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LNG资料汇编 二一一年十一月 目 录 第一章 基础篇 n（一）LNG的定义及基本性质 n（二）LNG的主要用途 n（三）LNG产业资源介绍 n（四）LNG相关概念 第二章 经济篇 n（一）LNG的基本换算 n（二）LNG的优势 第三章 技术篇 n（一）LNG汽车加气站 n（二）LNG加气站工艺流程及主要设备 n（三）LCNG加气站的主要设备和工艺流程 第四篇 安全篇 附图：LNG汽车 第一章 基础篇 一、LNG的定义及基本性质 n1、LNG 的名词解释 n所谓 LNG 是英文 Liquefied Natural Gas 的缩写，中文译为 液化天然气。简称 LNG 是英文的说法。 2、LNG 的基本特性 LNG 的主要成份为甲烷，化学名称为CH4，还有少量 的乙烷C2H6、丙烷C3H8以及氮N2等其它成分组成。 临界温度为82.3，临界压力为45.8kg/cm2。 沸点为-161.5，熔点为-182，着火点为650。 液态密度为425kg/m3，气态密度为0.718kg/Nm3。 气态热值9100Kcal/m3，液态热值12000Kcal/kg。 爆炸范围：上限为15%，下限为5%。 华白指数(W)：44.94MJ/Nm3。 燃烧势(CP)：45.18。 n 3、LNG的获得 液化天然气是天然气经过净化之后， 通过压缩升温，在混合致冷剂N2、C1 、C2、C3、C4的作用下，冷却移走热 量，再节流膨胀而得到-162的以液态 形式存在的LNG，体积缩小了600倍。 二、LNG的主要用途 n (1)用作城市管网供气的高峰负荷和事故调峰。 (2)用作大中城市管道供气的主要气源。 (3)用作LNG小区气化的气源。 (4)用作汽车加气的燃料，LNG用于拖带集装箱的重型柴油车、公 交车等，每1kgLNG，可以代替1.2-1.3公斤柴油。 (5)用作飞机燃料 俄罗斯图波列夫飞机设计局应用LNG作为飞机燃料，第一架试验飞 机图155,发动机型号为HK88。后用图156正式使用LNG为燃料 的图156客货运输机，已成功安全飞行12年。在投入航线运行的图 204客机基础上，设计局设计了使用LNG的206客机，此机可载乘 210人，飞行里程为5200公里。 (6)LNG的冷能利用 深冷可用于低温研磨橡胶，中冷用于制冰、建滑冰场，浅冷用于冷 冻库建设。日本还将冷能用于发电，利用能源创造舒适的环境。 (7)分布式能源系统 采用热电冷三联供，可以提交天然气的利用率达到60-80%。 三、LNG产业资源介绍 n液化天然气（LNG）是目前全球公认的清洁能源，它具有 节能、环保、安全、可靠、经济效益突出等众多优点。 n 国家十五规划政策鼓励液化天然气开发和引进。至2012 年在我国沿海城市建立12个LNG进口接收站，总量3500万 吨，相当于455亿标方天然气，即二条西气东输管道的总 量；内陆已建立20多个天然气及煤层气的液化厂，年液化 总量达500万吨，相当于65亿标方天然气，可供20万多辆 大型汽车使用。 n LNG在低温、低压、液态下储存、运输及应用，其密 度为气态的620倍左右，压缩天然气的三倍，单次加气可 持续行驶500-700公里，能满足城市公交、城际客车、重 型卡车的长途行驶的要求，且环保、安全可靠，因此已逐 渐成为我国汽车新能源市场需求的一个主要能源。 四、LNG相关概念 以LNG为燃料的汽车称为LNG汽车，一般分三种形 式：一种是完全以LNG为燃料的纯LNG汽车，一 种为LNG与柴油混合使用的双燃料LNG汽车，一 种为LNG与汽油替换使用的两用燃料汽车。这几 种LNG汽车的燃气系统基本相同，都是将LNG储 存在车用LNG储罐内，通过汽化装置汽化为 0.5MPa左右的气体供给发动机，其主要构成有 LNG储罐、汽化器、减压调压阀、混合器和控制 系统等，如图1所示。车用LNG储罐一般采用双层 金属真空加多层缠绕绝热技术，国内外都能生产 ，国外技术可保证LNG日蒸发率在2以内(7天之 内不产生蒸发损失)。 n。汽化器一般采用发动机冷却水作热源，由控制系统根据 发动机工况调节其汽化量。减压调压阀和混合器与CNG汽 车基本相同，无技术难点。