天然气汽车加气站的发展趋势

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天然气汽车加气站的发展趋势

重庆大学城市建设与环境工程学院

苏州港华燃气有限公司

饶映明胡正新

罗贤成

摘要：Ｌ．ＣＮＧ加气站既适合对ＬＮＧ汽车加气，也适合对ＣＮＧ汽车加气，是一种投资省、占地少、能耗低、噪音小、充装速度快、不依赖管网、灵活方便的多功能加气站。文章对Ｌ．ＣＮＧ加气站的特点和工艺流程进行了介绍，分析了其相对于传统ＣＮＧ加气站和ＬＮＧ加气站的优点，有巨大的应用前景和可观的经济、社会效益。最后提出Ｌ．ＣＮＧ加气站是未来ＬＮＧ汽车加气站的一个过渡阶段，对已建的ＣＮＧ进行改造也比较经济。

关键词：天然气汽车燃料ＬＮＧ加气站

ＣＮＧ加气站Ｌ—ＣＮＧ加气站

在我国加速发展天然气管网建设的推动下，国内掀起了建设ＣＮＧ汽车加气站的高潮。虽然ＣＮＧ汽车加气站供气系统较为简单，技术成熟，在有管网的情况下，获得ＣＮＧ的价格可能比ＬＮＧ低很多，但是目前国内ＣＮＧ有着以下的缺点，限制了天然

气汽车的更广阔应用：

车进行加气，加气站的地点选择也依赖于现有天然气管道，尽管设施建设成本相对较低，但安全性能低。

ＬＮＧ加气站流程相对复杂，而且只能为ＬＮＧ汽车加气，由于需要配备ＬＮＧ贮存罐等设备建设

成本也较高，但是安全性能较高。

Ｌ—ＣＮＧ加气站可同时为ＣＮＧ和ＬＮＧ两种汽车加气，但是Ｌ—ＣＮＧ加气站设备多，建设成本高，另外加气站只要采取防泄漏措施安全性良好。

Ｌ．ＣＮＧ加气站的主要特点：

（１）无须在城市敷设管线。只需要购买液化天然气槽车来装卸液化天然气。目前，这种专用车辆国

内已开始生产。

（２）使用费用低廉，运行成本低。传统的ＣＮＧ加气站使用压缩机做功，使用冷却装置和脱水装

（１）必须有连接加气站的管线；

（２）必须建立一套复杂的压缩机组和冷却装置；（３）必须建立除尘、脱水、脱硫等配套装置。２００４年以后，ＬＮＧ加气机技术在国内日趋成熟，并已形成了相关产业。目前，成都华气厚普机电科技有限责任公司、重庆四联油气设备制造有限

公司等企业生产的ＬＮＧ加气机在国内市场占据大

量的份额。据统计到２０１０年，ＬＮＧ客车有２

８３０

台，ＬＮＧ重卡达２９５２台。ＬＮＧ汽车是既节能减排

又安全的环保型汽车，而且ＬＮＧ汽车行驶里程长，具有广泛的应用前景。Ｌ—ＣＮＧ加气站是一种电力消耗小，单位储存密度高，无需敷设城市管线和灵活的加气模式，它可以作为目前阶段天然气汽车发展

