LNG技术国内外研究应用现状液化天然气发动机研究应用
浅析液化天然气技术及其应用研究

浅析液化天然气技术及其应用研究在我国液化天然气技术应用过程中,使用LNG装置,主要是根据国内气源的主要特点同时综合考虑国外先进的液化工艺技术,开发新型的液化工艺技术。
采用乙烯和丙烷进行复叠式预冷,然后使用节流式制冷工艺,各个环节具有相对独立性与灵活性,并且有较高可靠性。
但是在使用过程中液化工艺比较复杂,设备投资力度相对较高,一般适合在大型液化天然气企业中应用。
而利用天然气发动机以及小负荷天然气发电机组作为压缩机进行供电,能够解决边远地区电力紧张问题,装置中还可以增加微波吸收腔。
这样能够充分利用天然气自身压力,提高制冷效果,从而提高天然气液化技术水平。
标签:液化天然气;运输;储存众所周知,由于天然气具有热值高、污染程度小等优势,多被用来作为火力发电以及城市燃烧的燃料,在极大程度上减小了污染环境的程度,为人们提供了清新自然的生活环境,是目前人们广泛使用的能源。
为了便于运输和储存,需要将开采出的天然气经过化学反应,以清除杂质,并利用冷媒循环式热交换器将天然气液化,最后变为液化天然气。
液化天然气最大的优势就是能够方便运输和储存,通常情况下,天然气企业都会将开采出来的天然气经过一系列的操作将其转变为液态形式,以此来提高运输效率以及存储效率,避免造成不必要的资源浪费和经济损失,在极大水平上提高了企业的社会效益和经济效益。
在使用液化天然气时,首先要将液化天然气转化为常温气体,在此过程中会产生大量的冷能,如果对产生的冷能有效利用,将会大大节省能源的消耗,从而提高社会经济效益。
1 液化天然气产品的提取改革开放初期,与国外发达国家相比,我国在能源开发和创新方面起步较晚,发展缓慢,存在一定的差距和不足,但是随着改革开放步伐的加快,我国经济以及科学技术得到了飞快的发展,无论是建设行业还是能源开发都有了实质性发展,大大缩小了与先进国家的差距。
液化天然气作为目前我国重要的清洁能源,受到了人们的热烈欢迎和喜爱,在全国范围内迅速被推广和应用,既保护了环境,又提高了经济效益。
LNG冷能利用现状及展望

LNG冷能利用现状及展望随着科技的进步和发展,世界各国对于液化天然气即LNG冷能的相关利用不断地投入人力和物力进行着技术性的开发及应用。
文章从国内外对于液化天然气即LNG冷能利用的技术研究进展入手,对目前LNG冷能利用中存在的一些问题进行了分析,并针对目前存在的问题提出了若干解决措施。
标签:液化天然气;冷能;利用;技术;产业化液化天然气的英文缩写是LNG,所谓LNG指的是通过净化处理的相关技术将常规的天然气,经过冷冻后,处理为温度为零下163摄氏度的液体,这种处理后的天然气的体积是原来的1/625,经过这种技术的处理之后,对于天然气进行远距离的输送是十分有利的。
通常状况下,LNG在运输到接收站以后需要经过气化处理为气态才可以投入使用,在气化处理的过程中,大约要释放出840KJ/kg 的冷能。
由此可以发现,对LNG冷能进行回收具有极高的经济效益、环境效益和社会效益,符合当今时代的可持续性发展的需求。
因此,必须重视起对于LNG 冷能的回收利用。
1 LNG冷能利用的相关技术进展1.1 对LNG冷能利用的技术产业化进展就目前的状况来看,国内外对于LNG冷能利用的研究成果还比较局限,冷能仅仅只被利用于冷库、干冰制备以及发电等单项技术层面上,并且利用效率不高,国内外还在进行着大量的研究,不少科学家对于LNG冷能利用的研究还在进行着,并且取得了一定的研究成果。
但是目前我国对于LNG冷能的利用与发达国家相比仍然存在差距,比如,日本对于LNG冷能的研究成果相对成熟,对于LNG冷能的提取主要应用于出口。
而在我国,LNG冷能产业起步很晚,但是,经过近几年的研究投入,LNG产业开始有了较快的发展,在制造冰雪、冷库以及空气分离等领域应用十分成熟。
