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1CNG-LNG车用天然气知识手册一、什么是天然气天然气（NaturalGas）是一种洁净能源，它是天然蕴藏在地下以甲烷等有机烃为主的气态混合物，燃烧后的产物是二氧化碳和水。云南天然气来自于2000公里以外的缅甸海底，甲烷含量高达99.07%，完全不含硫，是全国质量最好的天然气。缅甸入滇天然气组分表序号组分名称组分分子式摩尔含量（mol%）1甲烷CH499.072乙烷C2H60.123丙烷C3H80.034壬烷以上重烃C9H20+0.085水H2O0.016二氧化碳CO20.507氮N20.18四川气田天然气甲烷含量一般不低于90%，而陕甘宁气田则达95%左右。此外，还可能含有少量二氧化碳、硫化氢、氮气、水蒸气。2二、什么是压缩天然气（CNG）和液化天然气（LNG）将天然气加压至20.7—24.8MPa，以气态形式储存在容器中，称为压缩天然气（CNG）；与常态天然气相比，体积比为1：200。简言之，就是气态-常温-高压的天然气；将天然气经过一系列的特殊处理（脱烃、脱水、净化超低温液化），使其达到超低温（-162℃）的液体状态，称为液化天然气（L-CNG，简写为LNG）。与常态天然气相比，体积比为1：620。简言之，就是液态-低温-高压的天然气；压缩天然气和液化天然气的优点是：体积小、热值高、易运输、便于储存,特别适合做汽车燃料。天然气物理性质表低热值Q1=35.81MJ/Nm3（折算为8568kcal/Nm3）高热值Qh=39.73MJ/Nm3（折算为9489kcal/Nm3）密度1.206kg/Nm3比重（空气=1）0.58～0.62（密度对温度及压力极为敏感）燃烧势CP=39.72爆炸上限（20℃）14.98%爆炸下限（20℃）4.98%3压力对于可燃烧气体的爆炸限有很大影响。不同压力条件下甲烷的爆炸限三、什么是液化石油气液化石油气（LPG）是以丙烷、丙烯、丁烷、丁烯为主，含少量其他组分的有机混合物，经过加压至常温液态。主要来源于炼油厂，一般是炼油厂副产品。液化石油气主要组分表序号组分名称组分分子式1丁烷C4H102丙烷C3H83丙烯C3H64丁烯C4H85丁二稀C4H6丙烷（C3H8）、丙烯（C3H6）、丁烷（C4H10）、丁烯（C4H8）和丁二稀液化石油气物理性质表压力，MPa爆炸限体积分数0.15%～15％1.05.8%～17％5.05.7%～29.5％12.55.7%～45.4％41相对密度相对密度为空气相对密度的1.2~2.0倍2液态体积膨胀系数体积膨胀系数是10-16倍3浓度爆炸极限1.5%~9.5%4燃烧热值92092~121390千焦/立方米四、液化石油气（LPG）与液化天然气（LNG）的区别从形成上讲，LNG是高压低温液化形成的，LPG是高压常温液化形成的；从组分上讲，LNG是以甲烷为主的有机混合物，LPG是以丙烷、丁烷为主的有机混合物；从纯度上讲，液化天然气比液化石油气纯度高很多，杂质含量少；从应用上讲，液化天然气在安全性、经济性上都比液化石油气更适合汽车使用。LPG和LNG物理性质对比表项目LPGLNG相对分子质量44-5616①液态密度(Kg/m3)501445沸点(°C)-42.0-162.0自燃温度(°C)470650气化潜热(KJ/Kg)426510①空气的分子量为29.5五、什么是油气混合动力汽车油气混合动力汽车是指以汽油和天然气或石油气为燃料的双动力汽车。可分为压缩天然气(CNG)汽车、液化天然气(LNG)汽车、液化石油气(LPG)汽车三种类型。油气混合动力汽车都是双燃料汽车，可同时使用天然气和汽油或石油气和汽油，驾驶员可根据需要和燃料情况自由选择。压缩天然气汽车（CNG汽车）和液化天然气(LNG)汽车不同于液化石油气汽车（LPG汽车）。其根本区别在于气体燃料不一样。六、什么是天然气汽车天然气汽车是指以天然气为燃料的汽车。一般天然气汽车大多为双燃料汽车，可根据需要选择使用天然气和汽油作燃料。