□金柏正 施少峰 陳國(guó)春

節(jié)能減排 加快LNG客車發(fā)展

□金柏正 施少峰 陳國(guó)春

LNG客車；環(huán)保性；經(jīng)濟(jì)性；安全性；使用維修

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的同時(shí)，汽車大量增長(zhǎng)，汽車尾氣排放對(duì)空氣質(zhì)量產(chǎn)生了極大的不良影響，因此，利用清潔能源和節(jié)能減排技術(shù)已成為道路運(yùn)輸健康持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。運(yùn)輸企業(yè)是耗能大戶，燃料（柴油）成本已占到運(yùn)輸企業(yè)總成本的40%。LNG發(fā)動(dòng)機(jī)客車以其優(yōu)異的環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性和良好的安全性、使用性已經(jīng)被驗(yàn)證，積極推廣LNG汽車減排是利國(guó)、利民和利企的大好事。天然氣是國(guó)際公認(rèn)的清潔能源，其主要成分是甲烷，其燃燒后的主要排放物是水和二氧化碳，產(chǎn)生的溫室氣體大約只有煤炭的1/2、石油的2/3，而且全球天然氣資源豐富，有望成為替代石油的主要能源。汽車使用天然氣的好處主要是能夠減少尾氣污染，降低燃料成本。LNG作為優(yōu)質(zhì)的車用替代燃料，其優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越顯現(xiàn)。但是，要想很好地應(yīng)用LNG客車，必須充分了解掌握LNG的特性和使用、維修的注意事項(xiàng)。

一、LNG客車的特點(diǎn)

LNG是天然氣（CNG）經(jīng)過(guò)凈化處理，脫除重質(zhì)烴、硫及硫化物、水和二氧化碳等雜質(zhì)后，在常壓下氣態(tài)的天然氣經(jīng)深冷至162℃，或經(jīng)預(yù)冷與加壓相結(jié)合的方式使其液化，使之凝結(jié)成液體形成的。它無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒且無(wú)腐蝕性，其體積約為同量天然氣的體積的1/625，其密度為0.42～0.47千克/升（組分不同，密度有所區(qū)別）。

1.LNG客車的優(yōu)點(diǎn)

（1）環(huán)保性好。經(jīng)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，LNG發(fā)動(dòng)機(jī)與相同功率柴油機(jī)的各排放物對(duì)比數(shù)據(jù)見(jiàn)表1所列。同類型的LNG發(fā)動(dòng)機(jī)比柴油機(jī)的噪聲低7分貝，更好地提高了司乘人員的舒適性。

表1 LNG發(fā)動(dòng)機(jī)與相同功率柴油機(jī)的各排放物對(duì)比

（2）經(jīng)濟(jì)性優(yōu)。同樣排量、同樣工況的LNG汽車比柴油車節(jié)約燃料成本27%以上。目前LNG市場(chǎng)供應(yīng)價(jià)是6.0元/千克（同期0號(hào)柴油價(jià)7.55元/升），通常6120系列LNG客車與同類型柴油客車燃料消耗對(duì)比情況見(jiàn)表2所列。

表2 6120系列LNG客車與同類型柴油客車燃料消耗對(duì)比

柴油機(jī)改成LNG發(fā)動(dòng)機(jī)的新車購(gòu)置成本將會(huì)增加7萬(wàn)～10萬(wàn)元/臺(tái)。柴油機(jī)改為天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，供給系統(tǒng)和點(diǎn)燃方式發(fā)生了變化，系統(tǒng)改變后其日常的維修成本不會(huì)有大的變化，但LNG客車的氣瓶、安全閥、壓力表的安全檢測(cè)費(fèi)用每年平均需1000元。

全面實(shí)施汽車國(guó)Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)，那么客車（柴油機(jī)）購(gòu)置成本還將提高3萬(wàn)元/臺(tái)，而國(guó)Ⅳ排放要求的燃油將提高0.32元/升，LNG客車發(fā)動(dòng)機(jī)的排放完全超過(guò)國(guó)Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)，它不需要改變發(fā)動(dòng)機(jī)和LNG燃料，因此,經(jīng)濟(jì)性會(huì)更加顯現(xiàn)。國(guó)家發(fā)改委于2013年9月23日宣布燃油升級(jí)時(shí)間表及燃油提價(jià)幅度。在2014年底前，全國(guó)供應(yīng)符合國(guó)家第四階段（國(guó)Ⅳ）標(biāo)準(zhǔn)的車用柴油。在2017年底前，全國(guó)供應(yīng)符合國(guó)家第五階段標(biāo)準(zhǔn)的車用汽、柴油。國(guó)Ⅴ排放要求的柴油比國(guó)Ⅳ排放要求的柴油提價(jià)0.14元/升。

