浅谈LNG运用技术及应用

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摘要：近年来,全球lng(液化天然气)的生产和贸易日趋活跃,天然气的产量和消费量保持着旺盛的增长势头。天然气是地球上含量极为丰富而干净的能源，LNG（液化天然气）在低温储存技术解决之后，LNG 汽车的开发具备了必要的技术条件。我国的“西气东输”等天然气项目为我国LNG 汽车的发展创造了有利环境。同时在城市燃气方面仍有进一步完善和发展的空间。

关键词：城市燃气LNG（液化天然气）改制技术

中图分类号：TU996文献标识码：A文章编号：

引言：我国在LNG 的生产方面发展比较晚，但这几年石油天然气部门正在给予规划。.cn 网站上介绍了我国在液化天然气技术装备上的进展，目前LNG 低温储液罐的技术和产品已有企业在生产，中小型加工LNG 工厂设备正在试制中，国产大型LNG 运输船计划在三年后下水。能源部门为了实现国家对能源战略的调整，这些年做了大量工作，汽车工业也应适应这样的转移。天然气汽车的开发应提到日程上来。除了开发天然气汽车本身零部件外，LNG 在液化过程的提纯达到什么样质量标准，汽车行业应该积极配合，避免再出现燃油汽车在开始控制排放时有许多问题是因为燃油质量与发动机不相适应所造成的影响。

国内LNG汽车技术应用

LNG汽车主要由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、气化器和燃料加注系统等组成。LNG储气瓶总成包括储气瓶、安装其上的液位装置及压力表等附件。储气瓶附件包括加注截止阀、排液截止阀、排液扼流阀、节气调节阀、主安全阀、辅助安全阀、压力表、液位传感器和液位指示表等。汽化器包括水浴式汽化器和循环水管路及附件，功能是将LNG加热转化为0.5～0.8MPa的气体供给发动机。燃料加注系统包括快速加注接口和气相返回接口，对应连接LNG加气机加液枪和回气枪。

经过近几年的技术研究开发，国内LNG发动机和汽车的技术已基本成熟，如广西玉柴机器集团有限公司、上海柴油机股份有限公司、潍柴动力股份有限公司等国内著名的发动机生产厂家，已成功开发生产出一系列LNG发动机，能满足不同的需要，在公交车、重型货车领域有相当广泛的使用。

前几年国内示范运行的LNG汽车主要是在传统汽油或柴油发动机基础上改装为传统燃油/LNG双燃料车辆，发动机功率下降较为严重，主要应用于城市公交车。如重庆恒通客车有限公司研制生产的“前置发动机LNG客车”(已在贵阳、新疆等地投入使用)、“LNG后置公交客车”(已在珠海投入使用)。现在国内LNG汽车整车技术已经取得历史性突破。新疆广汇实业股份有限公司开发了电控单燃料重型商用天然气发动机，并已形成了2×104台/a的批量生产能力。试验表明：LNG汽车发动机功率超过200kW，发动机最低燃料消耗率达到195g/kW·h，整车排放达到国Ⅳ标准，运行成本在原油汽车基础上降低40%，整车性能符合GB 7258—2004《机动车运行安全技术条件》要求。因此国产技术已发展较成熟，已基本具有将LNG汽车使用范围从公交车拓展到中长途中重型车辆的技术条件。

国内现有多家LNG车载瓶制造企业，如张家港富瑞特种装备股份有限公司、四川空分设备(集团)有限责任公司、北京天海工业有限公司、张家港中集圣达因低温装备有限公司、哈尔滨深冷气体液化设备有限公司、青岛瑞丰气体有限公司等。目前常见LNG车载气瓶规格如表1所示。

表1

目前国内只有北京、乌鲁木齐、长沙、贵阳、海南等城市和地区进行了LNG汽车技术示范应用，并主要局限在公交车领域的应用。据调查，截止到到2010年9月全国已有5845台汽车，20座加气站LNG汽车运行，已建成的部分LNG加气站情况如表2所示。

表2

车辆LNG的改制涉及的主要技术

储存容器安全技术

LNG 需要在低温下（-163℃）储存,气化后进入发动机燃烧(发动机与CNG 发动机一样)。当汽车在运行时,气化了的天然气可以正常给予消耗,不会出现泄漏。但在停车较长时,管路和阀门的漏气将使汽车上的低压气体容器内的气压上升而造成危险,因此不得不在气体容器上设置安全阀排气,造成对大气的污染。国际上先进技术已能保证真空隔热储气罐和相关附件的气体泄漏量控制在安全范围内,LNG 的日蒸发量小于1%才能保证容器的安全,还不污染大气。我国在这方面技术还须进一步提高。

