LNG汽車、加氣站及車輛技術(shù)

LNG汽車、加氣站及車輛技術(shù)2/4/20231

各種清潔能源汽車比較

類型優(yōu)點缺點燃料電池汽車無排放，低噪聲。高存儲、高能量、高功率，長壽命，材料資源豐富，價格低，可重復(fù)利用。

工藝復(fù)雜，技術(shù)上尚處于研發(fā)階段，特別是成本太高。醇類燃料汽車良好的汽化性和可燃性。國外的經(jīng)驗較成熟。需對發(fā)動機作改動，價格高于汽油。車輛的動力性不佳，對發(fā)動機有一定的損壞。

氫燃料汽車

減少HC排放，不需改動發(fā)動機公共加氫站極度缺乏LNG（液化天然氣）汽車

天然氣儲量豐富，熱值高，成本低。污染物排放量較小要用真空絕熱器存儲，不易改裝，國內(nèi)技術(shù)和資金缺乏。對甲烷氣體的排放量相對較大。LPG（液化石油氣）汽車技術(shù)相對成熟，排放標(biāo)準(zhǔn)可達到歐洲1號或2號標(biāo)準(zhǔn)，改裝容易，一般來說價格較汽油低。國內(nèi)專用氣源不充足，價格不穩(wěn)定，安全性也較差。排放性能不穩(wěn)定2/4/20232深圳市大氣污染的主要污染物

項目SO2NO2PM10降塵硫酸鹽化速率主要污染物2003年0.0200.0570.0707.480.21NO2PM102004年0.024（>0.02mg/m3一級標(biāo)準(zhǔn)）0.072(<0.08mg/m3二級標(biāo)準(zhǔn))0.076（<0.10二級）7.68（<8噸/平方公里·月）0.25NO2PM10等級二級二級二級符合廣東省推薦符合國家推薦氮氧化物和顆粒物的主要來源是機動車2/4/20233近年來大氣環(huán)境監(jiān)測結(jié)果分析表明機動車排氣污染已成為深圳市主要大氣污染源。在我市聯(lián)片建成區(qū)，機動車排放的氮氧化物對空氣中氮氧化物濃度分擔(dān)率超過了80%，路面機動車冒黑煙的現(xiàn)象嚴(yán)重。由于深圳北部受山脈阻隔，遇到夏秋靜風(fēng)、干熱、光照強烈的天氣，如不采取切實有效的措施加以控制，很有可能出現(xiàn)“光化學(xué)煙霧”污染事件?！蛾P(guān)于治理我市機動車尾氣污染問題的議案辦理方案》

深圳市政府三屆九十七次常務(wù)會議審議通過2/4/20234深圳LNG的來源立足國內(nèi)，利用海外由澳大利亞提供液化天然氣在深圳大鵬灣秤頭角接收站登陸，配套的輸氣干線全長334公里，經(jīng)過深圳、東莞、廣州，最后到達佛山

西氣東輸，北氣南下珠海高欄為廣東省第二個LNG接收站，輸氣管道經(jīng)珠海、中山、江門、肇慶。這兩條LNG干線將在珠三角形成一個O形的環(huán)網(wǎng)，同時在深圳、惠州配套天然氣發(fā)電廠

海氣登陸，就近供應(yīng)而中海油在珠海橫琴登陸的天然氣，服務(wù)對象為珠海、中山，明年1月開始供氣2/4/20235將在2006年正式運營的中國首個液化天然氣站線項目，廣東液化天然氣站線項目位于廣東省深圳市東面的大鵬村附近，最初供氣能力為每年370萬噸。2/4/20236社會效益有利于解決城市交通環(huán)境，是國際城市交通發(fā)展的“潮流”和“熱點”之一符合我國可持續(xù)戰(zhàn)略的實施改善人們的生活質(zhì)量2/4/20237環(huán)境效益