(表1)表1 日本利用LNG冷能的空气分离装置1.2 对LNG冷能的应用对于LNG冷能的应用主要包括:低温发电领域的应用,即利用LNG冷能可以改变原有的电力循环系统达到提高发电效率的目的;空气液化分离技术的应用,与传统意义的空气分离办法相比可以有效的降低耗电量,做到能量的节省;在食品冷冻技术上,比传统的冷冻方法过程简单,能耗量小,能够产生较大的经济效益。
论我国天然气液化技术开发与应用现状

论我国天然气液化技术开发与应用现状(唐山市天然气有限公司,河北唐山063000)介绍了当今世界上成熟的单一制冷剂液化工艺、混合制冷剂液化工艺、膨胀制冷液化等天然气三大液化工艺,并对其优缺点进行了阐述;对我国天然气液化工业的发展及典型的工业化装置采用的流程进行了介绍并对我国天然气液化工业的发展提出了展望。
标签:液化天然气;技术开发;工艺流程;应用天然气液化是指通过特殊制冷工艺将经脱水、脱烃、脱酸性气体等净化处理后的天然气制成压力0.1MPa,温度-162℃的液体的过程。
液化后的天然气简称为LNG,是一种优质、清洁的燃料,由于液化后体积缩小大约600倍,因此具有便于经济可靠地远距离运输、便于储存、建站不受供气管网限制便于调峰、利于环境保护及能源再利用等优点。
LNG的商业化实施开始于上世纪60年代,随着技术的进步,液化成本大大降低,与其他能源的竞争力大大增加。
我国的LNG 产业虽起步较晚但发展非常迅速,已经成为能源发展的热点之一。
1 天然气液化的主要工艺目前,无论是基本负荷型LNG生产厂还是调峰型LNG生产工厂,其对天然气液化所采用的工艺可分为三种:单一制冷剂液化工艺、膨胀制冷液化工艺、混合制冷剂液化工艺。
以下就对各液化工艺加以介绍。
(1)单一制冷剂液化工艺。
单一制冷剂液化工艺也叫阶式制冷液化工艺或串级液化工艺。
其特点是液化时所用制冷剂为单一组分,一般为甲烷、乙烯或丙烷;制冷系统和液化系统相互独立。
它是最早开发的液化工艺,具体流程如下:经净化后的天然气原料气依次进入分别由丙烷、乙烯、甲烷为制冷剂的三个独立制冷循环系统中被逐级冷却,温度依次达到-30℃、-90℃、-150℃左右,再经冷凝、液化、过冷等过程后节流降压得到常压液化天然气。
该方法在上世纪四十年代开始研究,六十年代用于工业化生产。
它的优点是适合高压天然气源、各制冷系统相对独立因此相互影响小、操作稳定;但也同时存在工艺流程较长、制冷机组多、对制冷剂的纯度要求高且不能应用于含氮气较多的天然气液化等缺点,因此该工艺的应用逐渐减少。
国内外lng的的现状和发展趋势

国内外LNG的现状和发展趋势什么是LNG?LNG 全称液化天然气(liquefied natural gas),是天然气在超低温环境下通过液化处理而成,即将气态天然气冷却至零下162度左右,使其凝结成为液态,从而减小体积和增加储存能力。
国内LNG的现状LNG在中国的应用起步较晚,但随着近年来环保政策的推动,其发展迅速。
目前,中国LNG行业主要集中在天然气获取、储存、运输和应用四个方面。
天然气获取中国的天然气供应相对较少,进口天然气是中国目前主要的天然气来源。
数据显示,中国是全球最大的LNG进口国之一。
储存LNG 易于存储和运输,因此被广泛应用于船舶、储罐以及储备能源等领域。
运输LNG的运输主要分为海运和陆运两种方式。
海运时,LNG一般被储存在巨型液化天然气船上,运输到不同的港口或国家。
陆运时,则需要通过输气管道或储罐车进行运输。
应用LNG的应用领域主要包括工业、民用和汽车等方面。
其中,工业领域是LNG 的主要消费领域,主要应用于电力和化工等领域。
国内LNG的发展趋势未来,中国LNG市场的发展趋势将会体现在以下几方面:市场潜力随着国内环保政策的推动,LNG在我国的市场需求将会日益增加。
加之一些相关政策的扶持,未来LNG市场潜力巨大。
进口量增加目前,中国主要依赖一些进口LNG来满足市场需求。
随着市场潜力的不断扩大,未来中国也将加大进口LNG的力度。
技术创新技术创新是LNG行业发展的重要推动力。
目前国内企业在LNG技术创新方面做出了很多努力,如LNG储罐的研发等。