总体来讲，国外LNG汽车技术 完全成熟，已达到实用技术水平。但是，国外LNG汽车系 统价格十分昂贵，无法在国内推广使用。国内改装的几台 样车均采用与国外类似的工艺，并取得了比较理想的运行 效果，其存在的主要问题是LNG储罐采用的是真空粉末绝 热技术，绝热效果差(日蒸发率达到4)，一些低温阀件， 如电磁阀、截止阀可靠性不高，液位显示装置不过关。但 是，如果通过引进国外成熟的LNG汽车技术和设备，依靠 国内低温行业的技术力量完全能够解决上述问题，使国内 LNG汽车技术达到实用水平。 第二章 经济篇 一、LNG基本换算 n（1）LNG低温气瓶计算: n公式为：(X)L*90%*0.471kg/ m3(液体密度)=(Y)公 斤； n(Y)公斤/0.75Kg /Nm3 (气体密度)=(Z)Nm3气体 n（2）柴气换算比例： n1公斤柴油=0.86L柴油 n1公斤柴油=1.3 Nm3天然气 n1 Nm3天然气=0.95L柴油 n（3）目前使用气瓶的基本规格： n275L、335L、375L、450L n（4）气瓶充装明细表： n275L装气瓶可装116.5725公斤LNG；置换出 155.43 Nm3天然气；相当于147.6585L柴油 n335L装气瓶可装142.0065公斤LNG；置换出 189.342 Nm3天然气；相当于179.8749L柴油 n375L装气瓶可装158.9625公斤LNG；置换出 211.95 Nm3天然气；相当于210.3525L柴油 n450L装气瓶可装190.775公斤LNG；置换出 254.37 Nm3天然气；相当于241.6515L柴油 气瓶 规格 天然气充量 天然气价 格 相当柴油 量 柴油价格 节省额 275L 155.43 Nm3 4.5元/方 147.6585L 7.34元/升 384.4元 355L 189.342Nm34.5元/方 179.8749L 7.34元/升 468.24元 375L 211.95 Nm3 4.5元/方 201.3525 L 7.34元/升 524.15元 450L 254.37 Nm3 4.5元/方 241.6515L 7.34元/升 629.05元 （5 5）价格比对（理论上）价格比对（理论上） 按照1 Nm3天然气=0.95L柴油比例，一辆大型货车按每小时30-40L耗油量 算，每百公里可可节省78.1元-104.1元。 名称 单位热值 天然气（ 标方） LNG(Kg) 柴油 公斤 10996大卡 1.294 0.93-1.02 柴油 升 9181大卡 1.080 0.77-0.85 汽油 公斤 10296大卡 1.211 0.87-0.95 汽油 升 7464大卡 0.878 0.46-0.69 液化石油气 公斤 17000大卡 2.000 1.44-1.57 （6 6）、）、LNGLNG热值对比表热值对比表 注：1L柴油热值为9181大卡，1方天然气热值为8500大卡，1方天然气约等 于0.93L柴油热值。计算：1方天然气等于0.95L柴油 n注：1 m3液化天然气（LNG）可气化600 m3天然气 ；1 m3 LNG 的质量约为 430-470 Kg ；1KgLNG相当于1.27-1.39立方米 天然气，1 m3天然气约为8500大卡。A. 35立方加气站储存多少 LNG立方： n折算成标方：35m30.9600倍= 18900 方 n折算成重量：35m30.47= 16450公斤 nB. 35立方储罐能加375L多少车: n体积计量法：35m30.9600倍/（37590%0.471kg/ 0.75Kg /Nm3）= 89 车 n因为375L有效容积为337L，有效折算约100辆。 二、LNG汽车的优势 n（1）车用LNG安全优势 n天然气汽车主要使用压缩天然气(CNG)，车载天然气以 20MPa的高压存储在高强度储罐中，所存储的压缩天然气 质量只有储罐本身质量的15110，储气率不高而 且会给行车安全带来一定的隐患。液化天然气是一种低温 液态燃料，在大气压下，液化天然气为一162体积缩 小到原来的1625，相当于天然气被60MPa的压力压缩， 从而增大了能量密度，提高了车载燃料系统的供气效率， 所携带的有效燃料将比集束型压缩气罐式天然气加注车的 高出23倍。因为液化天然气不含氧，所以其易燃性低于 柴油。