LNG汽车、加气站及车辆技术PPT课件.ppt

LNG汽车 加气站及车辆技术 2020 3 22 1 2020 3 22 2 各种清洁能源汽车比较 2020 3 22 3 深圳市大气污染的主要污染物 氮氧化物和颗粒物的主要来源是机动车 2020 3 22 4 近年来大气环境监测结果分析表明机动车排气污染已成为深圳市主要大气污染源 在我市联片建成区 机动车排放的氮氧化物对空气中氮氧化物浓度分担率超过了80 路面机动车冒黑烟的现象严重 由于深圳北部受山脉阻隔 遇到夏秋静风 干热 光照强烈的天气 如不采取切实有效的措施加以控制 很有可能出现 光化学烟雾 污染事件 关于治理我市机动车尾气污染问题的议案办理方案 深圳市政府三届九十七次常务会议审议通过 2020 3 22 5 深圳LNG的来源 立足国内 利用海外由澳大利亚提供液化天然气在深圳大鹏湾秤头角接收站登陆 配套的输气干线全长334公里 经过深圳 东莞 广州 最后到达佛山西气东输 北气南下珠海高栏为广东省第二个LNG接收站 输气管道经珠海 中山 江门 肇庆 这两条LNG干线将在珠三角形成一个O形的环网 同时在深圳 惠州配套天然气发电厂海气登陆 就近供应而中海油在珠海横琴登陆的天然气 服务对象为珠海 中山 明年1月开始供气 2020 3 22 6 将在2006年正式运营的中国首个液化天然气站线项目 广东液化天然气站线项目位于广东省深圳市东面的大鹏村附近 最初供气能力为每年370万吨 2020 3 22 7 社会效益 有利于解决城市交通环境 是国际城市交通发展的 潮流 和 热点 之一符合我国可持续战略的实施改善人们的生活质量 2020 3 22 8 环境效益 LNG和LPG的污染物削减量 2020 3 22 9 经济效益 车辆排放削减的费用效果 车辆的年污染排放因子削减量 单车年成本增加 车辆每增加单位成本所削减的污染物量 选择依据 得到深圳污染控制方案时所能节约的社会成本 2020 3 22 10 公交车排放因子削减费用效果 g RMB 2020 3 22 11 出租车排放因子削减费用效果 g RMB LNG 2020 3 22 12 公共交通工具排放所占比例小 因此重点是推广LNG私家车 总计排放比例 100 2 95 2 7 1 78 2020 3 22 13 企业 加油站 受城市建设用地紧张 开挖铺设天然气管网困难等诸多因素影响 依托天然气管网而建的CNG 压缩天然气 加气站和LNG 液化天然气 加气站建设明显滞后 造成了城市车用天然气供应紧张的矛盾 制约了天然气汽车的快速发展 存在问题 2020 3 22 14 采用撬装式L CNG汽车加气站 使LNG能向CNG便捷转换 实现了不依托天然气管网而建天然气汽车加气站 为既能加CNG 又能加LNG的混合加气站提供了强有力的技术保证 同时为发展CNG提供条件 河南中原绿能高科已研制成功此项技术 使我国成为继美国 法国 加拿大之后世界上第4个掌握应用这项技术的国家 技术研发 2020 3 22 15 2020 3 22 16 4 LNG汽车加气站 4 3 1加气站的主要设备及要求LNG贮罐 2x50m3真空粉末绝热贮槽 日蒸发率 0 2 LNG增压器 空温式汽化增压器 潜液泵 为浸没式两级离心泵 美国ACD公司产品 售气机 LNG质量计量式 精度为1 5 具有温度补偿和气体回收功能 加满 限量自停功能 温度 压力 密度 体积 重量的适时显示 具有限温加液功能 二级控制 第一级是就地手控 第二级是PLC系统通过PLC控制器实现集中监控和管理控制 安全监控 当贮罐压力大于设定值时 安全阀起跳 高 低液位超限及内罐超压泄漏报警系统 甲级资质的设计院规范设计 采用美国A57标准为主要设计依据 撬装站 25M3储罐 其余与固定站设备类同 储罐高压泄放气应连通居民或站内生活 发电用气 2020 3 22 17 4 2加气站工艺流程 卸车流程 LNG贮车 密闭接头 LNG泵 LNG贮罐加液流程 LNG贮罐 LNG泵 加气机 LNG车载气瓶调压流程 LNG贮罐 LNG泵 LNG汽化器 LNG贮罐 气相 泄压流程 LNG贮罐 安全阀 泄压 2020 3 22 18 2020 3 22 19 主要技术指标1 配置 单枪LNG加气机2 工作介质 液化天然气 LNG 3 计量准确度 1 0 4 额定工作压力 1 6Mpa5 流量范围 0 260L min6 环境温度 30 55 7 