单燃料天然气发动机技术

我国目前天然气发动机的研究主要以汽、柴油机为原机进行改造,改造后的机子效果不尽理想。

由于1kg 天然气(CH4)较1kg 汽油在理论上完全燃烧所需空气量多2.3kg,所以将燃油发动机改造为天然气后,充气不足造成燃烧不完全,功率下降,有害排放物增加。研究表明采用中冷增压技术可以使改造后的天然气发动机各项指标恢复或略好于原发动机水平。但毕竟天然气(CH4)与汽油(C7H15)和柴油(C15H28)燃烧反应有别,研发单燃料天然气发动机使其各个系统的设计趋于完善,如采用电喷控制燃烧、增加充气量、使用EGR 等,并配备专用的催化转化器,天然气发动机的排放可以做到与电动汽车媲美。

LNG 的加注设备技术

以LNG为气源建设的汽车加气站可分为LNG加气站、L/CNG加气站和L-CNG加气站3类，分类依据是可加气车辆类型。表1为LNG、L/CNG、L-CNG加气站基本情况比较表。从表3可看出，L/CNG和L-CNG加气站主要是在LNG加气站没备基础上增加了LNG至CNG的转换装置以及CNG存储、售气装置。

表3

LNG 气化冷能的控制技术

LNG 在气化时产生大量的冷能(860-883kJ/kg)。在发动机设计或汽车设计时可以给予考虑，如针对LNG冷量回收过程中的大温差换热关键技术，提出了带有蓄冷功能的多级冷能回收汽车空调系统，并对该系统进行了模块化数值分析；进而初步研究了空冷器中乙二醇溶液进出口温度及流量对风温的影响。结果表明，板翅换热器出口乙二醇溶液温度在275K左右，乙二醇溶液流量保持在100L／h左右较为合适。这为系统中各换热器进出口温度及结构参数的确定，以及进一步开展实验研究提供了可靠的理论依据。此种技术在进一步研究可以得到广泛的应用，持别是一些专用汽车如保温车、医疗救护车等上面给予利用。

加大城市燃气发展与应用

根据城市燃气市场需求，把握管道建设节奏，适当放大管道设计输送能力，加大地下储气库的建设力度，干线管道和支线管道整体规划，陆上管道和LNG接收站互相联通，非常规气与常规气管道互联。

适当加快城市燃气价格市场化改革

城市燃气价格机制是影响天然气产业发展的核心问题，目前国内城市燃气价格与石油等替代燃料相比价格严重偏低，造成需求旺盛而供给积极性不足，供求矛盾非常突出。建议下游利用加权定价法计算城市燃气终端消费价，中游采用“两部制”法制定管输费，上游利用净回值法确定城市燃气出厂价。

出台鼓励城市燃气发电的措施，提高城市燃气发电消费的比例

美、日、韩、欧等发达国家的发展经验表明，提高城市燃气发电的利用比例，是城市燃气工业迅速发展最重要阶段，城市燃气发电消费量占总量的40%左右是比较合适的。

目前，由于我国面临较大的节能减排压力，东部沿海发达地区已逐步限制燃煤发电项目上马，核电项目由于日本福岛核泄漏事故，国家对核安全进行了重新评估，核电站上马的速度也将受到很大限制。

因此，城市燃气发电面临较好的发展机遇，在沿海地区大力发展城市燃气发电，一方面可以满足电力需求的快速增长，另一方面可以促进节能减排，保护环境。但是，按照目前国内城市燃气市场价格及城市燃气上网电价，许多城市燃气发电项目面临巨额亏损的风险。因此，需建立城市燃气上网电价与城市燃气气价联动机制，适当分配城市燃气发电产业链利润，完善支持和鼓励城市燃气发电产业政策。

结语

本文总结了国外燃气工业发展经验，对国内LNG的改制技术入手对城市燃产业发展提出了建议。特别阐述了LNG汽车的应用前景和应用技术。为我国LNG改制技术及其可能的应用领域进行了探讨，可以作为借鉴和参考。

参考文献

[1]BP世界能源统计年鉴2011[J].

[2]董秀成，佟金辉，李君臣.我国天然气价格改革浅析[J]. 中外能源,2010.9(15):6-10

[3]瞿国华.“十二五”期间我国天然气消费格局主要特征及发展方向探讨[J]. 中外能源,2011，16（2）:1-1.