（3）安全性高。與CNG的存儲(chǔ)壓力20兆帕相比，LNG氣瓶壓力僅為1.6兆帕，存儲(chǔ)壓力小，安全性更高。LNG燃料供給系統(tǒng)安裝有過(guò)流保護(hù)、穩(wěn)壓閥、安全閥及漏氣報(bào)警等安全裝置，與汽、柴油車非壓力容器油箱相比，因車輛碰撞或翻覆而造成失火或爆炸的風(fēng)險(xiǎn)更小。

（4）動(dòng)力性良好。在平坦道路上行駛時(shí)，LNG車輛與柴油機(jī)車輛沒(méi)有明顯差別，加速性良好，運(yùn)行平穩(wěn)，但上坡道路運(yùn)行時(shí)會(huì)略顯動(dòng)力不足。

（5）續(xù)駛里程長(zhǎng)。裝載一個(gè)495升LNG氣瓶的12米客車可以確保行駛800公里（氣瓶的利用率為85%，密度為0.426千克/升，儲(chǔ)液量為179千克，可行駛里程達(dá)895公里），如果選用雙氣瓶，則可行駛1375公里。

（6）可使用性好。LNG作為車用的優(yōu)質(zhì)燃料，與汽、柴油相比，它不僅具有辛烷高、抗爆性好、燃燒完全、排放污染少等優(yōu)點(diǎn)，即使與CNG客車比較，它也具有儲(chǔ)存效率高、續(xù)駛里程長(zhǎng)、氣瓶壓力低等優(yōu)勢(shì)。

2.LNG的缺點(diǎn)

LNG具有易蒸發(fā)、易泄漏、易燃和窒息性的缺點(diǎn)。LNG經(jīng)深冷、加壓后實(shí)現(xiàn)液化，易蒸發(fā)，易泄漏。當(dāng)LNG發(fā)生泄漏時(shí)，泄漏的LNG以噴射形式進(jìn)入大氣，然后迅速蒸發(fā)膨脹，與空氣劇烈混合，如遇明火易燃。在空氣中天然氣含量達(dá)到40%時(shí)，人處在這種缺氧環(huán)境中會(huì)感覺(jué)到惡心和頭暈，導(dǎo)致昏迷甚至窒息。

二、LNG發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理

LNG從氣瓶體通過(guò)管路進(jìn)入汽化器加熱汽化，經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓罐之后通過(guò)電磁閥控制通斷進(jìn)入穩(wěn)壓器（調(diào)壓器）穩(wěn)壓，再進(jìn)入燃?xì)鉃V清器過(guò)濾，過(guò)濾后的燃?xì)膺M(jìn)入熱交換器。燃?xì)饨?jīng)過(guò)熱交換器加熱后通過(guò)節(jié)溫器進(jìn)入FMV計(jì)量閥，由FMV控制噴射入混合器中與增壓后的空氣混合。電子節(jié)氣門控制混合氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)燃燒做功。

三、發(fā)展LNG客車的條件

1.氣源

我國(guó)西部、北部地區(qū)天然氣氣源充足，西氣東輸和遠(yuǎn)東地區(qū)的天然氣管道已啟用，東南沿海地區(qū)具有便捷的遠(yuǎn)洋運(yùn)輸條件。目前，全國(guó)沿海地區(qū)大型港口的LNG接收站已有14座，分布在廣東、福建、浙江、江蘇、上海、天津、大連、青島、廣西等東部沿海地區(qū)，而且國(guó)內(nèi)內(nèi)陸地區(qū)已建成投產(chǎn)的LNG液化工廠有40多家，根據(jù)十二五期間LNG的發(fā)展規(guī)劃，隨著需求的快速增長(zhǎng)，三大油企及新興供應(yīng)商LNG供應(yīng)完全能夠保證。