燃油系统与燃气系统互不影响，可瞬间交替使用。也有完全以CNG或LNG为单一燃料的纯天然气汽车。天然气油气混合动力汽车或天然气单一燃料汽车既可以购买原产新车，也可以通过旧的汽车改装而成。汽油车改装技术已经十分成熟，柴油车改装需要更换天然气发动机或进行发动机再造，成本较高。6CNG油气双燃料私家车CNG油气双燃料出租车7CNG单一燃料公交车LNG单一燃料公交车8LNG单一燃料重卡天然气汽车加气图片9七、天然气汽车如何工作天然气汽车工作原理与汽油车基本一样。燃料在四冲程发动机的气缸中与空气混合，通过火花塞点火，推动活塞上下移动。天然气汽车的工作原理基本如下：当使用天然气作燃料时，只要将安装在驾驶室内的油气燃料转换电开关扳到“气”的位置，天然气电磁阀便会打开，而汽油电磁阀同时关闭。储气瓶内的高压天然气通过高压管路进入减压调节器减压，再通过低压管路、动力电磁阀进入混合器，并与经空气滤清器进入的空气混合，经化油器通道进入发动机气缸燃烧。天然气燃料不足时，只要将安装在驾驶室内的油气燃料转换电开关扳到“油”的位置，汽油电磁阀便会打开，而天然气电磁阀同时关闭，就可以以汽油为动力燃料。压缩机设备图片八、天然气汽车的优点10全世界现有超过1300万辆天然气汽车，中国已有30多万辆，天然气汽车与燃油汽车相比，有以下突出优势：1、经济指标好，与汽油车相比，燃料成本可节约40%以上；2、燃烧性能好，与汽油车相比，气缸积碳少，保护发动机，汽车大修里程延长2-2.5万公里；3、环保指标好，与汽油车相比，尾气排放中，CO量下降80%、HC下降90%、NO下降40%，几乎无污染，完全有利于环境保护。4、安全系数好。天然气燃点比成品油的高，密度比空气小易扩散，释放过程吸热热量周围形成低温区，不易形成燃烧爆炸。天然气汽车加气图片11九、加气站有哪些类型1、根据气源和气质情况以及建站方式，加气站可分为如下类型：2、各种CNG站工艺流程及适用条件（1）标准CNG站工艺流程：气源来自城市天然气供气管网，在加气站现场进行生产和加工，天然气经脱硫、脱水、四级加压到25兆帕的生产流程后，存于集气加气站LNG站CNG站标准CNG站油气联建站LNG-CNG联建站CNG子母站L-CNG站LNG子站油液联建站加压天然气城市管网脱硫计量压缩深度脱水顺序控制盘售气机集气井（储气瓶）12井再通过销售终端加气机对外销售。建站条件：标准天然气站一般适合于销量大（15000方）且场地条件好的区域布置，它可以独立工作，不需要母站支持。（2）CNG子母站工艺流程：气源来自于输气干线，采用集中调压净化压缩后，生产出25兆帕的压缩天然气，通过高压钢瓶拖车运至多个加气子站，再通过加气机对外销售的流程。子站不进行生产，只是销售终端。经验表明，子母站的距离一般不宜超过80公里，否则无经济效益。管道气源售气机加压脱硫、脱水加气柱CNG槽车子站卸气柱集气井（储气瓶）售气机顺序控制盘加压母站部分子站部分13（3）L-CNG站工艺流程：气源来自于车用LNG产品，运输至加液站后，在液体状态压缩达到25兆帕，进行高压汽化，在子站将液态压缩天然气生产成气态压缩天然气，再通过加气机对外销售。（4）油气联建站油气联建站是指在同一个区域地点，单独建立一座加气站和一座加油站，两座站紧靠在一起，使用同一个进出口，总共占地面积约8亩，加油站和加气站各一半，场坪部分和站区部分共同使用，便于管理节约投资。当市场调查日销售油量在15吨左右，日销售气量在8000方左右适合建设油气联建站，加油站库容量最大为60m³，加气站储气井水容积最大为8m³。3、各种LNG站工艺流程及适用条件（1）LNG子站车用LNG产品LNG储罐顺序控制盘LNG槽车高压柱塞泵高压气化器售气机储气装置14工艺流程：（2）CNG-LNG联建站工艺流程：气源来自液化天然气厂脱硫、脱水集中生产的液化天然气，储存于站上的液化天然气罐中，可直接对外销售LNG也可经过气化装置转化为气态压缩天然气并加压至25兆帕后，存于集气井中，转化LNG低温储罐LNG液相泵（1.6MPa）LNG液相泵（25MPa）LNG气化器（25MPa）LNG气化器（1.6MPa）LNG瓶组灌装LNG加液机LNG汽车CNG加气机CNG汽车15为CNG，再通过销售终端加气机对外销售。