LNG和LPG的污染物削減量2/4/20238經(jīng)濟效益車輛排放削減的費用效果

車輛的年污染排放因子削減量/單車年成本增加車輛每增加單位成本所削減的污染物量——選擇依據(jù)得到深圳污染控制方案時所能節(jié)約的社會成本2/4/20239公交車排放因子削減費用效果（g/RMB）2/4/202310出租車排放因子削減費用效果（g/RMB）LNG2/4/202311項目保有量

CHCONOX出租車8505

排放因子3.3136.2912.881排放量（噸）28151.5308654.924502.9總排放量（噸）157798061870728.484429286.74占總排放比例（100％）1.961.510.55公交車大巴2920排放因子2.8617.83013.760中小巴3100排放量（噸）4.51933.2494.671總排放量（噸）157798061870728.484429286.74占總排放比例（100％）0.991.191.23公共交通工具排放所占比例小，因此重點是推廣LNG私家車總計排放比例（100％）2.952.71.782/4/202312企業(yè)（加油站）受城市建設(shè)用地緊張、開挖鋪設(shè)天然氣管網(wǎng)困難等諸多因素影響，依托天然氣管網(wǎng)而建的CNG（壓縮天然氣）加氣站和LNG（液化天然氣）加氣站建設(shè)明顯滯后，造成了城市車用天然氣供應(yīng)緊張的矛盾，制約了天然氣汽車的快速發(fā)展。存在問題?2/4/202313

采用撬裝式L-CNG汽車加氣站，使LNG能向CNG便捷轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)了不依托天然氣管網(wǎng)而建天然氣汽車加氣站，為既能加CNG、又能加LNG的混合加氣站提供了強有力的技術(shù)保證。同時為發(fā)展CNG提供條件。河南中原綠能高科已研制成功此項技術(shù)，使我國成為繼美國、法國、加拿大之后世界上第4個掌握應(yīng)用這項技術(shù)的國家。技術(shù)研發(fā)2/4/2023142/4/2023154.２、LNG汽車加氣站

4.3.1加氣站的主要設(shè)備及要求LNG貯罐：2x50m3真空粉末絕熱貯槽，日蒸發(fā)率＜0.2%；LNG增壓器：空溫式汽化增壓器；潛液泵：為浸沒式兩級離心泵，美國ACD公司產(chǎn)品；售氣機：LNG質(zhì)量計量式、精度為1.5%；

·具有溫度補償和氣體回收功能；

·加滿、限量自停功能；

·溫度、壓力、密度、體積、重量的適時顯示；

·具有限溫加液功能；二級控制：第一級是就地手控；第二級是PLC系統(tǒng)通過PLC控制器實現(xiàn)集中監(jiān)控和管理控制；安全監(jiān)控：當(dāng)貯罐壓力大于設(shè)定值時，安全閥起跳；高﹑低液位超限及內(nèi)罐超壓泄漏報警系統(tǒng)；甲級資質(zhì)的設(shè)計院規(guī)范設(shè)計；采用美國A57標(biāo)準(zhǔn)為主要設(shè)計依據(jù)；撬裝站：25M3

儲罐，其余與固定站設(shè)備類同；儲罐高壓泄放氣應(yīng)連通居民或站內(nèi)生活、發(fā)電用氣。2/4/2023164.２.2加氣站工藝流程卸車流程：

LNG貯車—密閉接頭—LNG泵—LNG貯罐加液流程：

LNG貯罐—LNG泵—加氣機—LNG車載氣瓶調(diào)壓流程：

LNG貯罐—LNG泵—LNG汽化器—LNG貯罐（氣相）泄壓流程：

LNG貯罐—安全閥（泄壓）2/4/2023172/4/202318主要技術(shù)指標(biāo)