的一个过渡阶段而被大力发展。

置，电力消耗是站内的主要经济支出，按电价０．６５元／ｌ（Ｗ・ｈ算，每压缩１ｍ３的ＣＮＧ电费支出０．１６元

左右。而Ｌ—ＣＮＧ汽车加气站耗能仅为０．１２元／ｍ３。

（３）加气量大。由于采用液体直接气化，速度快，

可同时给１０辆以上的汽车加气，考虑到压缩机冷却问题，速度是常规站不可比拟的。这样就可以给

１

Ｌ－ＣＮ（］加气站概况

这种站多带几座予站，以增加气的服务范围，增加

经济效益。另外，由于这种方法生成的ＣＮＧ温度

１．１

Ｌ．ＣＮＧ加气站具有以下特点

ＣＮＧ加气站流程比较简单，但只能为ＣＮＧ汽

低，车辆充气率比较高，车辆一次充气行程也长些。

Ｌ—ＣＮＧ加气沾可以作为ＣＮＧ向ＬＮＧ加气站

上海煤气２０１３年第６期（（刀

万方数据

过渡的一种加气站，可以在原有的ＣＮＧ加气站上进行改造，也可以建新的Ｌ—ＣＮＧ加气站，方式更

加地灵活。

１．２

Ｌ．ＣＮＧ加气站工艺流程

Ｌ—ＣＮＧ加气站工艺流程见图１，可分为四个部

分：卸车流程、调压流程、加气流程、卸压流程。

图１Ｌ．ＣＮＧ加气站工艺流程

１．３工作原理

（１）卸车流程。将ＬＮＧ槽车内ＬＮＧ转移至加气站ＬＮＧ储罐内，有二种方式：一是白增压卸载，即将在增压器中气化的ＬＮＧ返回槽车贮槽增加压力卸载ＬＮＧ。这种方法简单，仅需少量管路和阀门。二是采用安装在槽车上的低温泵来卸载，尽管存在造价高、结构复杂等问题，但因其卸载时间短、效

率高而受到广泛应用。

（２）调压流程。卸车完毕后，须对储罐中的ＬＮＧ

进行升压方可给两种汽车加气。升压方式有二种：一是通过储罐调压气化器升压，这种方式优点是工艺、设备简单且不耗能，缺点是升压时间长。二是通过泵低速循环进行升压。储罐升压采用二者结合的方式较为合理，虽然增加了造价、能耗，但大大