在大气条件下，液化天然气一旦在系统中发生较小 的泄漏，便能很快完全蒸发并吹走正在泄露的低温燃料 。从而杜绝了燃烧及爆炸的可能，保证了乘客及车辆的安 全。避免了以往石油燃料在其运输、存储过程中出现的严 重污染及巨大经济损失，因此发展液化天然气汽车具有极 好的安全效益。 图1 LNG汽车燃料系统示 意图 n（2）车用LNG经济优势 n液化天然气(LNG)相对于电、轻油、重油、人工 煤气等，单位热值所付的购买价是最低的。使用 液化天然气还可以实现天然气储备基础设施的紧 凑化、经济化，并摆脱地质限制，建立大型地面 天然气存储库从而实现液化天然气汽车能够从 两个较远加气站的流动加注车上获取燃料，同时 减小了燃料系统的尺寸及质量，增大了车辆有效 载荷及一次加气后的续驶里程。加气次数的减少 还节省了汽车往返加气站的时间从而降低了汽 车的运营成本，提高了车主的盈利率。 n（3）、LNG汽车与燃油汽车排放环保优势 n根据LNG汽车与燃油汽车相比，CO2（二 氧化碳）下降20%左右，NOX（氮氧化合 物）下降30%左右，CO（一氧化碳）下降 90%左右，HC（碳氢化合物）降低70%左右 ，且LNG汽车尾气不含有铅尘、硫化物以 及苯类等有害物质。另根据国外相关研究 机构的试验 尾气污染物 柴油汽车 天然气汽车 CO2 (g/) 1384 1109 NOX (g/) 40.3 19.9 CO (g/) 11.1 0.30 HC (g/) 2.4 0.50 车辆运行平均时 速 (/h) 15.6 0.50 污染对照表 （4）、LNG汽车的优点 n（1）LNG汽车比LPG、CNG汽车更清洁，尾气污染物含 量更低； n（2）LNG汽车维修费比汽柴油机汽车维修费用少，故障 率低；安全性好。 n（3）LNG是密封绝热气瓶储存，而汽柴油不是绝对密封 储存，发生事故时，LNG不容易发生泄露，安全性比较好 。 n（4）LNG属于低温常压储存，车用低温气瓶内部压力非 常低，气态饱和后气压为0.5-1MPa, 而LPG为0.8-1.8MPa， CNG为20 MPa。 n（5）LNG的燃点比较高，LNG燃点高于650，而LPG为 466，汽油为427，柴油为260。 n（6）LNG气化后，气态天然气的密度比空气较低 ，泄漏后挥发较快，不容积积聚。 n（7）抗爆性好。天然气的辛烷值高达130，可增 大发动机的压缩比，充分发挥其热值，增加动力 性。 n（8）LNG成分稳定，燃气装置容易调试，发动机 性能稳定。 n（9）LNG不含有硫化物、水分等腐蚀性物质，发 动机和装置的寿命较长。 n（10）LNG能流密度较大，续驶里程是CNG汽车 的3.5倍左右。 第三章 技术篇 一、LNG汽车加气站 n LNG汽车加气站有两种形式，一种是专利LNG汽车加 气的单一站，一种是可对LNG汽车，也可对CNG汽车加 气的混合站(L-CNG站)。 LNG汽车加气站的主要设备有LNG专用储罐、LNG 低温泵、LNG计量装置和控制系统，流程类似于普通的加 油站。LNG储罐是一种双层真空绝热容器，国内外均能生 产，而且技术成熟、安全可靠，在加气站中储罐一般在地 下，低温泵在储罐内，用于将罐内LNG向车用储罐输送， 计量装置建在储罐上方的地面，因此整个加气站占地很少 ，数百平方米即可，在目前的加油站增设这套系统十分容 易。 L-CNG汽车加气站是在上述LNG汽车加气站基础上增设 一套汽化系统而成(如图2所示)，主要包括高压低温泵、高 压汽化器、CNG n储气瓶组和CNG售气机。高压低温泵将储罐内的 LNG增压后注入液化器，LNG吸收外界热量而汽 化，汽化后的高压气体存于CNG气瓶组内，通过 售气机对CNG汽车加气。汽化过程由控制系统自 动控制。L-CNG汽车加气站技术在国外尤其是美 国、加拿大、法国等是十分成熟的，其工艺原理 比较简单，所采用的设备中低温储罐、汽化器、 CNG售气机、CNG储气瓶等在国内是定型产品， 技术成熟。高压低温泵和计量装置在国内不太成 熟，可以从国外进口，通过消化吸收也可实现国 产化。 二、LNG加气站工艺流程及主 要设备 n1、工艺流程 nLNG加气站的工艺流程如下： n（1）卸车流程： nLNG槽车卸车增压器（冬季为增压器+泵 联合卸车）LNG储罐。 