1.配置：單槍LNG加氣機

2.工作介質(zhì)：液化天然氣（LNG）

3.計量準(zhǔn)確度：±1.0%

4.額定工作壓力：1.6Mpa

5.流量范圍：0～260L/min

6.環(huán)境溫度：-30℃～55℃

7.管路溫度：-196℃～55℃

8.計量單位：Kg、L、Nm3

9.讀數(shù)最小分度值：0.01Kg、

（L、Nm3）

10.單次計量范圍：0～9999.99Kg、（L、Nm3）

11.累計計量范圍：99999999.99Kg、（L、Nm3）

12.顯示參數(shù)：加氣量、單價、金額

13.加氣槍頭：1英寸LNG專用加氣槍

14.氣相管接頭：1/2英寸快速接頭。2/4/202319美國卡特加氣槍（50加侖）2/4/202320美國馬克回氣槍（10加侖）2/4/202321美國馬克回氣槍座（10加侖）2/4/202322增壓器2/4/2023232/4/2023242/4/2023252/4/2023262/4/2023274.3、車載LNG儲液瓶4.3.1供氣系統(tǒng)及工作原理車用LNG氣瓶內(nèi)常規(guī)飽和氣壓：0.4-0.7Mpa；運行時，氣瓶的排液閥→限流閥→汽化器→緩沖罐→過濾器→電磁閥→發(fā)動機燃?xì)庀到y(tǒng)；瓶內(nèi)氣液相壓力調(diào)整：經(jīng)濟閥具、超低溫耐久性；氣瓶排液出口設(shè)限流閥，可防止管路過量外溢；優(yōu)化設(shè)計管路及過濾器，保證終端壓力、流量；精確的液位顯示系統(tǒng)，精度2%以上；安裝位置：車體中部便于維修和加氣時的操作。2/4/2023282/4/202329

