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LNG基本常识介绍

LNG是液化天然气。天然气液化是一个低温过程,在温度不超过临界温度(-820c),对气体进行加压0.1 Mpa以上,可以使天然气液化,由气态变为液态,其体积缩小600多倍,便于运输和储存。

1. LNG气化站的工艺流程
LNG供气系统主要由天然气液化站(或LNG接收终端站)、LNG槽车、LNG气化站、输配管网组成。为了防止天然气中的杂质对液化过程产生不利的影响,气田开采出来的天然气先要进行脱酸、脱水、脱重烃、除汞和脱氮等净化处理,达到一定的标准要求,然后经过深冷工艺液化成LNG,经由槽车运至气化站,气化后经输配管网供给用户。
LNG槽车在卸车台开启槽车自带的增压器,对槽车储罐进行增压,形成槽车储罐与气化站储罐之间的压差,利用压差将LNG送入气化站低温储罐内储存。如果气化站储罐内的LNG压力较低,气化时应开启储罐增压器增压,LNG依靠压差进入空温式气化器气化后经调压、计量、加臭后送入城镇输配管网。当空温式气化器出口的天然气温度低于5℃时,开启和空温式气化器相联的水浴式气化器并将其升温,直到符合输送要求为止。气化站内设有天然气蒸发气(BOG)储罐,储罐顶部的蒸发气经过蒸发气加热器加热后进人蒸发气储罐。LNG槽车卸车完毕后,通过顶部的气相管将槽车内的气体输送到蒸发气加热器,然后进入蒸发气储罐,回收槽车内的气体。当蒸发气储罐内的压力达到一定值后,将储罐内的气体送入城镇输配管网。

2. LNG汽车加气站工艺与设备
 (1)工艺流程

美国休斯敦LNG加气站的工艺流程:规模为日加气量120辆车。站内有42m3的深冷储罐2座,储存温度为-176.4℃。低温离心泵将储罐内LNG经加气机加到车辆上。泵工作压力为0.28 — 0.62 MPa,排量为114 L/min。加气机使用一部38.1 min质量流量计,用于计量由储罐至加气车辆的气量,另一部12.7 mm质量漉量计计量从汽车返回储罐的气态天然气量。

 LNG加气站工艺流程
①卸车流程:由LNG低温泵将LNG槽车内 LNC卸至LNG储罐。
②加气流程:储罐内LNG由LNG低温泵抽出,通过加气机向汽车加气。
③压漉程:卸车完毕后,用LNG低温泵从储罐内抽出部分LNG通过LNG气化调压后进入储罐,压当储罐压力达到设定压力时停止气化。
LNG加气站的主要技术指标:加气能力(气态):1.2×104—2.4×104m/d;可加气LNG汽车(公交车)台数:50—100辆/d;加气时间:5—10 min/辆;加气机加气压力:1.2 MPa;加气机计量精度:±1.0%。
加气站能实现从槽车卸液,低温储罐上下进液;储罐有液位保护系统、防泄漏系统和自动调压系统;加气机能实现计量加气和定量加气功能;自动控制系统对泵可进行三挡变频调速,以实现低速循环、加气及储罐上进液功能。

   (2)加气站设备
      LNG加气站设备主要包括LNG槽车、LNC储罐、调压气化器、LNG低温泵、加气机及LNG车载系统。LNG槽车目前单台最大容积为37m3,槽车设计压力0.8 MPa,运行压力0.3 MPa。LNC储罐由内、外壳组成,采用真空粉末绝热技术,目前可做到200m3,大多为100m3以下。调压气化器是空温式气化器。LNG车载瓶目前国内可生产3种规格,45L,300 L和410 L,分别用于轿车、中型车和公交车。 LNG储罐内层材质为不锈钢,外层为碳钢,而车载瓶内外层均为不锈钢。

(3)LNG汽车特点
      因同容积LNG储罐装载天然气是CNG的2.5倍,国外大型LNG货车一次加气可连续行驶l000—1300 km,非常适合长距离运输。LNG加气站占地少,一座加气150辆/d的加气站占地仅几百平方米。由于LNG是液态,便于运输,建LNG汽车加气站不受天然气管网的制约。
LNG的燃点为650℃,比汽柴油、LPG的燃点高,点火能也高于汽柴油、LPG,所以比汽柴油、LPG更难点燃。LNG的爆炸极限为5%—15%,且气化后密度很低,因而稍有泄漏即挥发扩散;而LPG燃点为466℃,爆炸极限为2.4%—9.5%,且气化后密度大于空气,泄漏后不易挥发;汽油燃点为427℃,爆炸极限为1.0%—7.6%;柴油燃点为260℃,爆炸极限为0.5%—4.1%。由此可见。LNG汽车比LPG、汽油、柴油汽车更安全。从经济性角度来说,1 m3的天然气行驶里程等效于1.14 L燃油。目前汽柴油价格为2.75—3.00元,按汽油平均2.85元/L计算,天然气按2.5元/m3计算,使用LNG作燃料比燃油便宜27%。按年运行6万km计算,中型车耗油约13200 L,大型车约20400 L,则使用LNG可分别节约10157元和15699元,汽车行驶里程越长,则越节约燃料费用。LNG汽车改装费用如采用国产储罐改装件,中型车投资约1.5万元,重型车约2.2万元,则约需1.5年即可收回投资。
   结语
LNG汽车具有经济、安全、环保、机动等优势,是天然气汽车的又一发展方向。LNC汽车技术在我国正处于起步阶段,关键技术有待研发,相关标准规范有待制定。为推广和发展LNG汽车奠定基础。

LNG汽车加气站主要设备:
(1)LNG储罐   (2)LNG潜液泵
(3)汽化器    (4)加气机

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