缩短了调压时间，从而确保加气时间。

（３）加气流程。ＬＮＧ液相高压泵从ＬＮＧ储罐内抽出ＬＮＧ，加压至约２２ＭＰａ，进入高压气化器气化后，进入ＣＮＧ储气装置。当ＣＮＧ储气装置压力

达到设定值时，ＬＮＧ液相高压泵停止运转；当ＣＮＧ储气装置压力低于某一设定值时，ＬＮＧ高压泵自动启动运转。ＣＮＧ储气装置的天然气通过ＣＮＧ售气

机向ＣＮＧ汽车加气。对ＬＮＧ沪车加气则是通过

群））２０１３年第６期上海煤气

万方数据

ＬＮＧ液相泵和售气机予以实现。加气站设有车载瓶到储罐气相的回流管，可对车载瓶中余气进行回收

和计量。

（４）卸压流程。储罐在使用过程中，罐内压力会

升高。当储罐压力大于设定值时，相关阀门打开，

释放储罐中的气体，降低压力，确保储罐安全。该部分气体回收调压后可送入附近燃气管网。

另外，ＬＮＧ经高压液体泵加压气化后也可以向ＣＮＧ汽车加气以及用作工业或民用燃气。在储罐上铺设另外一条管线增加一个高压液体泵和ＣＮＧ储

罐即可实现。再在其末端增设１个减压阀，经过减压阀后气体压力控制在０．０１ＭＰａ以下，然后输入低

压燃气管网，供用户使用。

ＬＮＧ和ＣＮＧ加气站优缺点

ＬＮＧ加气站

ＬＮＧ加气站是专门对ＬＮＧ汽车加气的加气

图２ＬＮＧ加气站工艺流程

ＬＮＧ汽车和ＬＮＧ加气站有以下特点：

（１）单位能量密度大。同样容积的ＬＮＧ车用储

０００～１３００

（２）运输方便。在陆上，通常用２０～５０ｍ３（可储的ＬＮＧ轮船运输。

（３）排放物污染小。ＬＮＧ汽车的排放效果要优的排放量大大降低。

（４）安全性能好。ＬＮＧ的燃点为６５０ｏＣ，比汽

２

２．１

站。主要设备包括ＬＮＧ储罐、自增压器、ＬＮＧ加气机等，其工艺流程见图２。

罐装载的天然气是ＣＮＧ储气瓶的２．５倍。目前国外

大型ＬＮＧ货车一次加气可连续行驶１ｋｍ，非常适合长途运输的需要。

存１．２万～３．０万ｒｎ３天然气）的汽车槽车，将ＬＮＧ运

到ＬＮＧ汽车加气站，也可根据运输距离和运输量用火车槽车运输。在海上，通常用１２万～１３万ｒｎ３于ＣＮＧ汽车。与燃油汽车相比，ＬＮＣ汽车污染物

一Ⅲｍ凰

油、柴油和ＬＰＧ的燃点高；点火能也高于汽油、柴油和ＬＰＧ，所以比汽油、柴油和ＬＰＧ更难点燃。

程度低、噪声大，不适合在城市推广。

ＬＮＧ的爆炸极限为５％～１５％，气化后的密度小于空气；而ＬＰＧ的爆炸极限为２．４０／０－９．５％，气化后密度大于空气；汽油爆炸极限为１．０％～７．６％；柴油爆炸

极限为０．５％，－－４．１％。可见，ＬＮＧ汽车比ＬＰＧ，汽油、柴油汽车更安全。

３

Ｌ－ＣＮＧ应用前景和发展趋势

Ｌ—ＣＮＧ加气站是ＬＮＧ与ＣＮＧ两种加气方式

的有机组合，是一种正在兴起、具有良好推广应用

前景的加气站类型。它以液相、低温的天然气进站，

（５）经济效益显著。由于ＬＮＧ的市场价格比汽

通过液相泵加压、气化后实现对汽车加气，无需高而加压效高、运行费用低。

油和柴油低，且ＬＮＧ燃烧完全，不产生积碳，不稀释润滑油，能有效减轻零件磨损，延长汽车发动机的寿命，所以ＬＮＧ的经济效益显著。

耗电量和噪音大的气体压缩机，站内用能较少，因

新建的Ｌ—ＣＮＧ站不使用压缩机，对由己建的

综上，国内发展ＬＮＧ汽车和加气站前景很乐

ＣＮＧ加气站改装成的Ｌ．ＣＮＧ站，设备中包括压缩

观。有业内人士给出预算，ＬＮＧ燃料成本可比汽油车降低２０％以上，比ＣＮＧ节气３％－８％。

机，主要是将原有ＣＮＧ站的压缩机作为ＬＮＧ泵不能工作时的备用手段。通过对ＣＮＧ常规站、子母２．２

ＣＮＧ加气站

ＣＮＧ加气站是为汽车和城市居民生活小区提

供用气一种较好的送气方式，具有投资少、见效快、方式灵活、便于管理、运行安全和建设速度快等特

点。其工艺流程见图３。

图３

ＣＮＧ加气站工艺流程

根据国际天然气汽车协会统计，截至２００８年底，中国已在近３０个省、市、自治区的８０多个城

市推广了天然气汽车，拥有ＣＮＧ汽车约４０万辆，加气站１０００余座。其中四川和重庆地区共发展ＣＮＧ汽车１７万辆，建成ＣＮＧ加气站５６０座。但目前受天然气气源紧张及管网的影响，中国ＣＮＧ

汽车和加气站主要集中在气源地附近，例如四川、重庆、乌鲁木齐、西安和兰州等。天然气供应方便、相同热值下的９３号汽油的价格约为天然气价格的

１．９７倍，是中国ＣＮＧ汽车快速发展的主要驱动力。

国内建成的ＣＮＧ汽车加气站大多数采用开放式结构，必需现场安装调试，工程复杂、现场工作量大、周期长，而且占地面积大、可靠性和自动化

万方数据

站，ＬＮＧ站及Ｌ．ＣＮＧ站等天然气汽车加气站的特

点进行比较，分析了各类加气站技术经济性和适应范围，着重对Ｌ．ＣＮＧ加气站进行了技术经济分析，结果表明，Ｌ．ＣＮＧ加气站在投资和运行费方面都低于ＣＮＧ常规站和子母站，具有良好的经济效益。在具备ＬＮＧ气源条件并推广应用ＣＮＧ汽车的地区应积极建设Ｌ—ＣＮＧ加气站。有助于城市加气网点