n将LNG由槽车转移至LNG储罐内主要有3种 方式：卸车增压器卸车、LNG泵卸车、增 压器和泵联合卸车。 n1、卸车增压器卸车：优点是完全采用空气的能量 ，不耗费电能。工艺流程相对简单。 n缺点是卸车速度比较慢，尤其是冬季室外温度较 低时尤为明显。 n2、LNG泵卸车：优点是卸车时间较短，工艺流程 相对简单。缺点是耗费大量的电能，启动前需要 对泵进行预冷，要防止泵产生气蚀。 n3、卸车增压器和泵联合卸车：优点是卸车时间比 单独用卸车增压器卸车时间短，耗费的电能比单 独用泵卸车要少。缺点是工艺流程复杂，要耗费 电能，启动前需要对泵进行预冷，要防止泵产生 气蚀。 n（2）调饱和流程： nLNG储罐LNG泵饱和压力调节器LNG储罐 。 n如车载瓶自带增压器，则不需要经过调饱和流程 。 n由于汽车车载瓶中的LNG必须为饱和液体，如车 载瓶不带增压器则需要在加气前对储罐内的LNG 进行升压、升温使之处于饱和状态。调饱和的方 式有3种：饱和压力调节器调饱和、LNG泵低速循 环调饱和、饱和压力调节器和泵低速循环联合调 饱和。 n第1种方式虽然工艺、设备比较简单，且不耗电能 ，但调饱和的时间较长（按调试经验用200m3/h的 调节器对50m3储罐进行调饱和，当压力达到 0.5MPa，需要时间810小时，依环境温度不同而 异），给汽车加气带来不便。 n第2种方式虽然工艺、设备也比较简单，且调饱和 的时间较短，但要耗费大量的电能。 n第3种方式工艺稍复杂，且消耗部分电能。但调饱 和的时间比第1种短，耗费的电能也比第2种方式 要少。 n（3）加气流程： nLNG储罐LNG泵加气机汽车加气。 n将储罐内LNG由LNG泵抽出，通过LNG加气机向 汽车加气。 n（4）泄压流程（安全放散流程）： n由于系统漏热以及外界带进的热量，致使LNG气 化产生气体，气化气体的产生会使系统压力升高 。当系统压力大于设定值时，系统中的安全阀打 开，释放系统中的气体，降低压力，保证系统安 全。 LNG加注站系统 nLNG加气站是专门对LNG汽车加气的加气站， 主要系统构成： nLNG转运槽车 n卸车增压器、储罐增压器 n用于储存LNG的低温绝热储罐 n使LNG从槽车卸入到贮罐中的接收设备 n从LNG贮罐到加液机的低温潜液泵 n向LNG汽车充液的加注机 n监视、控制LNG加气站设备的操作控制盘 （1）LNG储罐 n储罐是LNG加气站的主要设备，占有较大的造价比例，应 高度重视储罐设计。 na. LNG储罐结构 nLNG储罐按结构形式可分为地下储罐、地上金属储罐和金 属预应力混凝土储罐3类。地上LNG储罐又分为金属子 母储罐和金属单罐2种。金属子母储罐是由3只以上子罐并 列组装在一个大型母罐(即外罐)之中，子罐通常为立式圆 筒形，母罐为立式平底拱盖圆筒形。子母罐多用于天然气 液化工厂。城市LNG加气站的储罐通常采用立式或卧式双 层金属单罐，其内部结构类似于暖瓶，内罐支撑于外罐上 ，内外罐之间是真空粉末绝热层。储罐容积有50 m3、60 m3、100 m3。 nb. LNG储罐绝热层 nLNG储罐的绝热层有以下3种形式： n真空粉末隔热 n隔热方式为夹层抽真空，填充粉末(珠光砂)，常见于小型 LNG储罐。真空粉末绝热储罐由于其生产技术与液氧、液 氮等储罐基本一样，因而目前国内生产厂家的制造技术也 很成熟，由于其运行维护相对方便、灵活，目前气化站使 用较多。 n正压堆积隔热 n采用绝热材料，夹层通氮气，绝热层通常较厚，广泛应用 于大中型 LNG储罐和储槽。通常为立式 LNG子母式储罐 。 n高真空多层隔热 n采用高真空多层缠绕绝热，多用于槽车储罐和LNG加气站 储罐。应用高真空多层绝热技术的关键在于绝热材料的选 取与封装以及夹层高真空的获得和保持。LNG储罐的绝热 材料一般有20层到 50层不等，多层材料在内容器外面的包 装方式目前国际上有两种:以美国为代表的机器多层缠绕和 以俄罗斯为代表的多层绝热被。多层缠绕是利用专门的机 器对内容器进行旋转,其缺点是不同类型的容器需要不同的 缠绕设备,尤其是大型容器旋转缠绕费时费力。多层绝热被 是将反射材料和隔热材料先加工成一定尺寸和层数(一般为 10的倍数) 的棉被状半成品,然后根据内容器的需要裁减成 合适的尺寸固定包扎在容器外。 