LNG知识手册.docx

液化自然气LNG一、液化自然气概述自然气通过脱硫、脱水、脱汞、去除杂质及重烃类，在常压下， 冷却至约-162时，则由气态转变成液态，称为液化自然气英文： Liquefied Natural Gas 简称 LNG。主要成分是甲烷CH4 含量75%-99% ，无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积为同量气态自然气体积的 1/625,其质量仅为同体积水的 45%左右，热值为12023-15400Kcal/kg。LNG 的燃点为 650,着火点较高，所以更难点燃；LNG 的爆炸极限为 5-15%，且气化后密度很低，只有空气的一半左右，即使稍有泄漏，也会马上挥发集中，不存在燃烧、爆炸的可能，因此安全性能好。二、LNG 优势1） LNG 经济高效、低碳环保；2） LNG 是管道气源的有效补充，可实现非管道供气；3） LNG 是“气代油”最抱负的燃料介质；4） LNG 可实现陆路长途运输和海运；5） LNG 是用于管网季节、应急调峰的最正确储藏能源。LNG 能量密度大、安全性能好、减排效果佳、经济效益高、应用领域广，是城市经济进展的重要战略储藏，大力推广 LNG 将对区域低碳减排指标的完成起到乐观的推动作用。101、LNG 的特性：（1） 清洁无污染。自然气通过脱硫、脱水、去除杂质及重烃类， 组分更纯，是当今世界公认的绿色能源；（2） 便利运输和储存。自然气液化后体积缩小 625 倍左右，储存效率高，占地小，投资省，并可以用大路、铁路、船舶等方式实现经济运输，突破了自然气原始单一的管网输送，格外适用于非管网用户；（3） 安全性高。其燃点高(650)，低温下不行能燃烧;爆炸极限为 5%15%，特别是其气态比空气轻，泄漏后马上向上集中；（4） 应用广泛，技术成熟。全世界使用LNG 已经超过半个世纪，广泛用于发电、工商业，工艺和设备制造技术都已格外成熟。我国目前在 LNG 工程的设计、制造上已经实现国产化。2、LNG 替代燃油的经济性LNG 不仅是安全的，而且具有很高的经济效益。依据市场调查， 以目前，0#柴油价格 7.32 元/L，LNG 价格 4.5 元/Nm3。依据自然气燃烧特性和运行试验结果，1.1 Nm3 自然气的行驶里程等效于 1L 柴油。使用 LNG 作燃料比柴油节约燃料本钱 32.4% 。汽车行驶路程越长，百公里油耗越大，则越节约燃料费用。以车长为 10m，核载69 人的亚星客车玉柴 YC6108ZQ，132kw为例，数据分析如下表 4.1 所示：工程种类LNG柴油百公里单价元能耗27.5 Nm3 25L行驶里程(天) 300km300km费用合计4.5/Nm37.32/L371.25549.00表 4.1 LNG 汽车价格分析由上表可知，公交客车假设使用 LNG 做燃料每天可节约燃料费用177.75 元。假设按每车每年行驶 330 天计算，每车每年可节约燃料 5.87 万元。下面以载重卡车210-290 马力柴油车为例，通过下表可以看出 LNG 载重卡车燃料消耗及本钱的比照状况如表 4.1 所示：工程种类单价元4.5/Nm37.32/L百公里能耗行驶里程(天)费用合计LNG55 Nm3300km742.5柴油50L300km1098表 4.2 LNG 汽车价格分析由上表可知，载重卡车假设使用 LNG 做燃料每天可节约燃料费用355.5 元，按每车每年行驶 330 天计算，每车每年可节约燃料 11.73 万元,经济效益显著。再加上 LNG 燃烧完全，不产生积碳，不稀释润滑油，根本对车辆构件无损害，汽车使用自然气时还可延长发动机寿命，降低发动机的修理费用 50%以上，从而降低本钱，节约了费用，有效地增加了经济效益。3、LNG 安全性液化自然气的燃点为 650，爆炸极限为 5%15%，且气化后自然气密度很低，只有空气的一半左右，稍有泄漏即挥发集中；汽油爆炸极限为 1.07.6%，燃点为 427；柴油爆炸极限为 0.54.1%， 燃点为 260。由此可见，液化自然气比汽油、柴油更安全。LNG 加注设施由于工作介质为低温低压，温度在-162，压力一般不大于 1.2 MPa，车载气瓶承受双层抽真空绝热技术；CNG 车用技术承受常温高压储存，压力高达 25MPa，相对于 CNG 加注站， 储存容器及生产设备都要安全，对周边环境所造成的危急性相对小得多。