LNG汽車加氣站建設(shè)

王秉成　王瑞君　劉志海

摘 要：液化天然氣（Liquefied Natural Gas，簡稱LNG）是清潔能源，符合國際和我國節(jié)能環(huán)保、低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展方向，行業(yè)的發(fā)展前景看好。LNG汽車也一定會有大的發(fā)展。安彩高科目前日處理10萬方的液化天然氣項(xiàng)目已經(jīng)順利投產(chǎn)，日處理50萬方的液化天然氣項(xiàng)目已經(jīng)動工建設(shè)。在安陽周邊已建設(shè)一批LNG汽車加氣站，提前布局LNG加氣站進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：加氣站 液化天然氣 橇裝 低溫泵

中圖分類號：U49 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）08（a）-0129-01

LNG是將天然氣在常壓下氣態(tài)的冷卻至-162 ℃形成液體。本公司的天然氣液化后帶壓0.45 MPa，-137 ℃，可以降低儲運(yùn)空間和成本，而且具有熱值大、性能高等特點(diǎn)。

1 建站方式的選擇

LNG汽車加氣站（以下簡稱加氣站）的設(shè)計(jì)，首先，應(yīng)根據(jù)建站場地的實(shí)際情況，選擇合適的自己建站方式。目前加氣站的建站方式有兩種：站房式、橇裝式。

1.1 站房式加氣站

這種建站方式占地面積比較大，建站費(fèi)用高，設(shè)備較多。需要基礎(chǔ)建筑，施工周期長，加氣站的土建施工費(fèi)、設(shè)備安裝費(fèi)用高。若建站點(diǎn)位于LNG應(yīng)用的初期，LNG汽車的數(shù)量少，LNG使用量小，成本回收周期較長，這種建站方式適合LNG用量大或政府資金支持的城鎮(zhèn)。

1.2 橇裝式加氣站

這種建站方式占地面積小，設(shè)備集成，施工周期短，加氣站的土建施工費(fèi)、設(shè)備安裝費(fèi)較少，建站整體造價(jià)低，易于成本回收。這種建站方式適合LNG加氣站建設(shè)初期。

綜合兩種方式的比較，目前在我們安陽市周邊地區(qū)的LNG汽車的發(fā)展還處于初期階段，選擇撬裝式加氣站比較合理。

2 工藝流程的選擇

LNG加氣站工藝流程的選擇可根據(jù)LNG加氣站的建站方式進(jìn)行選擇，LNG加氣站的工藝流程包括三部分：卸車流程、儲罐調(diào)壓流程、加氣流程。

2.1 卸車流程

LNG加氣站的卸車工藝，是將槽車內(nèi)的LNG轉(zhuǎn)移至加氣站的LNG儲罐內(nèi)，LNG的卸車工藝流程主要有兩種：即潛液泵卸車方式、自增壓卸車方式。

2.1.1 潛液泵卸車方式

該方式是通過潛液泵將LNG從槽車轉(zhuǎn)移到加氣站儲液罐中。潛液泵卸車方式是LNG液體用潛液泵將LNG槽車卸液口抽出，經(jīng)潛液泵增壓后充入加氣站儲液罐中。LNG槽車氣相與儲罐的氣相管連通，LNG儲罐中的氣體通過氣相管充入LNG槽車，形成回路，整個卸車過程不需要對儲罐泄壓，可以直接進(jìn)行卸車操作。

該方式的優(yōu)點(diǎn)是速度快，卸車時間短，自動化程度高，無需對站內(nèi)儲罐泄壓，基本不消耗LNG液體；缺點(diǎn)是需要消耗電能。

2.1.2 自增壓卸車方式

LNG液體通過LNG槽車自增壓口進(jìn)入自增壓氣化器，經(jīng)氣化器氣化后返回LNG槽車，使槽車內(nèi)壓力增高。利用LNG槽車與站內(nèi)儲液罐之間的壓差進(jìn)行卸車。這種方式需要消耗一定量的LNG液體。

自增壓卸車方式自動化程度低，隨著LNG儲罐內(nèi)液體不斷增多，如壓力升高，需要泄壓，放散氣體，以保持足夠的壓力差，增大損耗。

在站房式LNG加氣站，這兩種方式可以任選其一，也可以同時采用，如空間足夠建議同時選擇兩種方式。如空間受限，可選自增壓卸車方式，可節(jié)省空間降低成本，便于設(shè)備整體成橇。

