LNG主要技术特点及今后发展方向.ppt

,LNG主要技术特点及今后发展方向,目录,Contents,一、什么是LNG,二、发展方向,四、公司产品介绍,三、油气对比介绍,一、什么是LNG,天然气介绍天然气是指埋藏在地下的可燃气体，主要成分为甲烷(CH4)。天然气形式主要有四种：1、气田气由气井采出的可燃气体称为纯天然气或气田气。它的主要成分是：甲烷（CH4），约占90%以上，此外还含有少量的乙烷（C2H6），丙烷（C3H8），硫化氢（H2S）,一氧化碳（CO），二氧化碳（CO2）等，热值约为38MJ/Nm。2、凝析气田气凝析气田气是指在开采过程中有较多C5及C5以上的石油轻烃馏分可凝析出来，但是没有较重的原油同时采出的天然气。其主要成分除含有大量的甲烷（CH4）外，还含有2%-5%的C5及C5以上碳氢化合物，热值约46MJ/Nm。3、石油伴生气石油伴生气是指在开采过程中与液体石油一起开采出来的天然气，是采油时的副产品。它的主要成分也是甲烷，约占70%-80%左右，还含有一些其它烷烃类，以及CO2，H2，N2等。热值约为42MJ/Nm。,4、煤矿矿井气煤矿矿井气是指从井下煤层中抽出的煤矿矿井气，是采煤的副产品。实际上它是煤层气与空气的混合气。其主要成分是甲烷（CH4）和氮气（N2），此外还含有O2和CO等。值得注意的是，矿井气只有当CH4含量在40%以上才能作为燃气供应，CH4体积组分在40%50%时，矿井气热值约为17MJ/Nm。,a、LNG基本参数1）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等其他成份组成。2）临界温度为-82.3。3）沸点为-161.25，着火点为650。4）液态密度为0.4200.46T/m3，气态密度为0.68-0.75kg/m3。5）气态热值38MJ/m3，液态热值50MJ/kg。6）爆炸范围：上限为15%，下限为5%。7）辛烷值ASTM：130。8）无色、无味、无毒且无腐蚀性。9）体积约为同量气态天然气体积的1/625。,b、LNG的六大优点1）LNG体积比同质量的天然气小625倍，所以可用汽车轮船很方便地将LNG运到没有天然气的地方使用。2）LNG储存效率高，占地少。投资省，10m3LNG储存量就可供1万户居民1天的生活用气。3）LNG作为优质的车用燃料，与汽油相比，它具有辛烷值高、抗爆性能好、发动机寿命长。燃料费用低。环保性能好等优点。它可将汽油汽车尾气中HC减少72%，NOx减少39%，CO减少90%，SOx、Pb降为零。4）LNG汽化潜热高，液化过程中的冷量可回收利用。5）由于LNG汽化后密度很低，只有空气的一半左右，稍有泄漏立即飞散开来，不致引起爆炸。6）由于LNG组分较纯，燃烧完全，燃烧后生成二氧化碳和水，所以它是很好的清洁燃料，有利于保护环境，减少城市污染。,c、LNG的主要用途1）作为清洁燃料汽化后供城市居民使用，具有安全、方便、快捷、污染小的特点。2）作代用汽车燃料使用。采用LNG作为汽车发动机燃料，发动机仅需作适当变动，运行不仅安全可靠，而且噪声低污染小，特别是在排放法规日益严格的今天，以LNG作为燃料的汽车，排气明显改善。据资料报道：与压缩天然气（CNG）比较，在相同的行程和运行时间条件下，对于中型和中重型车辆而言，LNG汽车燃料成本要低20%，重量要轻2/3，同时，供燃系统装置的成本也至少低2/3。可以证明，将天然气液化并以液态储运是促使它在运输燃料中应用的最经济有效的方法。3）作为冷源用于生产速冷食品，以及塑料，橡胶的低温粉碎等，也可用于海水淡化和电缆冷却等。4）作为工业气体燃料，用于玻壳厂、工艺玻璃厂等行业。,二、发展方向,LNG是清洁能源，符合国际和我国节能环保、低碳经济的发展方向，未来其使用量将不断加大，2015年我国LNG行业发展前景看好。随着时代的发展，能源问题在国际地缘政治中的地位变得越来越微妙，曾经因为能源问题，中东战火不断，几次石油战争打得如火如荼。近年来的局部战争，背后也都隐约的可以看到能源的影子。随着页岩气革命的开展、与环境问题的逐渐加剧，能源结构逐渐出现了变化，页岩气、天然气等能源逐步在能源行业中占据了一席之地。随着中国能源结构的调整，一大批燃气轮机悄然代替了燃煤机组。