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LNG汽车的应用


LNG 汽车的应用(交流)
4 单一燃料 LNG 汽车的应用 LNG 汽车是继 CNG 汽车和 LPG 汽车之后于近年才开始发展起来的一种新型环保汽车,从本质上讲 也是天然气汽车,但由于汽车携带的 LNG 比 CNG 具有更高的燃料密度、压力低、所需燃料箱自重 轻,汽车一次充气的行驶里程(300~800km)较 CNG 远得多,LNG 同时又能像油品一样运输,同 时具有

CNG 和 LPG 的优点,而克服了它们的不足,因此具有更强的实用性,被认为是今后燃气汽 车的发展方向。 LNG 汽车技术起步以来,世界各主要发达国家均十分重视这项技术的开发和推广,在十余年时间内, 世界各国已推广了 4000 多辆 LNG 汽车和 80 余座 LNG 汽车加气站,其中美国有 60 余座加气站和 3 000 多辆 LNG 汽车,因此美国在 LNG 车用技术上处于领先位置,从推广车型来看,LNG 不但适用 于城市公交车,同样也适用于出租车和大型货运车辆,尤其是长途车辆。 LNG 汽车和加气站技术的关键点在于 LNG 的储存、运输,因为-162℃的 LNG 对储罐、管阀及控制 系统都有一些特殊要求,因此其技术难度较 CNG 和 LPG 都大,但一些发达国家已完全掌握其应用 技术并已实用化, 相关设备和部件都已成为标准化产品, 有的已能系列化生产, 美国消防防火协会 (N FPA)还制定了专门的加气站设计标准和车辆改装标准,因此可以认为 LNG 技术在国外是完全成熟 的。 4.1 国内外工艺技术发展 LNG 汽车是在 70 年代随 LNG 工业的发展而发展起来的,到 80 年代,美国、加拿大、德国和法国等 国家开始 LNG 汽车技术的研究。到 90 年代初技术成熟,并开始小规模推广,效果十分理想,非常适 合用于长途运输的客货运输车辆及城市内公交车与出租车行业,目前全世界约有 4000 辆 LNG 汽车 在运行。其中美国有 60 多个 LNG 汽车加气站,3000 余辆 LNG 汽车,平均增长率约 60%,表现出 强劲的发展势头,日本自 80 年代以来,LNG 进口量逐年大幅增加,已成为世界上 LNG 进口量最大 的国家。 LNG 的应用技术在国际上早已成熟。20 世纪 90 年代,我国已开始 LNG 的研发利用工作,目前,我 国在液化天然气的生产、储存、运输、气化、汽车加气等方面的技术都已成熟,同时,LNG 加气站 可与 CNG 加气站、加油站合建,因此建设 LNG 汽车加气站工程已具备了条件。 目前在国内正在实施的 LNG 加气系统有北京 LNG 示范加气站,共有 11 辆公交示范车辆正在运营; 乌鲁木齐单一燃料 LNG 公交示范项目工程课题,有 20 辆单一燃料 LNG 公交示范车辆正在运营;长 沙市单一燃料 LNG 公交示范项目工程课题,有 52 辆单一燃料 LNG 公交示范车辆正在运营,运行情 况都正常。 4.2 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,通过汽化装置汽化气体后供给发动机,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(7~14 天之内不

产生蒸汽损失)。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状况调节其气化量。 目前,国内参照国外技术开发的 LNG 车用系统在性能上已接近国外水平,可以由国内专业化厂家生 产,因此推广这一技术已没有技术上的难点。 4.3 LNG 汽车加气站系统 LNG 汽车加气站的主要设备有 LNG 储罐、LNG 低温泵、LNG 计量装置、控制系统和安全系统等, 流程类似于普通的加油站。LNG 储罐是一种双层真空绝热容器,容积通常为 50~120m3,国内外均 能生产,而且技术成熟,安全可靠。LNG 低温泵多浸没式,用于将罐内 LNG 向车用储罐输送,售气 机用于计量加到车用储罐内的 LNG,控制系统控制加气站操作的各个方面。目前这套技术在国内外 都已成熟,LNG 加气站的主要设备如低温常压储罐、空温式汽化器等,国内生产厂家已掌握了有关 核心技术,可大批量生产。广汇公司已经承担的乌鲁木齐单一燃料 LNG 公交车项目工程主要设备和 材料可实现国产化 90%以上。 4.4 工艺流程 LNG 加气站工艺流程如下:LNG 槽车—LNG 储罐—LNG 泵—加气机—等加气的汽车。该工艺流程 的特点为:生产过程中采用密闭流程, 既减少了天然气的损耗, 方便管理, 又起到了环境保护的作用。 4.5 LNG 汽车经济性 根据天然气燃料特性和运行试验结果,1Nm3 的天然气的行驶里程等效于 1 升燃油,目前汽柴油价格 在 3.05~3.60 元/升之间,按 3.05 元/升计算,天然气零售价按 2.05 元/Nm3 计算时,使用 LNG 作燃 料比燃油便宜 48%。 每车按年运行 60000~80000km 计算时,中型车耗油约 13200~17600 升,大型车耗油 20400~27 200 升,以当前油价计算,使用 LNG 时分别可节约燃料费为 13200~17600 元和 20400~27200 元, 汽车行驶路程越长,则越节约燃料费用。 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 1.5 万元,重型车 约为 2.2 万元,则改车投资回收期约为 1~1.4 年。根据天然气汽车的特点,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%,一般在投用一年之内即可收回投资。 4.6 LNG 加气站效益初步分析 LNG 汽车加气站规模可大可小,投资额差异大,以一座日售气 1.1×104Nm3。LNG(年售气 400×10 4Nm3)加气站为例,如以采用国产设备为主,总投资约 500 万元,年动力约 3 万 kW,人员为 8 人 (与加油站合建时人可不增加)。则年总经营成本约为 607 万元,当 LNG 进价与零售价价差保持 0. 29 元/Nm3,年利润约为 24.62 万元,约 15 年可收回投资(税后)。 综上所述,LNG 汽车具有经济、安全、环保、适用、方便、机动等优势,是天然气汽车的发展方向, 同时也是城市规模化发展天然气汽车的理想途径。


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