n高真空多层绝热同真空粉末绝热比较，具有以下特 点： n1）绝热真空夹层的厚度比真空粉末绝热小得多,在 外形尺寸相同的情况下,可以有更大的装载容积。 n2）高真空多层绝热方式的采用使得输运容器的空 载质量大大减轻,运输效率提高,贮能密度增大。 n3）采用高真空多层绝热,可以避免因容器运输过程 中振动引起隔热材料沉降致使绝热效果下降。采用 真空纤维绝热（超细玻璃棉包扎） 也可以解决这 一问题。 种类类 容量/m3 用途 绝热绝热 形 式 储储罐形状 小型 5-40 民用燃气气 化站，LNG 汽车加注站 等场合 真空粉末绝 热或高真空 多层绝热 球形、圆柱 形 中型 40-100 卫星式液化 装置，工业 燃气气化站 正压堆积绝 热 大型 100-1000 小型LNG生 产装置 圆柱形 特大型 1000-40000 基本负荷型 和调峰型液 化装置 超大型 40000- 200000 LNG接收站 nc. 储罐设计压力与计算压力的确定 n目前绝大部分60 m3 LNG储罐的最高工作压力为0.8 MPa。 按照GB150-1998钢制压力容器的规定，当储罐的最 高工作压力为08 MPa时，可取设计压力为0.84 MPa。储 罐的充装系数为0.95，内罐充装LNG后的液柱净压力为 0.062 MPa内外罐之间绝对压力为5 Pa，则内罐的计算压 力为1.01MPa。 n外罐的主要作用是以吊挂式或支撑式固定内罐与绝热材料 ，同时与内罐形成高真空绝热层。作用在外罐上的荷载主 要为内罐和介质的重力荷载以及绝热层的真空负压。所以 外罐为外压容器，设计压力为-0.1 MPa。 nd. LNG储罐的选材 n正常操作时LNG储罐的工作温度为-162.3，第一 次投用前要用-196的液氮对储罐进行预冷，则 储罐的设计温度为-196。内罐既要承受介质的 工作压力，又要承受LNG的低温，要求内罐材料 必须具有良好的低温综合机械性能，尤其要具有 良好的低温韧性，因此内罐材料采用0Crl 8Ni9， 相当于ASME(美国机械工程师协会)标准的304。作 为常温外压容器，外罐材料选用低合金容器钢 16MnR。 ne. 储罐工艺设计 n开设在储罐内罐上的接管口有：上进液口、下进液口、出 液口、气相口、测满口、上液位计口、下液位计口、工艺 入孔8个接管口。内罐上的接管材质都为0Crl8Ni9。 n为便于定期测量真空度和抽真空，在外罐下封头上开设有 抽真空口(抽完真空后该管口被封闭)。为防止真空失效和 内罐介质漏入外罐，在外罐上封头设有防爆装置。 n为防止储罐内LNG充装过量或运行中罐内 LNG太少危及 储罐和工艺系统安全，在储罐上分别设置测满口与差压式 液位计两套独立液位测量装置，其灵敏度与可靠性对LNG 储罐的安全至关重要。在向储罐充装LNG时，通过差压式 液位计所显示的静压力读数，可从静压力与充装质量对照 表上直观方便地读出罐内LNG的液面高度、体积和质量。 当达到充装上限时，LNG液体会从测满口溢出，提醒操作 人员手动切断进料。储罐自控系统还设有高限报警(充装 量为罐容的85)、紧急切断(充装量为罐容的95)、低限 报警(剩余LNG量为罐容的10)。 （2）LNG泵 nLNG泵是站内输送LNG的关键设备，由于LNG温 度低，易汽化，易燃易爆，因此LNG泵对选型要 求较高。 n目前，LNG行业使用的泵主要有两种类型：活塞 泵和离心泵。活塞泵的流量较小，扬程可以达到 很高，如L-CNG站中广泛使用的LNG柱塞泵，出 口压力可达25MPa以上。离心泵的流量很大，扬 程一般不高，如果要达到较高的扬程，需采用多 级低温离心泵。离心泵又分为全浸润型和非全浸 润型。全浸润型泵相当于潜液泵，泵运行时，泵 体和电机完全浸没于LNG中。 n泵的选型分析： n从性能上看，全浸润型的泵优于一般的立式泵，这种泵的电机也是浸 没于LNG中，运行可靠，起动迅速，要求的气蚀余量很低，但价格比 较贵。另外，全浸润型的泵没有传动轴的密封问题，不会有LNG因密 封不严而泄漏的问题。而一般的立式泵要采用惰性气体密封，在惰性 气体压力不足时，会造成传动轴处LNG泄漏，影响运行及站区安全。 n从安装上看，全浸润型的泵外壳采用真空夹套保冷，在工程现场泵不 再进行保冷，安装方便，保冷质量好；而普通立式泵，必须在泵体外 部设置冷箱，安装复杂，保冷质量较真空夹套效果差。 