以北京为例，四大热电中心将曾经的燃煤机组部分关停、部分改造为燃气机组，用以保障北京环境不再继续恶化。除了中国，越来越多的国家也在重视天然气的发展，根据IEA2012報告：美国将于2015年超越俄国成天然气出口大国，全球天然气贸易市场结构翻转，亚洲成为买方市场。上海交通大学国际与公共事务学院助理教授尤怡文在由AceEvents主办的“亚太天然气&液化天然气峰会2015”会上表示，天然气的战国时代已经来临，而亚洲正,主战场。大国间的关系是瞬息万变的，没有永恒的敌人只有永恒的利益。更多最新LNG行业发展前景分析信息请查阅中国报告大厅发布的2015-2020年中国LNG行业发展前景预测报告。去年3月，俄罗斯出兵乌克兰，克里米亚地区独立、马航客机被击落。进而欧美等国开始对俄罗斯进行经济制裁，这促使俄罗斯进一步开放鼓励俄罗斯国内天然气企业出口LNG。也间接地促成了中俄天然气管线十年博弈的终结。我们可以发现，经济制裁以来，普京开始向亚洲兜售天然气，对中俄管线、日俄管线、以及与印度、韩国等亚洲国家进行了积极的谈话。目前天然气战国处于中国、新加坡、日本三国鼎立阶段。每个国家都有各自的信息交换，市场连接区域管网。中国主要联络的是俄罗斯与中亚各国的气源。新加坡则是与东南亚，中东的气源走得较近。而日本的主要起源自然是美国的页岩气。在天然气的运输问题上，虽然现在一提到天然气、页岩气这些气类能源人们想到的往往是管道，但事实上除了管道大型运输车量也是运输能源的重要组成部分。,现在国内承载运输的包括海运、铁路、航空和陆运，这四大类中公路运输的份额占到79%左右。在行业内也有分析，在2017-2020年，公路运输的份额会减少，降低到78%或77%。LNG续航里程强于CNG，而且国内LNG加气站网络也在逐步覆盖。以联合卡车为例，两个500升的气罐可以达到800公里，除了个别情况，运距问题一般都能满足用户需求。在LNG用户中，目前整个行业内个人散户不到30%，70%多的是集团客户。而联合卡车90%的都是集团大客户。由此可见在天然气行业中，LNG公路运输仍然是一片广阔市场前景。,三、油气对比介绍,一、LNG汽车“油改气”项目背景和意义,二、LNG汽车与其它燃料汽车的对比分析,一、LNG汽车“油改气”项目背景和意义,众所周知：当前中国有两大矛盾制约着中国社会经济的发展,目前，我国城市的汽车尾气排放是城市大气污染的主要源头，同时，油价的上涨，使得为汽车寻找一种新的清洁能源迫在眉睫。天然气以其价格低，污染小而受到青睐，是国际公认的最理想的车用替代清洁能源之一，发展天然气汽车对于解决环境问题和能源问题具有重要意义。,世界石油储采比为46年，而中国石油的储采比仅为19年，全球都面临原油枯竭的现状。,美国能源部下属的能源信息署(EIA)，在一份最新报告中称，9月份美国日均石油消费与国内产量差额为624万桶/天，同期中国的差额为630万桶/天。,中国每年通过中东霍尔木兹海峡运往中国的石油占进口量的40%，一旦发生战争，霍尔木兹海峡被封锁将严重威胁中国石油安全。,中国石油进口主要来自中东、非洲和中亚，其中中东最大。,从90年代到06年，美国石油缺口一直扩大，06年后随着页岩气技术的发展使得美国的原油产量大幅增加，石油缺口开始下降。,中国粗放型的发展导致能源利用效率低，原有消耗从1990年代超过产量后一直依赖于进口。,清洁的水可以买到，卫生安全的食品可以买到，但是，没有污染的空气不能买到！,大气污染防治行动计划为大气污染治理吹响了决战的冲锋号：大气环境保护事关人民群众根本利益，事关经济持续健康发展，事关全面建成小康社会，事关实现中华民族伟大复兴中国梦。,二、LNG汽车与其它燃料汽车的对比分析,常用燃料物性参数与甲烷（天然气）的比较：,天然气车与柴油车的对比分析：1、能源结构调整与节能减排国内外大量应用的实践证明，发展燃气汽车，特别是LNG汽车，是调整单一的石油能源结构的重要途径之一。随着环境保护的日益受到重视，社会对汽车的节能减排提出了更高的要求。,我国现有城市的污染主要在于车辆尾气，若汽车烧LNG，有害物排放将大大减少。LNG由于脱除了硫和水分，其组成比CNG更纯净，因而LNG汽车的排放性能要优于CNG汽车。LNG汽车与燃油汽车相比较，汽车尾气中一氧化碳减少97%，碳氢化合物减少72%，二氧化碳减少90%，噪音减少40%，苯、铅粉尘等减少100%。