（3）油液联建站油液联建站是指在同一个区域地点，单独建立一座加液站和一座加油站，两座站紧靠在一起，使用同一个进出口，总共占地面积约8亩，加油站和加液站各一半，场坪部分和站区部分共同使用，便于管理节约投资。当市场调查日销售油量在15吨左右，日销售气量在8000方左右适合建设油液联建站，加油站库容量最大为60m³。4、LNG储配中心LNG储配中心是LNG产业链中极其重要的环节，国内LNG储配中心一般为地上全容式LNG储罐，库容根据市场需要确定，一般为3-5万立方米，建设周期一般为2年左右（包含设计阶段）。一般设计年周转次数为2次，在选点位置上要求，第一：尽量不要选在地震带，如果属地震高发区必须设计为地下式或半嵌入式；第二：蒸发是不可避免的，日蒸发量一般为万分之四到八，所以必须尽量的靠近城市管网，蒸发气可以做工业用气或CNG常规站气源，就可以实现无资源浪费。其基本工艺流程为：LNG槽车调压器计量表加臭器工业、民用用户LNG卸车LNG储罐LNG充装LNG气化LNG加液站LNG生产厂CNG子站16核心部位罐体主要结构及有关工艺管线如图所示。LNG储罐结构及工艺流程图在工艺系统中冷却系统是关键，其基本原理为：LNG储罐的冷却范围除了储罐本体还有4条相关液相管线：卸料总管（UnloadingLine）、低压泵输出总管线（LPSendoutHeader）、高压保冷循环管线（HPDrain）和低压保冷循环管线（LPDrain）。它们的冷却顺序为：卸料总管的冷却、储罐的冷却、低压泵输出总管的冷却、最后是高、低压保冷循环管线的冷却。LNG储备中心相当于加油站的油库，专门负责LNG的储存与配送。17标准CNG加气站标准CNG站处理设备18标准CNG站集气井标准CNG站压缩机19CNG加气子站L-CNG站实景20油气联建站实景LNG撬装式子站21LNG运输槽车大型LNG储备库22十、天然气汽车有多节约1方天然气的热值约等于1.1升汽油，如果普通汽车每百公里耗油量8升，改用天然气后，每百公里耗气量7.5m３，因此，可以计算天然气汽车有多节约。现以一辆出租车为例说明：假设该车每日行驶400公里，日燃油费为8升×4×5.7元/升=182.4元，改用压缩天然气后，日燃气费为7.5m³×4×3.5元/m³=105元，每日可节省燃料费77.4元，月节省燃料费为2322元，每年可节省燃料费27840元。换言之，在改装使用压缩天然气后，每年可以多收入27840元。再以2000型桑塔纳普通轿车为例说明：假设一年按行驶6万公里计算：耗油费：600百公里×9升／百公里×5.7元／升＝30780元耗气费：600百公里×8．20立方／百公里×3.5元／立方＝17220元一年内节约燃料费；30780—17220=13560元可以看出：改装后的CNG汽车经长期运行测试表明1ｍ3天然气可代替1.1升汽油。大车（包括大客、大巴、中巴）每百公里耗气量约20ｍ3左右；小车（包括微型车、轿车）每百公里耗气量约7ｍ３左右，可节约燃料费用40％—50％。十一、天然气如何保护发动机23汽油有90、93、97等标号，标号越高就越贵，价格说明了高标号汽油的燃烧性能更好，对发动机造成的损耗更小。汽油就是根据抗爆性能指标---辛烷值的数值来确定标号。97号高档汽油代表的是它的辛烷值为97，而压缩天然气的辛烷值远远超过97号汽油，达120以上。抗爆性能是指燃料抵抗爆震燃烧的能力。在汽油机中，电火花点火后，火焰开始在汽缸中的可燃混合气中传播。火焰前面的未燃混合气因受到已经燃烧的混合气的压缩和和辐射传热，使温度、压力升高，加速了其化学变化，即所谓的焰前反应。如果火焰面及时传到，把它点燃，就是正常燃烧。若不能正常燃烧，就会产生爆震现象。爆震会导致排气温度过高，冷却水温度提高，发动机过