n从流量控制上看，可变频调速的泵能够在不同流量工况下运行，特别 适用于流量变化较大的LNG调峰流程。 n从维护方面看，进口低温泵产品如果国内代理商有维护维修能力，则 维护维修费用将较低，维修时间也较短。 （3）LNG加液机 n根据车载储罐结构的不同，LNG加注可分为单枪加液和双 枪加液方式。 n采用单枪接口加液的车载储气瓶内部设有10%的冗余空间 ，与之配套的加液机只有加液枪。加液时，经潜液泵加压 的过冷LNG液体以较高压力进入车载储气瓶，在喷淋作用 下，大量过冷的LNG液滴增加了与气相的接触面积，使气 瓶内气相空间的蒸汽冷凝成液体，气瓶内压力迅速下降， 保证加液正常进行，当气瓶接近加满时，液体流向冗余空 间区内，流量突然减小，压力迅速增大，加液机检测到流 量和压力信号后发出停机指令，加液结束。采用单枪加液 时，加液机只需配置一套质量流量计，不需要回气枪头和 接口，站内设备投资少，计量精度也较高。 n有的车载燃料储气瓶内部不能实现加压再冷凝液 化过程，在加液时需使用回气枪头将储气瓶内的 BOG与站内储罐连通，将气瓶内压力降低，保持 气相压力平衡后才能保证加液过程的顺利进行， 否则就要打开储气瓶的排空阀放空。采用这种方 式时，加液机必须配备有液相和气相的质量流量 计，控制系统要把返回的气量从加液量中扣减。 站内设备投资较大，精度也很难控制。 n目前采用的单枪加液机选用进口美国艾默生质量 流量计，单机实现加注计量和回气计量功能，实 现精确计量的目的。加气枪选用优质产品，选用 进口加气枪头，主要技术参数见下表。 适用介质 液化天然气（LNG） 流量范围 6200L/min 计量准确度 1.0% 额定工作压力 1.6Mpa 环境温度 -3055 管路温度 -19655 计量单位 Kg、L、Nm3 读数最小分度值 0.01 Kg、（L、Nm3） 单次计量范围 09999.99 Kg（L、 Nm3） 累计计量范围 99999999.99 Kg（L Nm3） 加气软管 1英寸不锈钢真空软管 4m 气相回收软管 1/2英寸不锈钢软 管 4 m 加气枪头 进口1英寸LNG专用加气枪 气相管接头 1/2英寸快速接头 工作电源 220V AC 5A 外形尺寸 重量 防爆等级 整机防爆 Exdibem AT4 （4）饱和压力调节器 nLNG车辆，燃料供给系统中没有象传统汽油机或 柴油机系统那样的供油泵，也没有CNG气瓶的高 压，LNG通过车载汽化器进入发动机依赖于储气 瓶中LNG液体的饱和压力。因此卸完车后需要对 LNG进行状态调整，将LNG的饱和点前移，使其 达到较高的饱和压力。LNG在较高的饱和压力下 通过车载汽化器进入发动机，随着液体不断减少 ，车载储气瓶中气相区呈压力下降趋势，但因是 饱和液体，在对应的饱和温度下，液体表面会不 断有蒸发气产生，自动维持气液相的平衡状态， 保证LNG能通过汽化器源源不断地输入到发动机 n为了保证加气车气瓶内有稳定的压力，充入气瓶的液体必 须为饱和液体，所以需要用饱和压力调节器（即增压器） 对储罐调饱和。 nLNG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一定压 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200Nm3/h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 810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。故储罐调压常通过储罐压力调节器与泵低 速循环联合使用进行调压。 （5）EAG加热器 n液化天然气气化后的温度低于-107时，气体的密度比空气的密度大 ，不易放空。EAG加热器是对超压放散的低温气体进行加热，并考虑 对后面管材的影响，使其出加热器气体温度大于-20。 nEAG加热器是完成放散系统升温的设备之一，选用环境式换热器。加 热器选用空温式加热器，升温借助于换热器管外的空气给热，使管内 LNG 升高温度来实现，空温式换热器使用空气作为热源，节约能源 ，运行费用低。