因其显著的环保优势，LNG汽车又被称为“绿色汽车”。注：据国家环保中心测算，2010年汽车尾气排放量将占空气污染的64%。2、安全性对比天然气的燃点为650，比汽柴油的燃点高，点火能也高于汽柴油，所以比汽柴油更难点燃。天然气的爆炸极限为515%，且密度低于空气，因而稍有泄漏即挥发扩散；而汽油燃点为427，爆炸极限为1.0%7.6%；柴油燃点为260，爆炸极限为0.5%4.1%。由此可见，天然气汽车比汽油、柴油汽车更安全。同时，天然气辛烷值高达130，具有汽柴油无法相比的抗暴性能。,3、LNG汽车排放环保优势LNG汽车尾气不含有铅尘、硫化物以及苯类等有害物质。,4、LNG燃料经济性方面，以柴油和LNG作对比0柴油：42.6MJ/kg，密度为0.828kg/dm3，相当于每升柴油的热值为35.27MJ/L。LNG（液化天然气）：40MJ/m3目前柴油的价格约为5.60元L，LNG价格在登封约为4.30元Kg。就以目前柴油的价格和目前气体价格相比，行驶同样里程，LNG气体价格相对于柴油每下降3元左右，效益提升明显，在登封地区推广前景广阔。,LNG公交车与同吨级柴油公交车燃料消耗对比表（此表数据是2008年油气对比数据）,LNG公交车与同吨级柴油公交车燃料消耗对比表（此表数据是2008年油气对比数据）,注：1、两种公交车均需全程开启28000大卡空调。2、柴油单价为试验期内价格变动的加权平均价。,LNG公交车与同吨级柴油公交车机油消耗对比表,LNG与CNG比较优势1、LNG汽车续驶里程长，同样容积的LNG车用瓶装载的天然气是CNG储气瓶的3倍。同样续驶里程，LNG储存容器的重量是CNG储存容器重量的1/3。2、运输方便，LNG便于经济可靠地远距离运输，建设LNG汽车加气站不受天然气管网的制约。在陆上，一辆52立方（相当于35000Nm3天然气）的LNG运输半挂车可以象运输汽油、柴油那样将LNG远送到LNG汽车加气站，使LNG建站和LNG汽车可在全国各大城市推广。3、LNG的组成比CNG更纯净，不含水分，因而LNG汽车的排放性能要优于CNG汽车。由管道天然气压缩而来的CNG除含杂质多外，还含有微量水分，在冬季环境温度低于0时常会造成发动机进气活门结霜而无法启动。4、由于LNG储存压力只有1.59Mpa,相比于CNG的20Mpa储存压力其安全性好的多，使用管理费用低；且LNG储存容器内外胆均由优质不锈钢制造，不存在被腐蚀现象。,LNG安全可靠性介绍1、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。LNG的爆炸极限是4.7%-15%，比汽油高3-4.7倍，更不容易爆炸。2、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。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（车用瓶型式试验照片）。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0.51MPa,而LPG为0.81.8MPa，CNG为20MPa。5、LNG汽车设有泄露检测、冷量检测、气体检测及火焰检测等安全检测系统，燃料系统管线的各独立段都装有紧急切断阀，LNG一旦泄露，系统会采取自动保护措施。储罐设有防过量注入系统和防超压（超高和超低）系统。通过以上设计，确保了车用系统本身的安全性。由于上述特性，LNG使用安全性比燃油安全得多，经历了30年几乎无事故的发展。,一、车用新型LNG气瓶支架轻量化优化简介,二、“新材料、新技术、新工艺”应用介绍,四、新规格产品介绍,三、气瓶规格及性能测试,五、气瓶事业部技术发展路线,四、LNG新产品介绍,一、车用新型LNG气瓶支架轻量化优化简介,第一部分概述第二部分结构对比第三部分轻量化成果第四部分总结,目录,第一部分概述,LNG重卡从09年批量投放市场以来，一直备受市场青睐，随着市场白热化竞争，作为整车配套厂家，我司一直致力于产品的优化提升和创新研发工作，现我司在常规框架轻量化的基础上，再一次进行了优化，从原先轻量化总成降重约120Kg的情况下又提升了一倍，现在可达到降重约250-300Kg。遵循了从客户的实际角度出发增加客户收益的原则，真正实现了“多快好省”。