1－LNG氣瓶2—第二級安全閥3—主安全閥4—手動放氣閥

5—節(jié)氣調(diào)節(jié)閥6—液體噴淋管7—蒸汽排出管8—止回閥

9—限流閥10—液體排出管11—燃料切斷閥12—液位信號接口

13—液位變送器14—燃料指示表15—汽化器16—放氣管接

17—燃料加注接口18—燃料氣瓶壓力表LNG車用氣瓶系統(tǒng)原理圖2/4/2023302/4/2023312/4/2023322/4/2023332/4/2023342/4/2023354.３.3、安全性能試驗振動試驗：6個自由度，3g的加速度，30Hz的振動頻率；墜落試驗：9.2m高空自由墜落到硬質(zhì)混凝土地面；火燒試驗：外部538℃，持續(xù)20分鐘以上不泄氣；蒸發(fā)率試驗：日蒸發(fā)率＜2.0%（液態(tài)）；符合現(xiàn)行的Q/HK718-2006企業(yè)規(guī)范。2/4/2023364.３.4、LNG儲液瓶規(guī)格型號公交車系列（工作壓力1.6MPa）公稱容積有效容積日蒸發(fā)率重量200L180L1.9%170kg240L215L1.9%188kg275L240L1.9%210kg373L335L1.6%280kg456L410L1.5%320kg公稱容積有效容積日蒸發(fā)率重量40L36L3.6%46kg62L55L3.1%58kg70L63L3.0%62kg111L100L2.8%84kg小轎車系列（工作壓力1.6MPa）2/4/2023375.1、整車技術(shù)、經(jīng)濟要求排放達標(biāo)：歐Ⅱ，十月份之后：歐Ⅲ；經(jīng)濟性好：氣耗低，每升油節(jié)省0.5元以上;優(yōu)化整車結(jié)構(gòu):輕量化，前后軸荷合理;發(fā)動機扭矩大,功率適中，常用負(fù)荷在燃料經(jīng)濟區(qū)域運行;噪聲小：達到國家標(biāo)準(zhǔn);優(yōu)化傳動系統(tǒng)：調(diào)整后轎變速比，最高車速>70KM/h;續(xù)駛里程：﹥250KM，氣瓶容量，不宜過大；整車性能達到國家現(xiàn)行車輛標(biāo)準(zhǔn)和LNG專業(yè)標(biāo)準(zhǔn);安全性：燃?xì)鈭缶到y(tǒng)；車型：前置機型和后置機型，要優(yōu)選整車長度；底盤、整車應(yīng)上國家目錄公告.５、LNG示范公交車的整車設(shè)計和技術(shù)要求2/4/2023385.2、車型選擇大型城市主流公交車型為底地板后置式，長11-12M省會城市主流公交車型為后置式,長10-10.5M；長沙前置式車型：選用一汽發(fā)動機廠產(chǎn)品，CA6102N2型LNG發(fā)動機公交車，車長10.3M，整備質(zhì)量8.7T，總質(zhì)量13.5T；長沙后置式車型：選用東風(fēng)南充發(fā)動機廠NQ160N、LNG發(fā)動機的CKZ6108HNA型公交車，車長10.3m，整備質(zhì)量8.8T，總質(zhì)量14T；優(yōu)質(zhì)的底盤及相關(guān)配套設(shè)備；氣瓶安裝處車體局部結(jié)構(gòu)加強．2/4/2023395.3、LNG公交車發(fā)動機電控燃?xì)庀到y(tǒng)5.3.1、技術(shù)要求：排放：國Ⅱ，08年后國Ⅲ；優(yōu)化結(jié)構(gòu)：提高充氣及燃燒效率；耐磨合金汽門座；配氣機構(gòu)：減小凸輪軸進排氣夾角；壓縮比：汽油機體：8.8-10、柴油機體：10.5-12;水冷空壓機，機油冷卻器；增加水泵流量和散熱器散熱能力；閉環(huán)電控噴射型順序點火箭發(fā)動機燃?xì)庀到y(tǒng)；增加中冷動力，降低燃燒溫度、排放；2/4/2023405.3.2、電控技術(shù)特點電控供氣系統(tǒng)的ECU+多種傳感器，優(yōu)化最佳空燃比，實現(xiàn)控制燃料、燃燒，穩(wěn)定的怠速、車速；稀薄燃燒及高質(zhì)量寬域氧傳感器；順序點火及電控點火提前角；電子節(jié)氣門提高同步性；切斷閥：突降負(fù)荷切斷燃料供給；催化轉(zhuǎn)換器：金屬型，耐高溫，背壓低，功率下降<1%，2年16萬公里；高質(zhì)量噴咀：壓力>0.25Mpa；自學(xué)習(xí)功能選擇合理的空燃比；氣質(zhì)感應(yīng)器：根據(jù)燃?xì)獾慕M份優(yōu)化空燃比。2/4/2023415.3.３順序點火電控供氣系統(tǒng)：噴射閥式電控系統(tǒng)：采用由控噴射調(diào)節(jié)器正壓三級減壓燃?xì)庀到y(tǒng)，比例式正壓混合器可以根據(jù)燃?xì)獾慕M份和熱值及地域的氣壓等進行調(diào)整，實現(xiàn)最佳空燃比；電控噴射器型：由分組噴嘴噴射(CNG)或電控膜片減壓器(LNG)輸出的燃?xì)膺M入閉環(huán)電控的發(fā)動機混合器與空氣混合進入發(fā)動機進氣系統(tǒng)，電控燃?xì)饬繉崿F(xiàn)最佳空燃比；電控直噴型：多點順序噴射閉環(huán)電控燃?xì)獍l(fā)動機每缸設(shè)置一個高質(zhì)量的噴咀,燃?xì)饨?jīng)噴咀直接噴入氣缸，電控氣量實現(xiàn)最佳空燃比，混合氣燃燒時因受到汽缸內(nèi)高溫高壓的影響對噴咀的壽命和噴射質(zhì)量要求很高，因此價格昂貴。

2/4/2023422/4/2023432/4/2023442/4/2023452/4/202346上柴公司國Ⅲ天然氣發(fā)動機技術(shù)參數(shù)

國Ⅲ產(chǎn)品國Ⅱ產(chǎn)品機型單位SC8DT230Q3SC8DT250Q3SC9DT280Q3T6114ZLQ4BT6114ZLQ3B6CTL280-2燃料

CNGCNG發(fā)動機型式

六缸直立、四沖程、水冷進氣方式

增壓中冷缸徑×行程mm×mm114×135總排量L8.398.39壓縮比

11：1標(biāo)定轉(zhuǎn)速r/min2200標(biāo)定功率kw172184206172184206標(biāo)定工況平均有效壓力kpa113412131359113412131359最高熱效率%≥37機油消耗率g/kw.h≤1.0最大扭矩/轉(zhuǎn)速N.mrmin832130014001110130014009201300-140011101300-1400噪聲dB（A）≤96大修期Km≥400000外形尺寸mm1363（長）×1081（寬）×720（高）重量kg640報價元/臺970001000001100009500098000108000報價基本配置