EAG加热器选择下列空温式换热器： n处理量：300Nm3/h n工作介质：LNG 气化能力：300 Nm3 /h n工作压力：0.8/25 MPa 设计压力 1.6/27.5MPa n进口温度：162 出口温度环境温度10 n设计温度：196 型式：立式 （6）阀门 n阀门是实现系统开闭、系统自动化控制和系统安全运行的 关键设备。这些阀门应具备耐低温性能，储罐根部阀及气 动阀应选用进口产品，其余阀门选用中外合资的高品质产 品。站内工艺系统设有手动截止阀、球阀、调节阀、气动 切断阀、安全放散阀、止回阀等。LNG储罐的进、出液管 道上设有气动紧急切断阀；为了实现自动化控制，LNG低 温泵的进出口均设有气动阀和调节阀；增压器的出口设有 气动调节阀；液相管道上两个截止阀之间设置安全阀。自 动控制的阀门采用不锈钢防爆型低温气动阀。LNG储罐上 的阀门需要现场安装阀门，都为低温进口阀。站内安全放 散阀选用全启式和微启式安全阀。 （7）仪表空气系统 n仪表空气系统提供干燥、无油的压力空气 供站场内的气动仪表、阀门等使用，为站 场的自动化提供部分动力源。 （8）PLC控制系统 nLNG加气站自动控制系统主要承担的任务 是对储罐、低温潜液泵、站内工艺阀门以 及加气机的监控和管理，完成卸车、储存 、调压、加气等各种工艺过程的数据采集 、控制、显示、报警等监控功能，又具有 参数查询、历史记录查询及报表打印等管 理功能，同时要完成对加气站的安全状态 进行监测，通过泄漏报警仪等监测设备及 时发现泄漏等隐患，报警并关闭紧急切断 阀。 n站控系统由传感器、变送器、电磁阀、控制板、 工控机等设备组成。主要功能如下： n控制功能： na. 系统状态模式控制 n控制系统针对加液、加气模式下的卸车、调压、 加气和待机等运行模式分别自动进行切换和控制 。 nb. 泵的运行控制 n针对不同的工艺运行模式，对低温泵进行启停和 调速控制。 nc. 流程阀门的自动控制 n针对不同的工艺模式进行各工艺阀门的自动开闭 。 n数据采集、显示功能： n采集、显示的参数有： n储罐压力 n储罐出口液体温度 n储罐液位 n泵池溢流口温度 n泵的进口压力 n泵的出口压力 n泵的转速 n泵的累计运行时间 n泵的单次运行时间 n售气机温度 n卸车流量 n售气流量累积 n报警和故障诊断功能 n可燃气体超限报警 n储罐液位超限报警、超高 限报警停机 n储罐液位压力报警 n系统安保提示报警 nLNG泵抽空报警 nLNG泵超压报警 n停电报警 n控制柜超温报警 n控制阀故障报警 n数据查询和报表打印功能： n控制系统储存有单车加气的历史记录，包 括车号、加气时间、加气量、加气司机姓 名等，可根据以上数据生成日报表、周报 表和月报表并通过配套的打印机打印报表 。 n通讯功能： n对加气机的管理和加气数量的采集，同时 根据加气机的命令完成对低温泵在不同模 式下的控制。 三、LCNG加气站工艺流程及 主要设备 n1、LCNG加气站工艺流程 nLNG储罐内的液化天然气通过管道进入L-CNG柱 塞泵，L-CNG柱塞泵将LNG加压至2025MPa，高 压状态的液化天然气进入高压汽化器汽化，将液 化天然气由液态转变为气态，温度复热到常温（ 比环境温度低510）后进入CNG储存系统（储 气瓶组），最后通过CNG加气机给出租车或公交 车进行加气。LNG加气工艺与LNG加气站相同。 nLCNG加气站的工艺流程与LNG加气站的不 同就在于增加了LNG转化成CNG的气化装 置以及CNG的储存装置，LNG 的液体储存 、LNG 卸车等的工艺流程与 LNG 的工艺 流程相同，LNG、L-CNG 合建站就是利用 了这个工艺流程的通用性而合建的，这样 即节约设备投资，又便于管理。 2、LCNG加气站主要设备 n（1）LNG气化器 按结构或热源不同，气化器可分为板翅式、管 壳式、中流式、开架式、浸没燃烧式及中间媒体 式等多种。LNG接收站多采用开架式水淋气化器 和浸没燃烧气化器。前者以海水为加热介质，体 积庞大，且需配置海水系统，故投资较高，占地 面积较大，但运行成本低，且安全可靠。对于基 本负荷型供气要求，可采用多台并联运行。后者 以终端蒸发气为燃料，采用燃烧加热。其优点是 投资低，启动快。能迅速调节LNG蒸发量，但运 行成本高，通常只用于调峰 n开架式气化器是应用最广泛的基本负荷型 LNG气 化器，它以水为热源，通常是海水或电厂的直捧 海水，运行成本低廉，但于由提供热源的海水进 口温差较小，以致开架式气化器设备比较大，投 资较高。