国外LNG的现状和发展趋势LNG在国外的使用时间较长,其产业的发展也更为成熟。
目前,LNG在国际市场中占据着较大的份额。
据数据显示,美国是目前全球最大的LNG生产国之一,在此之后分别是澳大利亚和卡塔尔。
未来,国外LNG市场的发展趋势则表现在以下几方面:慢慢进入饱和期虽然国外LNG市场产值巨大,但LNG行业正在向饱和期发展。
此外,在一些国家政策限制下,LNG产业发展有所受阻。
2024年LNG冷能利用市场分析现状

2024年LNG冷能利用市场分析现状1. 引言LNG(液化天然气)作为一种清洁能源,具有高能效和低碳排放的特点,在全球范围内得到了广泛应用。
除了作为燃料进行燃烧利用外,LNG还可以通过冷能利用技术,将其废热进行回收利用,提高能源利用效率。
本文将对LNG冷能利用市场的现状进行分析和评估。
2. LNG冷能利用技术简介LNG冷能利用技术是指利用LNG传递制冷能力的技术,主要包括LNG蒸气循环(LNGVC)和LNG直接制冷(LNGDC)两种方式。
LNGVC利用LNG蒸发产生蒸气,并通过循环系统进行传导,以达到制冷的目的;而LNGDC则直接利用LNG制冷剂进行制冷。
3. LNG冷能利用市场现状LNG冷能利用市场在全球范围内正逐步扩大。
以下是对当前市场现状的分析:3.1 区域市场分析•亚洲市场:亚洲地区是全球LNG消费最活跃的地区之一,其市场对LNG冷能利用的需求非常高。
日本、韩国和中国在LNG冷能利用技术研发和推广方面处于领先地位。
•欧洲市场:欧洲各国对清洁能源的需求不断增长,LNG冷能利用技术得到了广泛应用。
英国、荷兰和比利时等国家在该领域具有较高的发展水平。
•北美市场:北美地区的LNG冷能利用市场发展较为迅速,特别是美国和加拿大,在LNG冷能利用技术研究和应用方面取得了显著成果。
3.2 应用领域分析•工业制冷:LNG冷能利用技术在石化、化工等领域的工业制冷中具有广泛应用。
通过利用LNG的低温性质,可以有效降低工业生产过程中的能源消耗。
•建筑空调:LNG冷能利用技术在建筑空调领域的应用在逐渐增多。
通过利用LNG制冷剂进行空调制冷,不仅提供了高效能耗的解决方案,还减少了对传统制冷剂的依赖。
•低温物流:LNG冷能利用技术在低温物流中被广泛应用,冷藏、冷冻等行业通过LNG制冷剂实现产品的低温储存和运输。
3.3 市场前景展望随着各国对清洁能源需求的不断增长,LNG冷能利用市场具有广阔的发展前景。
未来,随着LNG冷能利用技术不断成熟和推广,市场规模将进一步扩大。
LNG技术国内外研究应用现状液化天然气发动机研究应用

LNG国内外研究应用现状游伏兵. LNG“老化”及其对发动机性能影响研究. [D]武汉:武汉理工大学硕士学位论文. 20041.3.1各种不同类型的天然气发动机[1][1]王珂,张幽彤.天然气发动机技术发展研究.车辆与动力技术,2002(4),54-57一种类型的天然气发动机是通过对柴油机进行相应的改造得到的,采用压燃式的工作方式,依靠柴油机引燃。
它继承了柴油机高效率的特点,而且具有较好的动力性。
这种形式的天然气发动机通常用于大功率运输车辆上,通过改变柴油与天然气的比例可作为双燃料发动机使用。
另一类天然气发动机则采用与汽油机相似的结构,采用火花塞点燃,根据其供气方式和控制技术又可以大致分为3种。
第一种系统包含一个与化油器类似的部件,用于形成混合气,例如美国底特律柴油机公司50G NGV的预混合供气系统。
这种类型的优点是结构简单,价格较低,便于对现有的化油器式汽油机进行改造。
但是由于无法进行闭环控制,难于精确地控制空燃比,因而难于达到较高的排放控制水平,不能充分发挥天然气改善排放性能的潜力。
第二种系统采用电控单点喷射(SI),并结合氧传感器进行闭环控制以较精确地控制空燃比,从而使发动机具有较好的经济性和排放性。