的合理布局，提高资源综合利用效率，节约能源，推进天然气汽车产业的发展。

国内拥有适宜发展ＬＮＧ汽车条件的省区如新疆、内蒙古、海南、福建、贵州都已经进行了ＬＮＧ

汽车的规模化推广应用。同时，浙江杭州、山东青

岛、辽林大连、云南昆明、湖北武汉、天津、江苏张家港等城市也均建成投产了１～２座ＬＮＧ加气站，拥有３０～８０辆规模的ＬＮＧ汽车，具备了进一步发

展的潜力。

随着人们对环境要求越来越高，天然气汽车在

将来能够得到迅速的发展，在发展常规ＣＮＧ加气站的同时，可以在某些适当的地方建设Ｌ．ＣＮＧ加

气站，特别是在天然气管线没有覆盖的地方，有着特别的意义。我国地域辽阔，天然气资源极不均匀，虽然“陕京管线”、“西气东输”等一批工程改善

了一些情况，但对于我国华南地区，利用国外ＬＮＧ资源不失为一个好的选择，同时也为Ｌ—ＣＮＧ加气站建设提供良好的条件。可以预测，在今后几年，Ｌ．ＣＮＧ加气站一‘芒有着广泛的应用。

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４结论

不适合在城市推广，因此我国应大力推进Ｌ．ＣＮＧ加气站的建设。

目前我国的天然气加气站主要为ＣＮＧ加气站，这种加气站要求有现成的天然气管路，但是由于我国天然气产业尚在发展初期，在输气管网和加气站建设不够完善，因此ＣＮＧ汽车的发展目前仅限于公交车、出租车和环卫车等主要在市区行驶的车

辆，并且以公交车为主。另外，京津等地区的经验

Ｌ—ＣＮＧ加气站可以脱离天然气管网建设，为无管网地区发展天然气汽车创造了条件；Ｌ—ＣＮＧ加气站不使用高压压缩机，代之以低温泵，运行费用大大降低，投资成本和占地面积也明显减小；ＬＮＧ

汽车是天然气汽车的发展趋势。Ｌ．ＣＮＧ加气站以其高度灵活性，目前可以为ＣＮＧ汽车加气，逐步向

表明，对于离气源或主干线较远（１００～１５０ｋｍ）并且用气规模在２～３万户的城镇，可通过Ｌ—ＣＮＧ子母站方式既供应天然气，又供应液化天然气，同时还可用作调峰的一种手段，这种方式也非常适合在全国推广，用于天然气汽车的加气站建设。我国建成

的ＣＮＧ加气站大多数采用开放式结构，必需现场

为ＬＮＧ汽车加气过渡，也可同时向老的ＣＮＧ汽车和新的ＬＮＧ汽车加气。

Ｌ—ＣＮＧ加气站也可作为现有ＣＮＧ加气站的备用气源，平时储备ＬＮＧ，在ＣＮＧ加气站气源中断或供气不足时发挥作用以确保供气的连续性。

可以相信，Ｌ．ＣＮＧ加气站将会随着各种相关技术的成熟而不断出现。

安装调试，工程复杂、现场工作量大、周期长，而且占地面积大、可靠性和自动化程度低、噪声大，

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ＬｕｏＸｉａｎｃｈｅｎｇ

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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌ—ＣＮＧｒｅｆｕｅｌｉｎｇｓｔａｔｉｏｎｉｓｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒＬＮＧａｎｄＣＮＧｖｅｈｉｃｌｅ，ａｎｄｈａｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ，ｅｎｅｒｇｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ

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船））２０１３年第６期上海煤气

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天然气汽车加气站的发展趋势

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：

饶映明， 罗贤成， 胡正新， Rao Yingming， Luo Xiancheng， Hu Zhengxin

饶映明,罗贤成,Rao Yingming,Luo Xiancheng(重庆大学城市建设与环境工程学院)， 胡正新,HuZhengxin(苏州港华燃气有限公司)上海煤气Shanghai Gas2013(6)

煤气 2013(6)

引用本文格式：饶映明. 罗贤成. 胡正新. Rao Yingming. Luo Xiancheng. Hu Zhengxin 天然气汽车加气站的发展趋势[期刊论文]-上海