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LNG汽车技术发展及其推广应用前景

发布时间:2016-03-13 点击量:187 作者:

摘 要:LNG汽车具有安全、经济、高效等优点,在替代燃油汽车方面大有可为,大力发展并推广LNG汽车在我国的应用,是改善能源结构、解决能源危机和降低汽车排放污染的最佳途径。本文综述了国内外LNG汽车产业的技术发展现状,对LNG汽车在我国的发展和推广应用前景进行了展望,在此基础上提出了我国推广和应用LNG汽车的发展建议。

关键词:LNG汽车;技术发展;推广应用:综述

1 引言

随着世界能源危机和环境污染问题的日益突出,汽车工业面临着严峻的挑战。一方面,石油资源短缺,逐年激增的汽车保有量加剧了能源稀缺的矛盾;另一方面,汽车的大量使用则加剧了环境污染。根据国家环保部2011年发布的《中国机动车污染防治年报》表明,我国已连续两年成为世界汽车产销第一大国,尾气排放成为空气污染的重要来源。天然气作为洁净燃料,相对柴油、汽油具有显著的经济性,因此世界各国已将天然气作为汽车优质代用燃料。由于其成分单一、纯度高,与空气混合均匀,燃烧完全,CO和微粒粉尘的排放量较低,对改善汽车尾气对大气的污染有着十分重要的意义,研发和推广以天然气汽车为代表的新能源汽车势在必行。

天然气是在气田中自然开采出来的可燃气体,主要成分由甲烷组成。以天然气为燃料的汽车(Natural GaS for Vehicle,简称NGV)又被称为“蓝色动力”汽车,按照天然气使用形态的不同而分为压缩天然气(CompreS Sed Natural Gas,简称CNG)汽车与液化天然气(Liquefi ed Natural Gas,简称LNG)汽车。其中CNG是以高压压缩的形式储存天然气,LNG则是先将气田生产的天然气净化处理后,在常压下通过制冷方式将气态的天然气冷却至-l62℃,使之凝结成液体。LNG一般储存在压力为0.1MPa左右的低温储罐内,其密度为标准状态下甲烷的600多倍,体积能量密度为汽油的72%。天然气液化后可以大大节约储运空间和成本,而且具有热值大、性能高等特点。LNG无色、无味、无毒且无腐蚀性,其体积约为同量气态天然气体积的l/600,LNG的重量仅为同体积水的45%左右。基于以上优点,CNG与LNG都可作为优越的车辆燃料加以利用。尤其是LNG,作为清洁、高效的能源越来越受到青睐,很多国家都将LNG列为首选燃料,液化天然气正以每年约l2%的高速增长,成为全球增长最迅猛的能源行业之一。

本文主要针对LNG汽车发展及其应用开展论述,相比CNG汽车,LNG汽车所具有的优势主要包括[1]:储能密度大,车辆续驶里程长、燃料加注时间短、车用瓶布置简单;存储压力低,更安全;甲烷含量高,更纯净,燃烧更清洁;温度更低,发动机充气效率更高,冷能可循环利用;加气站投入少,运营成本低。

2  LNG汽车工作原理

以LNG为燃料的汽车一般分三种形式:一种是完全以LNG为燃料的纯LNG汽车,一种是LNG与柴油混合煎用的双燃料LNG汽车,一种是LNG与汽油替换使用的两用燃料汽车[2]。这几种LNG汽车的燃气系统基本相同,都是将LNG储存在绝热的车用LNG储罐内,通过气化装置将其气化为0.15MPa左右的气体供给发动机,其主要构成包括LNG储罐、汽化器、减压调压阀、混合器和控制系统等。图1所示为LNG发动机燃气供给系统示意图,主要由LNG气瓶、阀门组件、过滤器、单向阀、气化器、减压阀、气轨、喷气阀等组成。LNG燃料通过总阀门从绝热气瓶中流出,并经过过滤器滤去除LNG燃料中的杂质,然后通过单向阀流经气化器使LNG燃料气化,再经一级和二级减压阀将LNG气体压力降低到要求的喷射压力后,最后喷进发动机进气歧管内与空气混合。