管路温度 196 55 8 计量单位 Kg L Nm39 读数最小分度值 0 01Kg L Nm3 10 单次计量范围 0 9999 99Kg L Nm3 11 累计计量范围 99999999 99Kg L Nm3 12 显示参数 加气量 单价 金额13 加气枪头 1英寸LNG专用加气枪14 气相管接头 1 2英寸快速接头 2020 3 22 20 美国卡特加气枪 50加仑 2020 3 22 21 美国马克回气枪 10加仑 2020 3 22 22 美国马克回气枪座 10加仑 2020 3 22 23 增压器 2020 3 22 24 2020 3 22 25 2020 3 22 26 2020 3 22 27 2020 3 22 28 4 3 车载LNG储液瓶 4 3 1 供气系统及工作原理 车用LNG气瓶内常规饱和气压 0 4 0 7Mpa 运行时 气瓶的排液阀 限流阀 汽化器 缓冲罐 过滤器 电磁阀 发动机燃气系统 瓶内气液相压力调整 经济阀具 超低温耐久性 气瓶排液出口设限流阀 可防止管路过量外溢 优化设计管路及过滤器 保证终端压力 流量 精确的液位显示系统 精度2 以上 安装位置 车体中部便于维修和加气时的操作 2020 3 22 29 2020 3 22 30 1 LNG气瓶2 第二级安全阀3 主安全阀4 手动放气阀5 节气调节阀6 液体喷淋管7 蒸汽排出管8 止回阀9 限流阀10 液体排出管11 燃料切断阀12 液位信号接口13 液位变送器14 燃料指示表15 汽化器16 放气管接17 燃料加注接口18 燃料气瓶压力表 LNG车用气瓶系统原理图 2020 3 22 31 2020 3 22 32 2020 3 22 33 2020 3 22 34 2020 3 22 35 2020 3 22 36 4 3 安全性能试验 振动试验 6个自由度 3g的加速度 30Hz的振动频率 坠落试验 9 2m高空自由坠落到硬质混凝土地面 火烧试验 外部538 持续20分钟以上不泄气 蒸发率试验 日蒸发率 2 0 液态 符合现行的Q HK718 2006企业规范 2020 3 22 37 4 4 LNG储液瓶规格型号 公交车系列 工作压力1 6MPa 小轿车系列 工作压力1 6MPa 2020 3 22 38 5 1 整车技术 经济要求 排放达标 欧 十月份之后 欧 经济性好 气耗低 每升油节省0 5元以上 优化整车结构 轻量化 前后轴荷合理 发动机扭矩大 功率适中 常用负荷在燃料经济区域运行 噪声小 达到国家标准 优化传动系统 调整后轿变速比 最高车速 70KM h 续驶里程 250KM 气瓶容量 不宜过大 整车性能达到国家现行车辆标准和LNG专业标准 安全性 燃气报警系统 车型 前置机型和后置机型 要优选整车长度 底盘 整车应上国家目录公告 LNG示范公交车的整车设计和技术要求 2020 3 22 39 5 2 车型选择 大型城市主流公交车型为底地板后置式 长11 12M省会城市主流公交车型为后置式 长10 10 5M 长沙前置式车型 选用一汽发动机厂产品 CA6102N2型LNG发动机公交车 车长10 3M 整备质量8 7T 总质量13 5T 长沙后置式车型 选用东风南充发动机厂NQ160N LNG发动机的CKZ6108HNA型公交车 车长10 3m 整备质量8 8T 总质量14T 优质的底盘及相关配套设备 气瓶安装处车体局部结构加强 2020 3 22 40 5 3 LNG公交车发动机电控燃气系统 5 3 1 技术要求 排放 国 08年后国 优化结构 提高充气及燃烧效率 耐磨合金汽门座 配气机构 减小凸轮轴进排气夹角 压缩比 汽油机体 8 8 10 柴油机体 10 5 12 水冷空压机 机油冷却器 增加水泵流量和散热器散热能力 闭环电控喷射型顺序点火箭发动机燃气系统 增加中冷动力 降低燃烧温度 排放 2020 3 22 41 5 3 2 电控技术特点 电控供气系统的ECU 多种传感器 优化最佳空燃比 实现控制燃料 燃烧 稳定的怠速 车速 稀薄燃烧及高质量宽域氧传感器 顺序点火及电控点火提前角 电子节气门提高同步性 切断阀 突降负荷切断燃料供给 催化转换器 金属型 耐高温 背压低 功率下降0 25Mpa 自学习功能选择合理的空燃比 气质感应器 根据燃气的组份优化空燃比 2020 3 22 42 5 3 顺序点火电控供气系统 喷射阀式电控系统 