一、LNG 特點及優(yōu)勢
1、液化天然氣定義
液化天然氣(LNG)是指天然氣原料經過預處理,脫除其中的雜質后,再經過低溫冷凍工藝在 -162℃下所形成的低溫液體混合物。其主要成份是甲烷,很少有其他雜質,是一種非常清潔的能源;液體密度約 430kg/m3,約為 0℃氣體密度(0.717kg/m3),爆炸極限為 5%~15%(體積%),燃點約 650℃。
2、LNG 作為汽車燃料的優(yōu)勢
(1)能量密度大,汽車續(xù)行里程長。同樣容積的 LNG車用儲罐裝載的天然氣是 CNG 儲氣瓶的 2.5 倍。目前國外大型 LNG 貨車一次加氣可連續(xù)行駛 1000~1500km,非常適合長途運輸車輛的使用。國內 500 升鋼瓶加氣一次在市區(qū)可連續(xù)行駛約 400km,在高速公路加氣一次可連續(xù)行駛約 700km 以上。
(2)運輸方便。由于是液態(tài),LNG 便于經濟可靠地遠距離運輸(約 600KM 范圍內),建設 lng加氣站不受天然氣管網的制約。在陸地上,通常用 20~50m3(相當于12000~30000Nm3天然氣)的汽車槽車運輸 LNG,類似于運輸柴油那樣將 LNG 運送到 LNG 汽車加氣站,也可根據需要用火車、船舶運送槽罐車。在海上,通常用大至 12~13 萬 m3的 LNG 輪船進行長途運輸。
(3)組分純,排放性能好,有利于減少污染,保護環(huán)境。LNG 由于脫除了硫和水分,其組成比 CNG 更純凈,因而LNG 汽車的排放性能要優(yōu)于 CNG 汽車。與燃油車相比,LNG 汽車的有害排放降低約 85%左右,被稱為真正的環(huán)保汽車。
(4)安全性能好。LNG 的燃點為 650℃,比汽柴油、LPG 的燃點高,著火點也高于汽柴油、LPG,所以比汽柴油、LPG 更難點燃,LNG 的爆炸極限為 5%~15%,且氣化后密度很低,只有空氣的一半左右,因而稍有泄漏即揮發(fā)擴散,而 LPG 的爆炸極限為 2.4%~9.5%,燃點為 466℃,且氣化后密度大于空氣,泄漏后不易揮發(fā),汽油爆炸極限為 1.0%~7.6%,燃點為 427℃,柴油爆炸極限為 0.5%~4.1%,燃點為 260℃。由此可見,LNG 汽車比 LPG、汽油、柴油汽車更安全。
二、LNG 行業(yè)發(fā)展概況
1、LNG 行業(yè)背景
LNG、CNG 加氣站是車用天然氣的一種主要供應方式。目前國內有 LNG 橇裝加氣站(LNGF 加氣站)、CNG 液壓子站和 LNG/L-CNG 加氣站。
近年來,我國 LNG 產業(yè)實現了快速發(fā)展,LNG 在滿足傳統(tǒng)民用氣、工業(yè)用氣、燃氣發(fā)電需求之外,已成為替代柴油的清潔能源,隨著國家對 PM2.5 環(huán)境的治理要求的下達,LNG 加氣站建設也隨之成為了熱點。2011 年 5 月,全國 LNG 加氣站僅 100 余座,到 2013 年 12 月底,中國已投運 LNG 加氣站數量約 1000 余座,實現翻番。
從 2012 年 12 月 1 日起實施的《天然氣利用政策》,首次將 LNG 動力汽車納入鼓勵范圍內,并特別提出要鼓勵和支持汽車、船舶天然氣加注設施和設備的建設。LNG 動力汽車正式獲得國家政策層面的認同,成為其配套基礎設施建設的關鍵一環(huán)。
目前,LNG 加氣站全國網絡并未形成。西北、華南、華北三地靠近資源地分布最為密集,鑒于發(fā)展 LNG 加氣站需要充沛的氣源支撐,華北、西北等國產 LNG 工廠聚集地、東南沿海以中國海油 LNG 接收站為中心,中國海油在周邊區(qū)域開展了 LNG 加氣站網絡布局。
中國進口液化天然氣項目于 1995 年正式啟動,當時國家計委曾委托中國海洋石油總公司進行東南沿海 LNG引進規(guī)劃研究,為中國發(fā)展 LNG 產業(yè)奠定了一個框架性的基礎。2006 年 6 月,接收項目第一期工程正式投產,標志著中國規(guī)?;M口 LNG 時代的到來。目前已建、在建和規(guī)劃中 LNG 項目達 13 個,分布在廣東、福建、上海、浙江、海南、江蘇、山東、遼寧、廣西等地,其中,中國海油就占有 9 個。
2、LNG 加氣站類型和模式
(1)LNG 橇裝加氣站。LNG 橇裝加氣站采用集成橇裝設計:儲罐及其相關閥件組合在一起,自成一臺單體設備,布置在橇基礎上;氣化器和 LNG 低溫潛液泵以及相關工藝管道單獨布置在一個橇裝式底座上,成為一個獨立的橇座設備,符合安全距離;加氣機布置在單獨的加氣島上,從而使整個加氣站簡潔。
加氣站的電氣控制系統(tǒng)和相關運行參數采用就地及控制室顯示,并通過站的控制系統(tǒng)對生產過程進行監(jiān)視和控制。主要進行監(jiān)控的工藝參數類型包括:壓力、液位、溫度、流量、燃氣泄漏。通過采用 PLC 系統(tǒng)控制完成加氣、卸車、調壓等操作。
(2)LNG/L-CNG 加氣站。LNG/L-CNG 加氣站同時具備 LNG 加氣和 CNG 加氣功能的加氣站。其 LNG/L-CNG加氣站主要由四大部分組成。一是 LNG 橇塊:由 LNG 儲罐、卸車、調壓空溫式氣化器、LNG 潛液泵、工藝管道、電氣系統(tǒng)、控制儀表系統(tǒng)組成。二是 CNG 橇塊:CNG 高壓柱塞泵、工藝管道、閥門、電氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。三是由順序控制盤、儲氣瓶組、CNG 加氣機、EAG 加熱器、管路部分、電氣系統(tǒng)、控制儀表系統(tǒng)組成。四是儀表風氣源、控制柜、PLC 等控制裝置安裝在安全區(qū)域(加氣站控制室內)。