黎 輝

（攀枝花學(xué)院交通與汽車工程學(xué)院,四川 攀枝花 617000）

隨著能源形勢的日趨嚴(yán)峻和環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，燃?xì)馄囍饾u步入人們的視野。而天然氣以其熱值高、排放低、價(jià)格較便宜的優(yōu)點(diǎn)成為中國目前主要的替代燃油的燃料，天然氣汽車主要包括CNGV(壓縮天然氣汽車)、LNGV（液化天然氣汽車）和ANGV（吸附天然氣汽車），其中LNGV以其安全性高、續(xù)駛歷程長、技術(shù)較成熟得到了各城市的廣泛應(yīng)用。

1 LNG汽車加氣站工藝

LNG加氣站工藝如圖1所示。

圖1 LNG加氣站工藝流程

LNG通過槽車運(yùn)輸?shù)诌_(dá)LNG加氣站后，利用氣化器使槽車壓力升高，LNG即可注入加氣站LNG儲(chǔ)罐，當(dāng)加氣站給汽車加氣時(shí)需用將儲(chǔ)罐內(nèi)一部分LNG輸入氣化器加壓，并與低溫泵中的LNG混合后通過加氣機(jī)對汽車注入LNG。儲(chǔ)罐內(nèi)LNG減少導(dǎo)致壓力降低，需用氣化器將LNG氣化升高其壓力進(jìn)行調(diào)壓。而儲(chǔ)罐內(nèi)若壓力過高需用減壓調(diào)節(jié)閥、手動(dòng)放散卸壓、安全閥起跳等三級安全保護(hù)措施進(jìn)行卸荷。

2 LNG汽車加氣站設(shè)備

2.1 LNG儲(chǔ)罐

表1 儲(chǔ)罐主要技術(shù)參數(shù)

圖2 LNG儲(chǔ)罐的基本結(jié)構(gòu)

LNG內(nèi)罐材料作為主要工作裝置，要求其能承受低溫且能承受一定的工作壓力，一般采用0Crl8Ni9，外罐材料作為常溫外壓容器，一般選用16MnR。為避免由于LNG蒸發(fā)導(dǎo)致儲(chǔ)罐罐內(nèi)壓力過高，必須使儲(chǔ)罐具有絕熱功能，即外罐需滿足日蒸發(fā)率≦0.15%，內(nèi)罐需滿足日蒸發(fā)率≦0.11%，因此需在內(nèi)罐與外罐之間填充高性能的保冷材料。用于承受內(nèi)筒體的軸向和徑向載荷的支承位于內(nèi)罐與外罐之間，一般采用玻璃鋼材料，具有良好的絕熱性能。為確保儲(chǔ)罐在以外載荷作用下不發(fā)生傾倒和斷裂，還要求其具有一定抗震性能。

2.2 LNG槽車

LNG加氣站的運(yùn)輸方式有管道運(yùn)輸后再液化、LNG船運(yùn)輸和槽車運(yùn)輸?shù)??？紤]到地域適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)性，LNG槽車運(yùn)輸無疑是最佳的運(yùn)輸方式，且罐車容積越大其運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)性越好。其運(yùn)輸過程中需保持常壓和110K左右溫度。由于天然氣易燃易爆，保證安全是其最基本的要求。LNG槽車主要由半掛車、罐體、管路系統(tǒng)、操作箱等組成?？紤]到LNG儲(chǔ)罐的安全可靠性、經(jīng)濟(jì)性及使用方便性，罐體設(shè)有壓力表和液位計(jì)組，夾層設(shè)有外筒防爆裝置，內(nèi)筒設(shè)有雙安全閥組合系統(tǒng)，兩套安全閥由一只三通切換閥控制，正常工作時(shí)安全閥不會(huì)起跳排放，當(dāng)罐內(nèi)壓力超壓時(shí)一套安全閥工作泄壓，罐壓下降后回座，為避免其霜凍卡住，三通切換閥強(qiáng)行使其關(guān)閉并令另一套安全閥準(zhǔn)備工作。罐體前另設(shè)一個(gè)壓力表，此外還有管路安全閥等保證其安全使用。

2.3 低溫泵

LNG低溫泵的工作要求有承受低溫、氣密性、防爆、平衡要求、電器安全等。低溫泵的結(jié)構(gòu)組成主要有導(dǎo)流器、葉輪、電動(dòng)機(jī)定子、主軸、排液口和吸入口等。在使用過程中要求其能滿足以下要求：①避免局部受到強(qiáng)烈的冷卻作用而導(dǎo)致變形，結(jié)構(gòu)上盡可能采用軸心對稱；②根據(jù)儲(chǔ)罐液位、壓力選擇合適的低溫泵，以保證最快的啟動(dòng)速度和加載速度；③進(jìn)口管盡量短以避免LNG氣化，超過3米必須使用真空管；④進(jìn)口管上盡可能減少三通、閥門、彎頭的數(shù)量。⑤電機(jī)必須通過變頻器供電，任何時(shí)候都不允許不通過變頻器啟動(dòng)泵。

2.4 調(diào)壓氣化器

調(diào)壓氣化器是將低溫液態(tài)氣體通過熱交換，汽化成一定溫度的氣體的裝置。其性能要求主要有：①氣化器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)應(yīng)能保證在深冷溫度下各部件正常工作，避免密封凍結(jié)，密封性好安全可靠，無腐蝕性，使用壽命長。②汽化器所有部件連接處的焊縫均采用氬弧焊焊接，焊縫整齊，美觀，無氣孔缺陷。③無偏流現(xiàn)象，保證流速控制在安全范圍以內(nèi)。 ④擁有很大的換熱面積，使其換熱效率和氣化速度高。⑤應(yīng)有切斷閥和安全減壓閥確保其工作安全可靠。⑥應(yīng)有溫度檢測設(shè)備測量其進(jìn)出口溫度確保換熱效率。

2.5 加氣機(jī)

LNG加氣機(jī)一般的性能要求有：①加氣速度快，一般加氣時(shí)間為3～5m in；②具有限溫加液功能；③能進(jìn)行故障診斷和報(bào)警；④能進(jìn)行數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸和監(jiān)控；⑤能進(jìn)行在線校驗(yàn)與標(biāo)定；⑥精度較高，計(jì)量誤差≤0.1%。

[1] 吳佩英.LNG汽車加氣站技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[M] .煤氣與熱力,2003(10).

[2] 陳叔平,謝高峰等.LNG、L—CNG、CNG加氣站的比較[M] .煤氣與熱力，2007(07).