2.技術(shù)

LNG汽車發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是與汽油車同樣的點(diǎn)燃方式，并通過(guò)增加經(jīng)濟(jì)閥、汽化器及相應(yīng)的電控技術(shù)、點(diǎn)火正時(shí)和氧氣濃度傳感器等，控制更精確、科學(xué)，而且安全性能高。濰柴、玉柴的LNG發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)過(guò)60多萬(wàn)公里的使用，發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性良好，維修成本也沒(méi)有大的增加。

3.困惑

LNG汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。國(guó)務(wù)院發(fā)布的《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》，要求加快調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，加大天然氣、煤制甲烷等清潔能源供應(yīng)。交通運(yùn)輸部也發(fā)布了《加快推進(jìn)綠色循環(huán)低碳交通運(yùn)輸發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)》的通知，但真正能落實(shí)的政策和措施的企業(yè)不多。天然氣汽車只是清潔能源汽車，不屬于國(guó)家新能源汽車范疇，因此不能享受國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的扶持，天然氣的價(jià)格具有不確定因素。使用LNG客車社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益非常顯現(xiàn)，但目前只有交通運(yùn)輸部少量的節(jié)能減排補(bǔ)助（每輛客車約2萬(wàn)～3萬(wàn)元），運(yùn)輸企業(yè)對(duì)選購(gòu)LNG客車比較迷茫。盡管我國(guó)LNG汽車產(chǎn)業(yè)已具備一定的發(fā)展基礎(chǔ)，但是產(chǎn)業(yè)規(guī)劃不明確、相關(guān)法規(guī)不完善；LNG加氣站建設(shè)嚴(yán)重滯后，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)因土地成本高、審批難度較大，LNG加氣站推進(jìn)緩慢；應(yīng)對(duì)價(jià)格波動(dòng)的財(cái)政政策缺失等問(wèn)題成為制約LNG汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。

四、LNG客車在使用和維修中的注意事項(xiàng)

1.使用時(shí)注意事項(xiàng)

（1）駕駛員應(yīng)在出車前、行車中和收車后對(duì)車輛進(jìn)行日常維護(hù)。除常規(guī)車輛維護(hù)規(guī)定外，對(duì)LNG專用裝置進(jìn)行清潔、補(bǔ)給和安全監(jiān)視，保持燃料瓶及其管路處于良好狀態(tài)。重點(diǎn)檢查燃料容量、工作壓力、閥門與管路有無(wú)漏氣，接頭與連接部位有無(wú)松動(dòng)和脫落，有無(wú)相互摩擦與拉拽等不正常現(xiàn)象產(chǎn)生。氣瓶的進(jìn)、出閥和汽化器及其連接管路處有否嚴(yán)重結(jié)霜冰凍。檢查靜電釋放帶長(zhǎng)度，以確保釋放車輛行駛中產(chǎn)生的靜電。

（2）打開(kāi)截止閥時(shí)，先要緩緩打開(kāi)截止閥，讓液體或氣體先少量流動(dòng)，不致產(chǎn)生較大的沖擊力啟動(dòng)過(guò)流閥，平穩(wěn)流動(dòng)后再全部打開(kāi)閥門，開(kāi)到底后再到回半圈，起到保護(hù)閥門的作用。當(dāng)閥門被凍住時(shí)，應(yīng)使用溫水解凍，千萬(wàn)不能用力打開(kāi)閥門，也不得用任何物品敲擊冰塊，否則會(huì)損壞閥芯、閥門和連接螺紋。切勿用手直接接觸低溫管道和閥件，如需要接觸應(yīng)戴好防護(hù)手套。發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)，瓶口閥體周邊結(jié)霜（冰）是正常現(xiàn)象。

（3）啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)先接通點(diǎn)火鑰匙，停頓3～5秒后（保證燃?xì)夤苈穬?nèi)能夠充滿燃?xì)猓┰賳?dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。冷車起動(dòng)后先怠速熱車，水溫達(dá)到40℃后再行車。因?yàn)榈蜏貢r(shí)LNG的汽化能力低，燃?xì)饣旌响F化不良，氣耗增加；溫度太低時(shí)機(jī)油粘度大，運(yùn)動(dòng)阻力大。