2.2 儲罐調(diào)壓流程

儲罐調(diào)壓流程是給LNG汽車加氣前，需要調(diào)整儲罐內(nèi)壓力的操作，該操作流程有兩種：潛液泵和自增壓調(diào)壓流程。

2.2.1 潛液泵調(diào)壓流程

LNG液體經(jīng)潛液泵LNG儲罐的出液口抽出，經(jīng)潛液泵增壓后進(jìn)入增壓氣化器氣化，氣化后的天然氣經(jīng)氣相管返回到LNG儲罐中，為LNG儲罐調(diào)壓。采用潛液泵調(diào)壓，潛液泵的出口壓力，一般設(shè)置為1.2 MPa，增壓氣化器的出口壓力約為0.6 MPa。增壓氣化器的人口壓力遠(yuǎn)高于出口壓力，所以使用潛液泵調(diào)壓速度快、調(diào)壓時間短。

2.2.2 自增壓調(diào)壓流程

LNG液體由LNG儲罐的出液口直接進(jìn)入自增壓氣化器氣化，氣化后的氣體經(jīng)氣相管返回LNG儲罐，為LNG儲罐調(diào)壓。采用這種調(diào)壓方式調(diào)壓，調(diào)壓速度慢、壓力低。

2.3 加氣流程

潛液泵的加氣速度快、壓力高、充裝時間短，LNG加氣站應(yīng)首選潛液泵式加氣流程。

3 分析

目前國內(nèi)各個省市均在積極籌備車用LNG加氣站的建設(shè)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前國內(nèi)已建設(shè)加氣站千余座，中石油預(yù)計(jì)新建站2000余座，中海油新建1000座。其中，中石油昆侖能源有限公司計(jì)劃在山東建設(shè)720座，山西省已建成加氣站50余座。LNG加氣站主要有以下幾個特點(diǎn)。

3.1 應(yīng)用安全、可靠

天然氣主要成分為甲烷（CH4），自燃溫度為732 ℃，辛烷值高達(dá)110，抗爆性能好，爆炸極限為5%～15%；天然氣相對空氣的比重僅為0.6～0.7，一旦泄漏，可迅速擴(kuò)散空氣中，不易在戶外聚集，造成安全隱患；是一種最理想的清潔車用替代能源。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益明顯，較燃油車輛運(yùn)行成本降低30%以上

LNG重卡與柴油重卡相比，售價(jià)每輛要貴8萬～10萬元但通過測算，使用LNG重卡要柴油車節(jié)省燃料費(fèi)30%～40%，每年大約節(jié)省8萬～12萬元。以360馬力重卡車年行駛10萬公里、百公里油耗40 L測算，燃料成本如下：燃油成本=（10萬公里/100）×40升/百公里×7.8元/升=31.2萬元，燃油成本=（10萬公里/100）×40升/百公里×5.0）元/升=20萬元。

3.3 技術(shù)成熟，應(yīng)用廣泛

汽車用天然氣加氣站和車用改裝技術(shù)經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，已經(jīng)十分成熟，相關(guān)設(shè)備也極為可靠，非常安全。初步統(tǒng)計(jì)，安陽地區(qū)重型卡車數(shù)量接近30000輛，其中，林州近8000輛，安陽市區(qū)約3500輛，其它縣區(qū)基本均在4000輛以上，如果能夠推動卡車“油改氣”項(xiàng)目實(shí)施，將會極大的促進(jìn)安陽地區(qū)節(jié)能減排工作，同時為改善和提升安陽地區(qū)環(huán)境質(zhì)量提供有力保證。

3.4 投資少見效快

建設(shè)一座LNG加氣站投資約400萬元左右，包括設(shè)備、安裝、土地租賃、安評、環(huán)評等費(fèi)用；按照每座加氣站每天加氣7 t，每噸利潤800元計(jì)算，年利潤約800×7×360=200萬元，兩年就可收回投資。如果加氣量大于7噸，效益更佳。

4 結(jié)論

安彩應(yīng)該加快在安陽周邊300 km范圍內(nèi)形成較為完善的LNG液體供應(yīng)保障體系，建設(shè)30～50座LNG加氣站，以推動全市新能源車輛及物流產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。建設(shè)LNG加氣站，不僅可以大大提高公司的市場競爭力，還能對安陽市燃?xì)馄嚠a(chǎn)業(yè)的推廣與發(fā)展，改善大氣環(huán)境，帶來巨大的社會效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

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