储库.从而实现液化天然气 汽车能够从两个较远加气站的流动加注车上获取燃料,同时减小了燃料系统的 尺寸及质量,增大了车辆有效载荷及一次加气后的续驶里程。加气次数的减少 还节省了汽车往返加气站的时间.从而降低了汽车的运营成本,提高了车主的 盈利率。 3、LNG 基本换算 1、LNG 低温瓶计算:XL 的瓶子能装多少公斤 1>公式为:(X)L*90%*0.471kg/ m3(液体密度)=(Y)公斤; (Y)公斤/0.75Kg /Nm3 (气体密度)=(Z)Nm3 气体 2>柴气换算比例 1 公斤柴油=0.86L 柴油 1 公斤柴油=1.3 Nm3 天然气 1 Nm3 天然气=0.95L 柴油 1 公斤柴油=0.86L 柴油 3>现在用气瓶基本规格有 275L、335L、375L、450L 4>气瓶充装明细表 275L 装气瓶可装 116.5725 公斤 LNG;置换出 155.43 Nm3 天然气;相当有 147.6585L 柴油 335L 装气瓶可装 142.0065 公斤 LNG;置换出 189.342 Nm3 天然气;相当于 179.8749L 柴油 375L 装气瓶可装 158.9625 公斤 LNG;置换出 211.95 Nm3 天然气;相当于 210.3525L 柴油 450L 装气瓶可装 190.775 公斤 LNG; 置换出 254.37 Nm3 天然气; 相当于 241.6515L 柴油 5>价格比对(理论上) 气瓶规格 天然气充量 天然气价格 相当柴油量 柴油价格 节省额 275L 155.43 Nm3 4.0 元/方 147.6585L 6.14 元/升 284.9 元 355L 189.342Nm3 4.0 元/方 179.8749L 6.14 元/升 347.06 元

375L 211.95 Nm3 4.0 元/方 201.3525 L 6.14 元/升 388.50 元 450L 254.37 Nm3 4.0 元/方 241.6515L 6.14 元/升 466.26 元 按照 1 Nm3 天然气=0.95L 柴油比例,一辆大型货车按每小时 30-40L 耗油量算, 每百公里可可节省 56.49 元-75.32 元。 6>LNG 热值对比表 名称 单位 热值 天然气(标方) LNG(Kg) 柴油 公斤 10996 大卡 1.294 0.93-1.02 柴油 升 9181 大卡 1.080 0.77-0.85 汽油 公斤 10296 大卡 1.211 0.87-0.95 汽油 升 7464 大卡 0.878 0.46-0.69 液化石油气 公斤 17000 大卡 2.000 1.44-1.57 1L 柴油热值为 9181 大卡, 方天然气热值为 8500 大卡, 方天然气约等于 0.93L 1 1 柴油热值。计算:1 方天然气等于 0.95L 柴油 注: m?液化天然气 1 (LNG) 可气化 600 m?天然气 ; m? LNG 的质量约为 430-470 1 Kg ;1KgLNG 相当于 1.27-1.39 立方米天然气,1 m?天然气约为 8500 大卡。 LNG 汽车的优点:有七个优势 1、LNG 汽车比 LPG、CNG 汽车更清洁,尾气污染物含量更低; 2、LNG 汽车维修费比汽柴油机汽车维修费用少,故障率低; 3、安全性好。 a、LNG 是密封绝热气瓶储存, 而汽柴油不是绝对密封储存, 发生事故时, LNG 不容易发生泄露,安全性比较好。 b、LNG 属于低温常压储存, 车用低温气瓶内部压力非常低,气态饱和后气压 为 0.5~1MPa, 而 LPG 为 0.8~1.8MPa, CNG 为 20 MPa。

c、LNG 的燃点比较高, 燃点高于 650℃, LPG 为 466℃, LNG 而 汽油为 427℃, 柴油为 260℃。 d、LNG 气化后,气态天然气的密度比空气较低,泄漏后挥发较快,不容积积 聚。 4、抗爆性好。天然气的辛烷值高达 130,可增大发动机的压缩比,充分发挥其 热值,增加动力性。 5、LNG 成分稳定,燃气装置容易调试,发动机性能稳定。 6、LNG 不含有硫化物、水分等腐蚀性物质,发动机和装置的寿命较长。 7、LNG 能流密度较大,续驶里程是 CNG 汽车的 3.5 倍左右,和汽柴油车相当

三、车辆购置、改装费用 目前,LNG 发动机和柴油发动机的新车价格大致如下表: 序号 1 2 3 车型(车身长 度,米) 9 10 12 价格(柴油发动机) (万元) 29 38 50 价格(LNG 发动机) (万元) 34 43 53

改装费用:汽油汽车出租车的改装 CNG 出租车费约为 0.5 万至 0.6 万元,CNG 公 交车、大巴的改装费约为 2.0~2.5 万元。柴油发动机改装 LNG 汽车改装费和 LNG 钢瓶的费用两部分组成,主要以重型卡车为主,以 300 以上马力发动机和 450 升车用瓶及供气系统,改装费约为 6.5 万元左右, 车辆维护费用:天然气容易扩散,在发动机中容易和空气混合均匀,燃烧比较完 全、干净;辛烷值高,抗爆性能好,使用时不需添加抗爆剂,不容易产生积碳; 不会稀释润滑油, 因而使发动机汽缸内的零件磨损大大减少,使发动机的寿命和 润滑油的使用期限大幅度增长,这些都将大大降低汽车的运行和维护保养费用。 因此,天然气汽车的维护费用要比燃油气体机少,对设备的运行也更好。 综上所述 CNG 汽车虽然在车辆改装费用上有一定优势, 但在其他各方面都不如天 然气汽车 (同样容积的 LNG 车用瓶装载的天然气是 CNG 储气瓶的 3.5 倍,同样续 驶里程,LNG 储存容器的重量是 CNG 储存容器的重量 1/3,贮存压力) 。在天然气 汽车中,CNG 汽车比较适合于城市内部短途的出租车,而 LNG 则更适合应用于城 市公交车、环卫车、城际长途大巴、重载卡车、长途运输车等。 LNG 汽车经济性。 根据天然气燃烧特性和运行试验结果,1Nm3 天然气的行驶里程等效于 0.95 升汽油。柴油按 6.10 元/升计算,天然气零售价分别按 4.0 元/Nm3 计算时,使 用 LNG 作燃料比柴油便宜 1/3。 每辆公交车按每天 200-300 公里,每百公里耗油 40L 计算,则使用 LNG 时每 年可节约燃料费为 58400 元-87600 元。 每辆大型货车每天 300 公里计算,每百公里耗油 50L 计算,则使用 LNG 时每 年可节约燃料费为 109500 元。 一般由于存储钢瓶和控制系统的造价高昂。LNG 重卡的售价一般要比同 类型柴油车贵 5~10 万元。若旧车改造成 LNG 燃料,改造费用约 5~10 万元。

按照单车平均每天耗油 150 升计算,每年的油耗约 30 万元。一年节省的燃料 费即可收回多付出的投资


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