为增加市场竞争力、产品新颖性，故我们建议可采用全新结构来进行整车轻量化匹配、设计。,1、行业现状,第一代,第二代,第三代,图为后置式LNG双瓶组供气系统,2、LNG供气系统轻量化优化的设计原则,客户至上,从客户角度出发增加客户收益的原则,创新研发,大胆研发全新结构走技术创新的原则,持续优化,持续对供气系统进行不断优化的原则,a降低框架自重，提升LNG车用气瓶竞争优势,b降低供气系统整体重量从而降低整车重量,C通过降低供气系统自重，提高整车可载货量，增加终端客户收益,3、LNG供气系统轻量化优化的设计目的,第二部分结构对比,第三部分轻量化成果,减重300Kg,实物照片,框架,总成,第四部分总结,二、“新材料、新技术、新工艺”应用介绍,1、加液、回气管路由金属软管改为硬管连接,优化,（双框架老结构金属软管）,市场上金属软管缺点汇总：1、焊缝开裂。金属软管中的柔性波纹管段，大多采用纵缝焊管，客户操作不当时，容易开裂；2、疲劳破坏。在动态工作状态下，金属软管长期处于循环载荷下,容易产生疲劳裂纹破坏；3、金属软管钢丝网套拉脱；4、金属软管接头(内连接部分）焊接质量缺陷，造成软管泄漏失效。,采用硬管连接的优点：1、无缝硬管采用直接成形工艺，性能稳定可靠，不存在因加工缺陷而导致的泄漏问题；2、承压能力高，根据不同规格的管路承压能力比原先高4-8倍；3、抗震性能强，不存在磨损等问题；4、降低日常维护和维修成本；,回气硬管连接,加液硬管连接,（新结构）,左侧置气瓶加液面板集成结构优化介绍,老状态,新状态,优化说明：加液、回气金属软管更改为硬管连接，可有效降低产品故障率，减少售后服务成本，2014年软管故障率达3.1421%，损失费用共计84，358万元。,2、管路焊接采用卡套连接,管卡式连接,焊接式连接,优化,管路采用德国技术管卡式连接的优点：1、由于卡套管接头不用焊接，从而减少了管道杂质对系统性能的影响。同时降低阀门故障率；2、结构简单、密封性能可靠、使用方便、制造精良、外形轻巧美观。3、不用生料带、不用焊接、节省材料、反复装拆性能好。4、拆装方便，便于维修。,经我司对市场调研和研究分析，现结构存有以下问题：1、管路对接焊影响通径，容易导致供压不稳；2、焊接产生的杂质容易影响阀门使用的稳定性，造成阀门失效；3、需要维修时不易对问题件进行拆卸更换，容易出现“小题大做”，耗时耗力。,管路采用卡套连接（对比图）,优化,优化,优化,优化,管路采用卡套连接（对比图）,3、SWEP新型气化器介绍,优化,（供气组件老结构）,（新结构）,SWEP新型气化器优点：1、结构紧凑，运行后重量较常规汽化器轻10KG(较小的运行容量)；2、换热均匀，气化稳定；3、气化反应速度快，气化平稳；4、高的工作温度（-196225）；5、高的工作压力（3MPa）；,性能优势在气化过程中，分配均匀气化稳定,性能优势在气化过程中，反映速度，气化平稳,SWEP新型气化器已通过我司台架测试和路试验证，它的“横空出世”解决了紧凑型方案的布置问题；同时也深受国内外客户的青睐，已获得国外多次小批量订单；同时国内客户也进行了小批量装车试验，目前运行良好。,（国外570L集成式供气系统）,产品介绍：该气瓶是根据国外客户需求而开发设计的，气瓶内胆设计符合ASME规范，外部管路根据客户需求进行设计，气瓶经过一系列试验（跌落试验，火烧试验，振动试验和装车试验）。通过了美国DOT认证测试，得到客户的认可。该气瓶采用供气系统集成形式，结构紧凑，安装简便，深得客户满意认可。,（国外570L集成式供气系统）,结构特点：SWEP新型气化器集成于气瓶总成，安装更为方便，增加了对管路的安全防护，减少安全隐患。,（国内某厂家侧置集成式供气系统）,产品介绍：该气瓶是站在客户角度上考虑设计的一种侧置集成式供气系统，它具有结构紧凑，整体重量轻，性能安全可靠，运输占地小，客户安装便捷，售后拆装维护方便等优点。该产品已在国内某厂家进行小批量装车试验。,4、双框架双加气口改单加气口轻量化优化介绍,双加气口结构：1、加气时加气枪需要分开操作；2、独立进液管，管路较多复杂。,单加气口结构：1、两瓶加液加气枪只需装夹一次，即可同时加液，也可利用截止阀和压差分开加液；2、管路布置整体简洁美观。,优化,三、气瓶规格及性能测试,LNG车载气瓶