4、LNG 环保性LNG 由于脱除硫和水分更为彻底，其组份比 CNG 更纯洁，因而LNG 汽车的排放性能要优于 CNG 汽车。与燃油车相比，LNG 汽车的尾气排放中二氧化碳的量大大削减，废气污染物排放量综合降低85%以上，被称为真正的环保汽车。三、LNG 汽车介绍1、LNG 汽车概述液化自然气汽车(LNGV)是以自然气为燃料，将液化自然气储存在温度为-162、低压的车载储存罐内，以气体发动机为动力源的能源汽车。液化自然气汽车主要由发动机和燃料系统组成。LNGV 发动机国内外对 LNGV 发动机的争论起步较晚，由于LNG 的优良特性使得 LNGV 的发动机具有很多优点，例如LNG 燃料成分的单一性有利于发动机压缩比等设计参数确实定，避开乙炔、丙烷等成分的爆燃对发动机及其部件的不良影响；利用其低温特性降低混合气的温度，提高发动机的热效率，同时降低 NOX 的排放等。我国目前生产液化自然气发动机的厂家主要 是山东潍柴集团和广西玉柴集团。LNGV 燃料系统LNGV 车用燃料系统主要由 LNG 储罐、连接收线、充气接口、汽化器、液位和压力指示表、气体供给装置等部件组成，如图1。2、我国液化自然气汽车现状国内 LNG 汽车进展状况燃气汽车NGV自上世纪 60 年月起，至今已有接近 40 年的进展历程。我国燃气汽车已经受了由 LPG液化石油气、 CNG20MPa 压缩自然气双燃料汽车，进展到最科学、最有用的LNG 单燃料汽车。上世纪 80、90 年月是我国 LNG 汽车的飞速进展期， 我国研制成集续驶里程长、环保无污染等优点于一体的高性能 LNG 汽车。政府、企业、争论机构、高等院校的乐观性大幅提高，加强相关产品的开发，形成自主开发力量，并形成相关产业链，实现规模化推广应用。LNG 发动机、整车生产厂家国家“863”打算与“十一·五”国家节能减排政策的实施，促进了国内燃气发动机厂、整车厂和 LNG 汽车的科研和生产。如广西玉柴、山东潍柴、上海柴油机、陕西汽车集团、中国重汽集团、天津雷沃动力、北汽福田北京能源客车分公司、郑州宇通集团、东风特种商用车等 16 个厂家，均可以自主研发和制造完整 LNG 汽车发动机或整车。深圳 LNG 公交大连 LNG 公交3、LNG 汽车与常规汽车的区分第一、燃料供给系统不同：LNG 汽车是以自然气为燃料，将液化自然气储存在温度为-162、低压的车载储存罐内，以气体发动机为动力源的能源汽车；常规汽车是以传统油料汽油、柴油为燃料源，以燃油发动机为动力源的汽车。其次、燃烧产物不同：LNG 汽车燃烧产物主要是水和二氧化碳， 尾气不含硫化物和铅，有利于环保；常规汽车燃烧产物除水和二氧化碳，还有大量的 CO一氧化碳、HC+NOx碳氧和氮氧化物、PM微粒、烟尘等。第三、经济性不同：依据当前一段时期，承受比柴油廉价的自然气为燃料，节约燃料本钱 30%以上，经济性远高于常规汽车，与此同时，自然气燃烧完全，不产生积碳，不稀释润滑油，能有效延长发动机寿命。4、选购 LNG 汽车选择成熟高效的产品LNG 汽车是能源产品，成熟与否，直接影响用户后期的出勤率和收益。目前，我国做得较好的 LNG 整车厂家有陕西汽车集团、中国重汽集团、天津雷沃动力、北汽福田北京能源客车分公司、郑州宇通集团、东风特种商用车等公司。选择安全牢靠的产品经过各种试验验证的高牢靠性汽车方能保证用户的安全运营，要检查承受的 LNG 储液瓶是否经过各种试验物理、水压、冲击、爆破、坠落、火烧、枪击、渗透、运行及装有防爆装置。选择经济性好的产品虽然 LNG 汽车价格较常规汽车稍高一些，但经济性好的车辆能帮助用户更好的节约使用本钱，从而获得更高的经济效益。5、使用过程中需留意问题LNG 汽车的修理除发动机、气瓶及相关燃气供给系统外，LNG 汽车与常规车型大多数零部件通用，修理很便利，费用也不高。目前国内 LNG 汽车承受的均为国内最顶级的气体发动机与供气系统，性能优越，修理率低，大大削减了修理费用。LNG 汽车的使用年限国家规定，营运汽车的使用年限是 8-10 年，目前，各汽车生产厂家的产品使用寿命大都在 10-15 年，各厂家的 LNG 汽车寿命也在10-15 年，其中 LNG 气瓶的使用年限为 15 年，即从用户购车时起， 不用更换气瓶。四、LNG 加注站概述LNG 加注站一般分为常规站和撬装站。常规站一般规模较大， 可加注车辆多。