但是由于单点喷射器与废气氧传感器之间有较长的距离,因而系统对空燃比的变化相应较迟钝,难于依靠氧传感器的信号在设定的空燃比附近实现快速振荡控制,尤其是在加速和减速时不能迅速响应空燃比的变化,从而使混合气在较长的时间过稀或过浓,使这些工况下的排放性能较差,影响了整体排放指标。
第三种是电控多点喷射系统(MI),目前已经有电控多点进气口喷射系统产品。
这种系统可以实现对空燃比按周期和按缸进行控制,具有良好的响应性,能实现精确地爆震控制,从而可以采用较高的压缩比,因而排放性、动力性和经济性都有很大提高。
例如本田公司研制的天然气发动机采用了在电控燃油喷射系统(PGM-FI)的基础上发展的电控多点气体喷射系统(PGM-GI),天然气由气体喷射器供到发动机进气门处,发动机的排放值明显降低,CO和HC分别比燃用汽油时下降了78%和80%。
液化天然气(LNG)及其应用研究

液化天然气 (LNG)及其应用研究摘要:在社会经济高速发展的过程中,需要大量的能源作为支撑。
我国的煤炭储备量较大,因此在能源结构中,煤炭能源占据了主要的地位。
但是煤炭能源在燃烧的过程中会产生大量的污染物,对环境造成污染,所带来的环境问题会在很大程度上影响我国的可持续发展能力。
在这种情况下就需要重视清洁能源的应用,作为一种蕴藏量比较大的能源种类,相比煤炭能源,天然气在应用的过程中能够减少将近100%的二氧化硫以及粉尘的排放,同时具有比较高的热值,是一种较为理想的能源。
在可持续发展理念以及成为全民共识的背景下,需要重视天然气能源的应用,加强对液化天然气的应用研究,从而在稳定能源供给的同时,实现生态环境保护。
关键词:液化天然气;优点;应用研究目前,天然气能源已经在各个领域,行业中得到了广泛的运用。
液化天然气(LNG)无论在运输环节还是在存储环节都表现出了比较高的安全性以及便捷性。
现阶段,在天然气资源开发以及利用环节中,LNG技术均得到了普遍的应用,经液化化的天然气所占用的贮存空间较小,在很大程度上方便了运输环节并节省了天然气贮存的成本。
近些年我国社会经济发展的比较快,对于能源的需求也在不断的增加,在这个过程中加强液化天然气的应用,不仅能够实现对能源的补充,满足社会经济发展对于能源的需求,同时也有利于环境保护,提升设计经济的可持续发展能力。
1液化天然气的特点以及优势1.1液化天然气的特点液化后的天然气温度较低,气液膨胀比较大,同时具有较高的热值,一吨液化天然气所产生的热量能够发电8300度。
同时,液化天然气几乎不含硫,因此,液化天然气燃烧后所产生的物质,主要为一氧化碳和二氧化碳,以及极少量的硫。
如果将液化天然气应用于发电中,其所产生的二氧化碳以及氮氧化物仅为煤电的20%或50%。
液化天然气的燃点为590摄氏度,同时爆炸范围在5%-15%之间,天然气本身的重量轻于空气,因此即使天然气泄漏到空气中也会很快扩散。
中国LNG工业现状与研发展望

中国LNG工业现状与研发展望中国LNG工业现状与研发展望LNG(液化天然气)是指通过冷冻将天然气转化为液态,便于储存和运输的一种能源形式。
作为一种清洁、高效的能源替代品,LNG在全球范围内得到广泛应用。
对于中国这样一个能源消费大国而言,发展LNG工业具有重要意义。
目前中国LNG工业已取得一定进展,但与全球先进水平相比还存在一定差距。
首先,在LNG生产方面,中国的LNG装备和技术水平相对滞后。
目前国内的LNG生产设施主要集中在一些沿海地区,而且大多数设备是进口的。
这使得中国在LNG生产过程中依赖进口装备和技术,增加了外部威胁和不确定性。
其次,中国的LNG储存和运输能力还不够充分。
由于LNG的液态状态要求特殊的温度和压力条件,中国的LNG 储罐和输送管道建设还不够完善,导致部分LNG资源无法有效利用。
再者,中国的LNG终端利用范围还较为有限,尤其是在交通运输和工业领域的应用还相对较少。
针对以上问题,中国的LNG工业在研发方面有着巨大的发展潜力。
首先,中国需要加大对LNG装备和技术的研发投入。
通过引进国外先进经验和技术,结合国内实际情况,加强本土化研发和创新,提升中国的LNG装备制造能力和技术水平。
