浅谈lng汽车加气站工艺设计与设备配置

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1、浅谈LNG汽车加气站工艺设计与设备配置1、天然气在常压下深冷到-162℃,即成为液化天然气，简称LNG，其体积为标态时的1/625。液化天然气（LNG）是一种清洁、高效的绿色能源，它的推广和应用对改变我国能源结构，降低我国GDP能耗指标提高能源利用率，改变环境污染等具有积极的意义。LNG汽车具有单次加气行驶里程长、清洁、环保等特点，受到越来越广泛的关注。北京、乌鲁木齐、内蒙古、安徽、陕西、长沙、贵阳、海南、杭州等地正在积极推广LNG汽车及加气站。2、技术规范与标准目前，国内尚未发布专门针对LNG汽车加气

2、站的设计、施工和验收规范。当前国内主要采用的规范标准如下：国内标准：《石油天然气工程设计防火规范》GB50183《液化天然气（LNG）生产、储存和装运》GB/T20368；《液化天然气（LNG）汽车加气站技术规范》NB/T1001-2011;《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》SH3501；《建筑物防雷设计规范》GB50057；《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058。国外标准：美国国家防火协会NFPA59A《液化天然气（LNG）生产、储存和装运》（2002年版）；美国国家防火协

3、会NFPA57A《液化天然气（LNG）车辆燃料系统规范》（2002年版）3. LNG汽车加气站主要由LNG槽车、LNG储罐、卸车/调压增压器、LNG低温泵、加气机及LNG车载系统等设备组成。LNG汽车加气站一般分为常规站和橇装站。①常规站：建在固定地点，LNG通过卸气装置，储存在LNG储罐中，采用加气机给汽车加LNG。②橇装站：将加气站相关设备和装置安装在汽车或橇体上，工厂高度集成，便于运输和转移，适用于规模较小的加气站。LNG汽车加气站的设计首先应根据场地实际情况，选择合适的建站方式。4、工艺流程LN

4、G汽车加气站的工艺流程分为卸车流程、调压流程、加气流程及卸压流程4个步骤4.1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，此过程可通过三种方式实现： a.增压器卸车通过增压器将气化后的气态天然气送入LNG槽车，增大槽车的气相压力，将槽车内的LNG压入LNG储罐。此过程给槽车增压，所以卸完车后需要给槽车减压0.2～0.3MPa，需排出大量的气体。b.浸没式低温泵卸车将LNG槽车和LNG储罐的气相空间相连通，通过低温泵将槽车内的LNG卸入LNG储罐。 c.增压器和低温泵联合卸车先将LNG槽

5、车和LNG储罐的气相空间相连通，然后断开，在卸车的过程中通过增压器适当增大槽车的气相压力，用低温泵卸车。第1种卸车方式的优点是节约电能，工艺流程简单；缺点是产生较多的放空气体，卸车时间长。第2种卸车方式的优点是不产生放空气体；缺点是耗能，工艺流程相对复杂。第3种卸车方式与第2种卸车方式相比，卸车时间相差不多，缺点是耗电能，也产生放空气体，流程较复杂。如果选用设备规格为：卸车增压器200m3/h,浸没式泵流量40~200L/min,压力0.2~1.2Mpa。从运行实践看潜液泵卸一台标准集装箱的时间约为1.

6、8小时。而自增压卸车流程则需要约为2.5~3.0小时。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。该方式的优点是简单、不耗能。缺点是卸车时间长，建议在加气站场地许可的情况下，加大卸车增压器。如选用300Nm3/h的卸车增压器，则卸一台标准集装箱的时间约为2.0小时。5、调压流程由于目前汽车上的车载瓶本身不带增压器，因此车载瓶中的液体必须是饱和液体，LNG汽车发动机需要车载气瓶内的饱和液体压力较高，一般为0.52～0.83MPa，而运输和储存时LNG饱和液体的压力越低越好。因此，

7、在为汽车加气之前，需使储罐中的LNG升压以得到一定压力的饱和液体，同时在升压的过程中饱和温度相应升高。为此在给汽车加液之前首先对储罐中的LNG进行调压，使之成为饱和液体方可给汽车加气。调压方式有三种：a、通过储罐压力调节器调压b、通过泵低速循环进行调压c、通过储罐压力调节器与泵低速循环联合使用进行调压。实际工作时测得：采用200Nm的压力调节器对30m3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。储罐调压应采用第三种方式较为合理，

8、并且压力调节器应有备用，可能的话还应增大其规格。这样，虽然增大了投资、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。如单采用第二种方式其调压时间仍为偏长。6、加气流程储罐中的饱和液体LNG通过低温泵加压后经过计量由加气机给汽车加气，分为单线、双线加气。当车载储气瓶压力较低时，车载储气瓶采用上进液喷淋式，加进去的LNG直接吸收车载气瓶内气体的热量，使气瓶内压力降低，减少放空气体，并提高了加气速度。当车载储