液化天然气LNG汽车综述10电锤

2022-06-27 09:57

液化天然气(LNG)汽车综述(1)

液化天然气(LNG)汽车综述(1) 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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