（4）供氣系統(tǒng)上裝有4只漏氣報(bào)警傳感器，如遇管路發(fā)生氣體泄漏，儀表臺(tái)上的漏氣報(bào)警器紅燈指示漏氣位置并發(fā)出報(bào)警聲音，駕駛員可依據(jù)指示位置進(jìn)行檢查。

（5）發(fā)生碰撞、著火時(shí)的應(yīng)急措施。如發(fā)生交通事故要就立即停車，開(kāi)啟應(yīng)急燈，檢查氣路是否受損；如受損應(yīng)關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，切斷電源，關(guān)閉氣瓶截止閥，同時(shí)疏散人員，隔離現(xiàn)場(chǎng)，隔離火源，保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)。如果發(fā)生火災(zāi)事故，必須用干粉滅火器進(jìn)行滅火，不能用水噴向泄漏的LNG，否則會(huì)引起LNG的大量蒸發(fā)反而會(huì)加大火勢(shì)。

（6）LNG客車氣罐中充滿了LNG，應(yīng)盡快使用，避免長(zhǎng)期存放蒸發(fā)損耗。對(duì)于長(zhǎng)期存放的LNG客車，由于其瓶?jī)?nèi)壓力變化較快，可能導(dǎo)致安全閥打開(kāi)。再次使用之前需要進(jìn)行放空操作，放空時(shí)必須將放空氣體引到安全的地方，否則有引起火災(zāi)和爆炸的危險(xiǎn)。在充裝前應(yīng)當(dāng)檢查、清潔氣瓶充裝口處的水分、雜質(zhì)。如果有水分或雜質(zhì)進(jìn)入氣瓶，會(huì)造成進(jìn)、出液閥和過(guò)流閥等堵塞，使發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常工作，如有雜質(zhì)進(jìn)入則會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的損壞。所以，在充液前，應(yīng)當(dāng)確保水分和雜質(zhì)被完全清除干凈。

2.維修時(shí)注意事項(xiàng)

（1）維修車間要具備良好的通風(fēng)條件，以便LNG泄漏時(shí)快速散發(fā)。LNG客車不要停放在有焊接（電焊和氣焊）作業(yè)的區(qū)域，也不能停放在全封閉式的車位內(nèi)，還應(yīng)配備合適數(shù)量的干粉滅火器。LNG發(fā)動(dòng)機(jī)維修場(chǎng)所必須嚴(yán)禁吸煙和使用明火。底盤或車身等維修需要?jiǎng)佑妹骰饡r(shí)，先要檢查燃料供應(yīng)系統(tǒng)的密封性，必要時(shí)做好防止明火輻射或火星飛濺的隔離措施。

（2）檢修LNG供氣管路時(shí)要做好安全防護(hù)措施。工作人員要穿戴好防護(hù)服和絕熱手套，戴上防護(hù)目鏡和臉罩。裸露的手不允許直接接觸裝有LNG而未經(jīng)隔離的管道和附件，防止LNG泄漏灼傷人的皮膚。

（3）檢漏要求可用肥皂液檢查或?qū)Ｓ脵z漏儀（甲烷探測(cè)儀）。LNG發(fā)動(dòng)機(jī)熱負(fù)荷大，要加強(qiáng)檢查維護(hù)以確保發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)工作良好。更換閥件時(shí)先要對(duì)鋼瓶?jī)?nèi)氣體排放降壓，排放降壓時(shí)必須將車輛停放在室外，在排放車輛周圍做好防護(hù)措施，防止非作業(yè)人員靠近作業(yè)區(qū)。

（4）LGN客車使用中因供氣系統(tǒng)LNG吸熱蒸發(fā)，氣瓶至汽化器之間的管路或閥門聯(lián)接處會(huì)有結(jié)霜現(xiàn)象，這是正常現(xiàn)象。檢修時(shí)不能用冷水來(lái)沖洗清理結(jié)霜，要用熱水融化。如果是汽化器處發(fā)生嚴(yán)重結(jié)霜，則要分析原因排除結(jié)霜故障，否則使發(fā)動(dòng)機(jī)工作不良，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞電磁閥、穩(wěn)壓器和計(jì)量閥等部件。

（作者單位：杭州長(zhǎng)運(yùn)運(yùn)輸集團(tuán)公司）

10.3963/j.issn.1006-8864.2014.7.019