在开架式气化器中，LNG从下部总管进 入，然后沿着成幕状结构的LNG换热管上升，与 海水换热气化后成常温气体送出，每幕一般由70 根-100根管组成，海水从上部进入，经分布器分配 后成薄膜状均匀沿幕状LNG管下降，使管内 LNG 受热气化。 n 为避免影响周围海区生态平衡，海水进、出口温 差不得超过7，实际常控制在不超过45。 管束板一般采用在低温下有良好机械性能、焊接 性能、传热性能好且对海水有优良耐腐蚀性的铝 合金材料。并在外层涂锌处理。 浸没燃烧式蒸发器包括换热管、水浴、浸没式 燃烧器、燃烧室和鼓风机等。燃烧器在水浴水面 上燃烧，热烟气通过下捧气管由喷雾器捧入水浴 的水中，使水产生高度湍动。换热管内的LNG与 管外高度湍动的水充分换热，从而使LNG加热、 蒸发。这种蒸发器的热效率可达95以上，且安 全可靠。 n此种气化器体积小，与开架式气化器相比省掉 了大型取水和捧水设备，热效率高，开停车迅 速方便；但因消耗天然气而使运行成本较高， 一般不作为基本负荷型气化器，主要用于调峰 和备用。它的关键部分是燃烧器和传热管束， 首先必须保证天然气在狭小的燃烧。图3浸没 燃烧式气化器结构示意圈室内和因水面波动不 断变化的背压下均匀稳定燃烧；其次内装LNG 的传热管束由于不断受到高温燃烧气体的冲击 和自身的振动，要采用SUS304L或SUS316等低 碳不锈钢，且消除应力。 开架式气化器结构示意图 浸没燃烧式气化器结构示意图 n（2）低温高压柱塞泵 nLNG高压泵的主要作用是将LNG储罐内的 LNG输送至高压气化器进行气化。它可以 保征足够的压力而不再用压缩机进行压缩 。 名称 技术术指标标 输送介质 LNG 型式 卧式、双缸、活塞泵 流量 1500 L/h 最大出口压力 25.0 MPa 设计温度 -162 进口压力 0.020.8 Mpa 输入电源 380 V、3相、50Hz 功率 22w n（3）顺序控制盘 n顺序控制盘的主要作用是对经过高压气化器气化 后流入储气瓶组和加气时由储气瓶组流人加气机 的气体进行分配，以使其效率达到最高。根据经 验。可以对加气站的高压储气装置采用编组的方 法以提高加气效率。具体方法是：将储气瓶按l： 2：3的容积比例分为高、中、低压3组，当高压气 化器向储气瓶组充气时，应按高、中、低压的顺 序进行；当储气瓶组向汽车加气时，则相反，应 按低、中、高压的顺序进行。这些工作都是通过 顺序控制盘来完成的。 n（4）高压储气瓶组 n目前国内新建CNG加气站主要是采用大容积储气瓶和储气 井两种方式。但储气井施工难度大，对地质情况要求较高 ，施工周期长，而储气瓶组施工简单，工厂制作、现场安 装，对地质要求相对宽松，故多选用储气瓶组储气方案。 n储气瓶组设计参数如下： n公称容积：3.68m3； n设计压力：27.5MPa； n工作压力：25MPa。 n带进出口截断阀、安全阀，其中进出口截断阀为高压球阀 。 n（5）双枪加气机 nCNG加气机主要配置要求：配置限压阀、 挠性支架、安全拉断阀、自密封阀、入口 球阀、超压保护装置，加气小票打印机、 IC卡读卡部件、压力自动切换装置等，具 有定量加气和非定量加气、自动累计并保 存加气量、加气金额、数据掉电保护与延 长显示等功能。 适用介质 CNG 流量范围 230Nm3/min/枪 设计 精度 0.5% 最大工作压力 25.0 MPa 运行压力 20.0 MPa（可调整） 耐压强度 37.5 MPa 环境温度 -40+50 防爆等级 ExdemibAT4 型式 双枪三线 技术参数 工作电源 220V15% 50Hz1HZ 读数最小分度值 0.01Nm3、0.01元 单次计量范围 0-9999.99Nm3 元 kg 累计计 数范围 0-999999.99Nm3 元 kg 单价预置范围 0.01-99.99元/m3 密度预置范围 0.0001-0.9999 预置定量范围 1-9999.99Nm3元 kg 拉断阀拉断力 400N（20Mpa时） 额定功率 200 W 质量流量计 采用进口质量流量计并带有 温度传感器进行补偿 LCNG汽车加气站流程图 第四篇 安全篇 LNG安全总则 n