其次,中国应加强LNG储存和运输设施的建设。
增加储罐、建设管道网络,提高LNG储存和输送能力,确保LNG资源的高效利用。
再者,加大LNG终端利用的研发力度,推动LNG在交通运输和工业领域的广泛应用。
特别是在燃料电池汽车和工业锅炉等领域,发展LNG作为清洁能源的替代品,减少环境污染和碳排放。
发展LNG工业还有利于优化中国能源结构,提高能源利用效率和环境保护水平。
随着环境污染和能源安全问题的日益突出,中国政府将LNG视为实现“绿色发展”的重要手段之一,并制定了一系列政策和措施鼓励LNG的发展。
未来,中国LNG工业有望进一步提升。
一方面,随着能源需求的增长和环境保护要求的提高,中国对LNG的需求将继续增加,为LNG工业的发展提供了庞大的市场空间。
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LNG国内外研究应用现状游伏兵. LNG“老化”及其对发动机性能影响研究. [D]武汉:武汉理工大学硕士学位论文. 20041.3.1各种不同类型的天然气发动机[1][1]王珂,张幽彤.天然气发动机技术发展研究.车辆与动力技术,2002(4),54-57一种类型的天然气发动机是通过对柴油机进行相应的改造得到的,采用压燃式的工作方式,依靠柴油机引燃。
它继承了柴油机高效率的特点,而且具有较好的动力性。
这种形式的天然气发动机通常用于大功率运输车辆上,通过改变柴油与天然气的比例可作为双燃料发动机使用。
另一类天然气发动机则采用与汽油机相似的结构,采用火花塞点燃,根据其供气方式和控制技术又可以大致分为3种。
第一种系统包含一个与化油器类似的部件,用于形成混合气,例如美国底特律柴油机公司50G NGV的预混合供气系统。
这种类型的优点是结构简单,价格较低,便于对现有的化油器式汽油机进行改造。
但是由于无法进行闭环控制,难于精确地控制空燃比,因而难于达到较高的排放控制水平,不能充分发挥天然气改善排放性能的潜力。
第二种系统采用电控单点喷射(SI),并结合氧传感器进行闭环控制以较精确地控制空燃比,从而使发动机具有较好的经济性和排放性。
但是由于单点喷射器与废气氧传感器之间有较长的距离,因而系统对空燃比的变化相应较迟钝,难于依靠氧传感器的信号在设定的空燃比附近实现快速振荡控制,尤其是在加速和减速时不能迅速响应空燃比的变化,从而使混合气在较长的时间过稀或过浓,使这些工况下的排放性能较差,影响了整体排放指标。
第三种是电控多点喷射系统(MI),目前已经有电控多点进气口喷射系统产品。
这种系统可以实现对空燃比按周期和按缸进行控制,具有良好的响应性,能实现精确地爆震控制,从而可以采用较高的压缩比,因而排放性、动力性和经济性都有很大提高。
例如本田公司研制的天然气发动机采用了在电控燃油喷射系统(PGM-FI)的基础上发展的电控多点气体喷射系统(PGM-GI),天然气由气体喷射器供到发动机进气门处,发动机的排放值明显降低,CO和HC分别比燃用汽油时下降了78%和80%。
美国福特公司1998年推出的天然气发动机也采用多点喷射系统.新一代缸内喷射系统也正在接近实用化,例如美国西南研究院(SWRI)开发的天然气电控缸内直喷(NGDI)系统,采用专用喷气装置通过电子控制实现天然气的缸内直接喷射,稀薄燃烧,结合催化技术实现发动机超低排放。
1.3.2提高天然气发动机功率的对策研究由于与汽油和柴油相比天然气的能量密度较低,且天然气大多是以气态形式供应会占用有效充气体积,因而天然气发动机开发遇到的一个问题是改用天然气后发动机功率的下降,对此研究者提出各种解决方案。
由于天然气具有很高的辛烷值,因而可以通过提高压缩比的办法弥补功率的损失。
应用例如日本研制的Nissan AD Van小型超低污染天然气汽车,采用天然气单一燃料,将压缩比由原型汽油机的9.5提高到12.8,使发动机功率和扭矩均有较大提高,低速时扭矩与原机相同,排放结果NOx为0.48g/km,T H C为0.07g/km,大大低于其限定值。