采用由控喷射调节器正压三级减压燃气系统 比例式正压混合器可以根据燃气的组份和热值及地域的气压等进行调整 实现最佳空燃比 电控喷射器型 由分组喷嘴喷射 CNG 或电控膜片减压器 LNG 输出的燃气进入闭环电控的发动机混合器与空气混合进入发动机进气系统 电控燃气量实现最佳空燃比 电控直喷型 多点顺序喷射闭环电控燃气发动机每缸设置一个高质量的喷咀 燃气经喷咀直接喷入气缸 电控气量实现最佳空燃比 混合气燃烧时因受到汽缸内高温高压的影响对喷咀的寿命和喷射质量要求很高 因此价格昂贵 2020 3 22 43 2020 3 22 44 2020 3 22 45 2020 3 22 46 2020 3 22 47 2020 3 22 48 5 3 点火系统 长沙龙骧巴士公司LNG汽车顺序点火系统执行元件作了改进 点火系统 提高点火能量 增加动力 降低LNG耗气量 火花塞 耐高压 高温 820C 电感线圈 电压 38kw 高压线 耐高温 防水透气防闪络 2020 3 22 49 TORCH火花塞5407 改变陶瓷件的参数 增加火花塞耐高温和耐高压 采用特殊的电阻结构 减少电阻值的变化 提高火花塞内部耐腐蚀能力 提高火花塞点火能量 2020 3 22 50 TORCH点火线圈DQG1228 采用先进单缸顺序点火技术 调整点火线圈内部参数 提高线圈的点火能量 满足LNG燃气点火能量需求 采用耐压 耐温更高的进口漆包线和环氧树脂 提高产品的工作可靠性 延长产品的寿命 产品安装简单 可靠 2020 3 22 51 TORCH高压阻尼线ZNR1151C 采用耐高温和耐高压的硅橡胶线体和护套 提高产品整体性能 设计合理的与火花塞连接的护套结构 增加排气孔 保证连接的可靠性 在与火花塞的连接处 采用ICIM技术 减少火花塞的表面闪络 2020 3 22 52 TORCH火花塞 点火线圈 高压线系统匹配优化设计 系统的优化设计 提高点火能量 降低LNG消耗量 系统阻值的匹配设计 减少传递的能量损失 和减少对环境的电磁干扰 产品间的连接 配合合理 可靠 脉宽保证额定转速下的点火功效 2020 3 22 53 2020 3 22 54 HQK61000GL型客车 LNG气瓶舱 2020 3 22 55 一汽D85 11E型底盘 2020 3 22 56 运行情况 1 两辆示范车从2005年2月试运行10个月后投入线路正式运行至今已安全行驶近16万公里 2 310L气瓶一次加气充装后可行驶600Km 今后用240L气瓶 3 市内公交工况百公里耗气量 31m3 同型汽油机车百公里耗油量 31L 4 经济效益见LNG汽车的经济效益估算表 5 4 3 尾气排放1 2004年6月25日通过了国家重型汽车质量检验中心的检测 排放达到国II标准 2 长沙市环保局检测 2005年6月7日和11月30日两次检测达标 LNG汽车不仅尾气排放好 而且稳定持久 2020 3 22 57 2020 3 22 58 5 510 3m后置式公交车的研制 1 车体 10 3m的低地板车体 优化结构车体自重轻 符合 客车结构安全要求 GB13094 1997 2 配二汽EQ6100KRKN型底盘3 东风南充发动机公司NQ160N型LNG发动机4 在车辆行驶各工况下发动机均在大扭矩 低耗气的区域内运转 1200 1800转 分5 配置四川空分集团产品240升LNG车用气瓶供气系统 5 5 1 整体配置 2020 3 22 59 2020 3 22 60 5 5 2 NQ160N发动机研制 1 自然吸气型发动机压缩比 11 5 2 扩大进 排气孔道 提高充气效率 减少排气背压 3 优化燃烧室提高燃烧效率 耐磨合金气门座 4 三级减压调节器 比例式混合器 德尔福单点闭环电控燃料供给系统 今后采用配置喷射阀式的电控系统 5 金属型三元催化器 功率损失小于1 6 整机气耗 215g kw h 7 最高车速 80km h 装5吨沙袋试车 8 适用于长10 10 5M左右 重9吨级的公交车 2020 3 22 61 2020 3 22 62 2020 3 22 63 2020 3 22 64 2020 3 22 65 2020 3 22 66 2020 3 22 67 5 5 3 运行1 50辆LNG公交车通过一年多的运行 证明NQ160N发动机动力性好 一次加气充装后可行驶300KM以上 2 市内公交工况百公里耗气量 32 33M3 同型柴油车