WoodWard燃?xì)庀到y(tǒng)、線束、1.5kW發(fā)電機、轉(zhuǎn)向泵，不帶電子油門、離合器、國III機型不帶后處理器2/4/2023475.3.４點火系統(tǒng)長沙龍驤巴士公司LNG汽車順序點火系統(tǒng)執(zhí)行元件作了改進；點火系統(tǒng)：提高點火能量，增加動力，降低LNG耗氣量;火花塞：耐高壓、高溫>820C;電感線圈：電壓>38kw;高壓線：耐高溫、防水透氣防閃絡(luò)。2/4/202348TORCH火花塞5407改變陶瓷件的參數(shù)，增加火花塞耐高溫和耐高壓；采用特殊的電阻結(jié)構(gòu)，減少電阻值的變化；提高火花塞內(nèi)部耐腐蝕能力；提高火花塞點火能量；2/4/202349TORCH點火線圈DQG1228采用先進單缸順序點火技術(shù)；調(diào)整點火線圈內(nèi)部參數(shù)，提高線圈的點火能量，滿足LNG燃?xì)恻c火能量需求；采用耐壓、耐溫更高的進口漆包線和環(huán)氧樹脂，提高產(chǎn)品的工作可靠性、延長產(chǎn)品的壽命；產(chǎn)品安裝簡單、可靠；2/4/202350TORCH高壓阻尼線ZNR1151C采用耐高溫和耐高壓的硅橡膠線體和護套，提高產(chǎn)品整體性能；設(shè)計合理的與火花塞連接的護套結(jié)構(gòu)，增加排氣孔，保證連接的可靠性；在與火花塞的連接處，采用ICIM技術(shù)，減少火花塞的表面閃絡(luò)；2/4/202351

TORCH火花塞、點火線圈、高壓線

系統(tǒng)匹配優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計，提高點火能量，降低LNG消耗量；系統(tǒng)阻值的匹配設(shè)計，減少傳遞的能量損失，和減少對環(huán)境的電磁干擾；產(chǎn)品間的連接、配合合理、可靠；脈寬保證額定轉(zhuǎn)速下的點火功效；

2/4/2023522/4/202353HQK61000GL型客車LNG氣瓶艙2/4/202354一汽D85-11E型底盤2/4/202355運行情況：1）兩輛示范車從2005年2月試運行10個月后投入線路正式運行至今已安全行駛近16萬公里；2）310L氣瓶一次加氣充裝后可行駛600Km，今后用240L氣瓶；3）市內(nèi)公交工況百公里耗氣量：31m3，同型汽油機車百公里耗油量：31L；4）經(jīng)濟效益見LNG汽車的經(jīng)濟效益估算表。5.4.3、尾氣排放1）2004年6月25日通過了國家重型汽車質(zhì)量檢驗中心的檢測，排放達到國II標(biāo)準(zhǔn)；2）長沙市環(huán)保局檢測：2005年6月7日和11月30日兩次檢測達標(biāo)，LNG汽車不僅尾氣排放好，而且穩(wěn)定持久。

2/4/2023562/4/2023575.510.3m后置式公交車的研制1）車體：10.3m的低地板車體，優(yōu)化結(jié)構(gòu)車體自重輕，符合“客車結(jié)構(gòu)安全要求”（GB13094-1997）；2）配二汽EQ6100KRKN型底盤3）東風(fēng)南充發(fā)動機公司NQ160N型LNG發(fā)動機4）在車輛行駛各工況下發(fā)動機均在大扭矩、低耗氣的區(qū)域內(nèi)運轉(zhuǎn)：1200—1800轉(zhuǎn)/分5）配置四川空分集團產(chǎn)品240升LNG車用氣瓶供氣系統(tǒng)。5.5.