LNG 撬装加注设施是将 LNG 低温储罐、增压器、真空管道、掌握阀门、低温泵、加注机等设备事先在工厂集中安装在一个撬块上，然后将整个撬装设备作为一整体运输放置在加注场地内。其优点是占地面积小，现场安装工作量小，建设周期短，便于运输。建设 LNG 撬装加注设施是快速启动 LNG 车用燃料市场的便捷途径， 格外适用。1、LNG 撬装加注设施特点LNG 撬装加注设施是将 LNG 低温储罐、增压器、真空管道、掌握阀门、低温泵、加注枪等设备在制造厂事先集中固定安装在一个撬块上。主要应用于 LNG 车辆测试和早期推广，具有如下特点：高度集成、一体化设计，占地面积小；设备整体选购，现场安装工作量小，投入使用快；类似集装箱设计，便于运输和转移，具有良好机动性；关键部件承受进口原装件，电仪系统本安或防爆设计，安全牢靠；工艺牢靠，预冷时间短，加注速度快；PLC 全自动掌握，人机界面良好，操作便利。2、LNG 常规加注站设施方案及工艺流程（1） 设计规模LNG 常规加注站一般供给车辆数量为 300 辆左右，加注站加注规模为：30000Nm3/d。在以后推广期可建设常规加注站。 LNG 储量可依据具体储存时间设置。设置 LNG 储罐的容积。（2） 设计压力依据 LNG 车辆发动机的工作压力确定 LNG 加注站的系统工作压力为 0.450.8Mpa，LNG 储罐的设计压力为 1.2 Mpa，管道及其余设备的设计压力为 1.6 Mpa。（3） 设计温度由于工作介质为饱和液体，依据压力确定系统工作时的最低温度为-146，系统的设计温度为-196。（4） 工艺流程LNG 常规加注设施工艺流程与撬装加注设施相像，分为卸车流程、升压流程、加注流程以及卸压流程等四局部。（5） 装置布置装置布置的原则是依据工艺流程的挨次布置设备，尽量缩短管线，便利操作修理，便利受气车辆进出。（6） 设备选型主要工艺设备低温泵、加注机等承受进口设备，储罐、增压器承受国产设备。图-6 LNG 常规加注站五、LNG 气化站概述基于 LNG 安全、环保、经济、高效便于运输的诸多优点，以 LNG 气化站的形式为工商业等区域用户供给自然气由于不受管道季节、应急调峰的影响，因此更能保证供气的安全性和平稳性。LNG 广泛应用于焊割、玻璃、陶瓷、石材、发电、铸造、冶炼、冷藏、橡胶、化工等行业。LNG 从 LNG 液化工厂或储藏库承受专用运输槽车通过大路运输至 LNG 气化站，在卸车台处通过专用卸车增压器对槽车储罐增压， 利用压差将 LNG 送至低温 LNG 储罐。工作条件下，储罐增压器将储罐内的 LNG 增压，增压后的低温 LNG 进入主空温式气化器，与空气换热后温度上升气化为自然气，一般出口温度不低于环境温度5， 冬季环境温度较低时，启动NG 复热器，确保自然气出站温度在5 以上。最终经调压、计量、加臭送给用户，有特别需求的工业用户则需要加添加剂再送入工作现场。六、不同燃料、不同计量单位的换算关系一、根本折算及换算关系1 吨 LNG=1400 标方自然气1 升柴油=1.1 标方自然气1 升汽油=1 标方自然气1 公斤煤=0.53 标方自然气 即1 标方自然气=1.88 公斤煤取煤热值为 5000 大卡/千克，自然气取 9400 大卡/标方1 标方煤气=0.37 标方自然气即1 标方自然气=2.686 标方煤气取煤气热值 3500 大卡/标方，自然气取 9400 大卡/标方 可以这样理解：1 吨 LNG=1273 升柴油1 吨 LNG=1400 升汽油1 吨 LNG=2632 公斤煤1 吨 LNG=3760 标方煤气煤气价格为 1.7 元/标方，为 6392 元1 公斤 LNG=1.4 标方自然气二、LNG 与柴油的经济性比较1 升柴油=1.1 标方自然气1 公斤 LNG=1.4/1.1=1.273 升柴油1 公斤 LNG 价格 6.3 元1 升 0#柴油价格 7.32 元因此相当于 1 公斤 LNG 能量的柴油价格为 7.32*1.273=9.31 元1 公斤 LNG 与同等热值的柴油比照，节约费用： 9.31-6.3=3.01元，费用节约率为 32.4%。三)、LNG 与汽油的经济性比较1 公斤 LNG=1.4/1=1.4 升汽油汽油93#7.52 元/L97#7.91 元/L因此相当于 1 公斤 LNG 能量的汽油为 7.52*1.4=10.53 元取 93#7.52 元/L1 公斤 LNG 与同等热值的汽油比照，节约费用：10.53-6.3=4.23元，费用节约率为 40.2%。