废气涡轮增压技术作为提高发动机动力性的有效措施也被广泛采用。
1.3.3降低天然气发动机排放的措施应用目前天然气发动机的排放控制策略主要有两种:一种是美国和欧洲的一些公司采用的稀燃技术加氧化催化剂方案降低排放。
例如美国康明斯(CumminsEngine)公司的B5.9G电子控制发动机采用稀薄燃烧、闭环空燃比控制,它是第一个达到1999年美国国家环保局(EPA)清洁燃料车队(CFFV)低排放车辆(LEV)标准认证的天然气发动机,同时也是第一个接受EPA 和加州空气质量委员会(CARB)认证的6L重型发动机,华盛顿大学则成功地将GMC3/4-ton汽车改为NGV,发动机采用稀燃、双涡轮增压、双中冷器,使排放性、经济性、动力性都得到提高。
一种则是最低排放策略。
如意大利IVECO公司选用最低排放策略,即以λ传感器为基础进行闭环控制,将NOx排放维持在1g/(kw·h),然后利用三元催化剂处理。
2000年FIAT研究中心将多点喷射(MPI)运用于2.8L 和9.5L发动机上。
这种新一代的IVECONGV主要用于城市公共汽车和公用运输车辆。
研究天然气发动机的废气再循环(EGR)技术应用也得到了广泛的重视。
例如West Virginia大学进行了天然气稀燃和EGR研究。
美国德州奥斯丁大学(Texas at Austin)针对天然气系统进行采用EGR降低峰值温度、利用排气氧传感器进行闭环控制、采用三元催化装置的研究。
随着天然气发动机技术的不断完善,天然气发动机的排放在不断地降低。
西南研究院研制的John Deere 8.1L大功率天然气发动机排放已满足加州空气质量协会(CARB)的极低排放标准(ULEV)。
应用日本本田公司推出了EIVIC系列NGV,在保持原车性能的情况下,其CO,NOx,THC排放量比1997年美国联邦政府制定的标准低60倍,比世界最严格的美国加州ULEV标准低10倍。
而且在全电子数字控制基础上,对天然气发动机空燃比和进气量的控制愈来愈精确,控制功能愈来愈丰富和完善。
1.3.4液化天然气(LNG)发动机的研究国外应用美国近10年来在LNG汽车的开发方面有显着的进展,美国的MVE公司已成为世界上最大的LNG设备设计生产商,这家公司有长期从事低温设备设计生产的经验,可以提供包括车用气瓶、加气站、大型储存罐、自动加气机和各种真空绝热管在内的全套LNG设备。
世界上90%以上的车用LNG气瓶是MVE公司的产品,大部分的LNG加气站也是MVE制造的。
美国的各大汽车公司如Caterpillar,Cummills,Detroit Diesel,JohnDeere,BWM,Ford,Mack,Dodge Gasoli rl,都生产LNG发动机,其排放都至少满足美国的低排放标准(LEV),Cummins 的发动机甚至可以满足超低排放标准(ULEV)。
另外,现在已有30多家美国汽车生产厂商制造LNG车辆。
日本的SuzukiMotor,Nisshinbo Industriesl等多家公司和研究机构已成功地研制出了LNG电控进气道多点喷射发动机应用于微型客车上。
国内应用1.3.5国内天然气发动机的研究与应用[2][2]张笑波,林在犁.液化天然气汽车的开发与应用.汽车研究与开发,2001(3),l0-13地处河南的中原油田为推广液化天然气车(LNGV)采取了一系列举措,已建成LNG一期工程,日产LNGl5X104Nm3,同时正在着手一期扩建工程和二期工程,2005年以前日产LNG能力可提高10倍,可以推广LNG汽车20000~30000辆。
2001~2002年期间,中原油田在北京、天津、青岛等城市以建9座LNG加气示范站,并组建了相应的LNGV示范车队。
力争在2~5年的时间内形成中原LNGV网络,带动国内LNGV的快速发展[3]。
2003年上海交通大学自行研制的单一燃料的LNG公交汽车已在上海试运行。
