浅谈LNG汽车加与示范站设计

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1、浅谈LNG汽车加与示范站设计南京市市政设计研究院有限责任公司吴佩英前言：2003年5月28日，国家科技部就“十五”国家科技攻关计划“清洁汽车关键技术研究开发及示范应用”项口进行了批复。批文中明确了要实施“单燃料LNG公交车示范工程”2个，分别由新赠广汇实业股份有限公司和长沙市液化石汕气总公司组织实施。我公司受委托，承担了该2个LNG公交车加气示范站的全套设计。目前，2个LNG加气示范站均投产运行，各项科研指标止在进行测试，现就LNG加气站的设计作一下探讨。一、LNG加气站工艺流程设计LNG加气站的工艺流程分四个步骤：卸车流程、调床

2、流程、加气流程、卸床流程1)卸车流程：把集装箱或汽车槽车内的LNG转移至LNG加气站储罐内。此过程可以通过三种方式实现。⑴通过卸车增压器卸车⑵通过浸没式加气泵卸车⑶通过增压器和泵联合卸车。木加气示范站采用第三种方式。选用设备规格为：卸车增压器200Nm3/h,浸没式泵流量40〜2(X)l/min,压力0.2〜1.2Mpa0实际工作时卸一台标准集装箱的时间约为1.X小时。该方式优点是缩短了卸车时间，缺点是耗能、在卸液快完时如不注意泵容易遭损害、工艺流程相对复杂。笔者认为：三种卸车方式中应首选第一种，采用储罐上、下进液同时进行的方式。

3、该方式优点是：简单、不耗能。缺点是卸车时间长，卸一台标准集装箱时间约为2.5〜3.0小时。建议在加气站场地许可的情况下，加大卸车增压器。如选用300NmVh的卸车增压器，则卸一台标准集装箱的吋间约为2.0小吋。第二种卸车方式不建议采用。2)调压流程：由于II前汽车上的车载瓶木身不带增压器，因此车载瓶屮的液体必须是饱和液体。为此在给汽车加液Z前首先对储罐中的LNG进行调压，使Z成为饱和液体方对给汽车加气。调压方式也有三种。(1)通过储罐床力调节器调床(2)通过泵低速循环进行调床(3)通过储罐圧力调节器与泵低速循环联合使川进行调压。第

4、一种方式优点是工艺、设备简单、不耗能。缺点是调压时间长。LNG加气站储罐调压与LNG气化站储罐调压原理不同，LNG气化站储罐调压采用气相调压，目的是只要得到所需压力的LNG即可。而LNG加气站•储罐调压是要得到—淀压力的饱和液体，只能进行液相调压。故采用同规格的压力调节器对同样的储罐调节同样的压力需要的时间却大不一样。实际工作时测得：采用200Nm讥的压力调节器对50m3的储罐调节饱和液体压力，达到0.5Mpa时所需时间为8〜10小时，依外界气候的温度不同而异。这对汽车加气带来很大不便。储罐调压应采川第三种方式较为合理，并冃压力调

5、节器应有备用，可能的话还应增大其规格。这样，虽然增加了投资、能耗，但大大缩短了调压时间，理论上计算可在3.0〜4.0小时实现，从而确保加气时间。如单釆用第二种方式其调压时间仍为偏长。3)加气流程：储罐屮的饱和液体LNG通过泵加压后由加气枪给汽车加气，加气压力为1.6Mpa。打给车载瓶加气前首先应给车载瓶卸压，通过回气口回收车载瓶中余气。「I前，该部分气进行放空处理。建议在以后的加气站中，增设车载瓶到储罐气相的回流管，同时设计量装置，便于对车载瓶中余气进行冋收和计量。4)卸压流程：在给储罐调压过程屮，储罐屮的液体同时在不断的蒸发和气

6、化，这部分气化了的气体如不及时排岀，储罐压力会越来越人，当储罐压力大于设定值时，相关阀门打开,釋放储罐中的气体，降低压力，保证储罐安全。目前，该部分气体进行放空处理。建议在以后的加气站屮，该部分气体通过调压后送人附近市政管网系统。二、LNG加气站设计依据规范目前，国内还未出台LNG的相关设计、施工和验收规范，在LNG气化站设计中，行业普遍认可的是参照LPG相关规范。其理论依据是基于LNG和LPG的特性参数。LNG的主要成分为CH4,LPG的主要成分为C3H6、C4Hs,二者的特性参数比较见下表：由此可见，同样条件下，LPG要比LN

7、G危险性密度(Kg/Nm3)爆炸极限(％)低热值(MJ)着火点(°C)点火能(KJ)燃烧速度(m/s)燃烧温度(°C)CH40.71745〜1535.9066320.290.381980C3H82.01022.1〜9.593.2404500.270.422300C4H102.70301.5〜&5123.653650.270.382080人。同时LNG处于-162°C的深冷、常压储存状态，规范屮参照执行的LPG是处于常温、压力储存状态，因此LNG与LPG比较，在理论上是较为安全的。而在LNG汽车加气站设计中，如与LNG气化站一样，参

8、照LPG的相关规范，这在寸土寸金的市区建设LNG加气站没有占地上的优势，而且，本站•作为示范站，其意义就是将來为制定LNG加气站设计规范提供理论和实践上的依据，如仍套川LPG的相关规范，则失去了其示范的意义。因此，木加气站设计在保证工艺技术和设备技