[3]杨志毅,王旭辉,叶勇等.车用液化天然气开发及应用.石油与天然气化工,2002(6),59-61国内研究LNG车载燃料系统由LNG车用储罐、汽化器、减压调压阀、混合器、控制系统及安全系统等组成,下图为中原油田开发的LNG车载燃料系统的流程图[4]。
LNG车用储罐采用双层金属加真空多层缠绕绝热技术,LNG储罐的液位、压力由液位压力计计量,液位计为电容式液位计。
LNGV工作时,车用储罐内的LNG在其自身饱和压力(约0.5 MPa)的驱动下离开储罐,通过低温截止阀和过流阀进入LNG汽化器。
汽化器采用发动机冷却水作热源,由控制系统根据发动机工况调节其汽化量。
汽化后的天然气经减压调压阀后进入发动机混合器,供汽车使用。
图LNGV车用燃料系统[4]王彦超,魏广荣,姜秀丽等.液化天然气汽车技术及存在问题探讨.能源工程.2003(1),30-32曲伟东. 重型LNG发动机配气相位及凸轮型线优化. [D]武汉:武汉理工大学硕士学位论文. 2010国外研究康明斯-西港公司发明的HPDI和CNG-Dl技术,其中HPDI(缸内高压直喷)技术采用的是双阀机构,内阀喷射柴油进行引燃,外阀喷气进行主燃烧,采用这种技术后,相比于原型柴油机,氮氧化物减少40~50%,颗粒排放物减少接近80%,温室气体排放减少20~25%,且可以保持热效率和动力性不下降[12]。
CNG-Dl缸内直喷技术则是利用温度超过1200℃(保证点火稳定)的电热塞进行点火,在压缩冲程的末期喷入天然气,混合气体到达电热塞时产生点火,进行燃烧。
使用CNG-Dl技术后,颗粒物的排放几乎为零,相比于同型柴油机,温室气体排放降低20%,相比于火花塞点火式天然气发动机燃油效率提高25%。
美国底特律公司生产的型号为60G的天然气发动机采用DDEC控制系统(提供更精确和完整的发动机控制)、电控点火、放气阀式涡轮增压器、DDC闭环控制、缸壁顶部冷却(可降低100℃左右)、电子爆燃传感器(防止不良工况的发生)、短的进排气道(更少的能量损失)、稀燃等多项技术,使天然气发动机的动力性能得到保持,排放性能则得到了很大的提高。
另外MACK 公司生产的型号为E7G325、350的天然气发动机也达到了良好的动力性、经济性和排放性。
[12]刘凯,席跃进.车用天然气发动机关键技术研究与发展.柴油机设计与制造,2008,15(3):1-4正是采用了电喷、可变气门升程相位、稀薄燃烧等众多先进技术,使天然气发动机的动力性得以保持,经济性得以改善,排放水平得到提高,通过结合材料、工艺等新技术的发展,天然气发动机将会得到更快更好的发展,最终发展成天然气发动机与液体燃料发动机达到相同的性能水平,特别是缸内直喷技术的出现使实现这个目标向前走了一大步[16-19]。
[16]Laurin.J, Bartonicek.L. Bus Natural Gas Engines. MECCA 4/2004,Czech Technical University of Prague,44~48[17]CorboP, Gambino M, Iannaeane S. Methane Dedicated Catalysts for Heavy-duty Natural Gas Engines.SAE 961087[18]林在犁,杨在杰.世界能源状况与车用天然气发动机技术发展.柴油机,2005,27(4):4-8[19]Kichiro Kato, Kohei Igarashi, Michihiko Masuda, Katsuji Otsubo, Akio Yasuda and Keiso Takeda. Development of Engine for Natural Gas Vehiele.SAE PaPer1999-01-0574国外应用美国的卡特彼勒、康明斯、底特律柴油机、福特、马克等公司都已经生产出LNG发动机,其排放性都可以满足美国的低排放标准,同时日本的铃木等公司也开发出了电控多点喷射LNG发动机,并成功应用于微型客车上。