LNG液化天然氣基本知識ppt課件(PPT 88頁)

1、LNG（液化天然氣）應(yīng)用基本知識第1頁，共88頁。第一部分LNG基本知識第2頁，共88頁。什么是LNGLNG（Liquefied Natural Gas），即液化天然氣的英文縮寫。天然氣是在氣田中自然開采出來的可燃?xì)怏w，主要成分由甲烷組成。LNG是通過在常壓下氣態(tài)的天然氣冷卻至-162，使之凝結(jié)成液體。天然氣液化后可以大大節(jié)約儲運(yùn)空間和成本，而且具有熱值大、性能高等特點(diǎn)。LNG的密度約為042046gcm3。1公斤L(fēng)NG氣化后約為1.4方天然氣LNG常用的計(jì)量單位為kg或Nm3LNG溫度極低，常壓下沸點(diǎn)約為-162攝氏度LNG的體積膨脹比極大，約為600倍LNG不能加臭，必須用專用儀器檢漏LN

2、G的存儲是臨時性的，溫度、壓力、組分隨時在變化第3頁，共88頁。LNG加氣站介紹第二部分第4頁，共88頁。為LNG汽車充裝LNG液體的加氣站。分為橇裝站和固定站橇裝站：儲罐、泵橇、汽化器、加注機(jī)集中裝配在一個橇體上，可以方便整站運(yùn)輸固定站：儲罐、泵橇、加注機(jī)分別固定安裝在站上通常該系統(tǒng)都有：加氣功能：儲罐內(nèi)LNG由LNG低溫泵抽出，通過加氣機(jī)向 汽車加氣卸車功能：由LNG低溫泵將LNG槽車內(nèi)LNC卸至LNG儲罐增壓功能：卸車完畢后，將儲罐內(nèi)部分LNG通過LNG氣化調(diào)壓后進(jìn)入儲罐，當(dāng)儲罐壓力達(dá)到設(shè)定壓力時停止氣化調(diào)溫功能：卸車完畢后，用LNG低溫泵從儲罐內(nèi)抽出部分LNG通過LNG增溫器后進(jìn)入儲罐

3、，當(dāng)儲罐溫度達(dá)到設(shè)定溫度時停止第5頁，共88頁。固定站及橇裝站 第6頁，共88頁。LNG加氣站流程圖第7頁，共88頁。真空絕熱儲罐：天?；蚱渌麧撘罕茫篈CD/國產(chǎn)LNG加注機(jī)：單槍/雙槍、單計(jì)量/雙計(jì)量LNG站控系統(tǒng)：自主知識產(chǎn)權(quán)LNG加氣站系統(tǒng)硬件介紹第8頁，共88頁。LNG站控系統(tǒng)第9頁，共88頁。第10頁，共88頁。第11頁，共88頁。第12頁，共88頁。第13頁，共88頁。LNG儲罐及車載鋼瓶LNG儲罐有效容積5150m3最大工作壓力0.71.6MPa立式/臥式真空粉末/高真空多層纏繞車載鋼瓶有效容積300L/400L最大工作壓力1.6MPa分帶回氣接口型和無回氣接口型第14頁，共88

4、頁。LNG潛液泵技術(shù)參數(shù):輸送介質(zhì):LNG流量：340L/min最大揚(yáng)程：250m進(jìn)口壓力：0.6MPa電機(jī)功率：約11KW轉(zhuǎn)速：15006000r/min所需進(jìn)口凈正壓頭：0.9m第15頁，共88頁。LNG輸送管道真空絕熱管道傳統(tǒng)保溫管道第16頁，共88頁。LNG真空軟管及真空法蘭第17頁，共88頁。LNG泵橇第18頁，共88頁。LNG加注機(jī)工作介質(zhì)：液化天然氣（LNG）；加氣速度：380kg/min計(jì)量準(zhǔn)確度：1.0級；重復(fù)性：0.5%；防爆等級： ExdembibibAT4工作電源：220V10% （AC），50Hz1Hz；額定工作壓力：1.6MPa；環(huán)境溫度：-2555；相對濕度：90

5、%；管路溫度：-19655；大氣壓力：80KPa110KPa；接地電阻：0.1 。第19頁，共88頁。LNG加注機(jī)配置質(zhì)量流量計(jì)：羅斯蒙特CMF100、CMF050/E+H 83F25、83F08加氣槍頭：Carter回氣槍頭： MARCO 緊急切斷閥：國產(chǎn)管路系統(tǒng)：普通管道/真空絕熱管道電控系統(tǒng)：VER3.0版（本公司自主產(chǎn)權(quán)）小票打印機(jī)：選配（本公司自主產(chǎn)權(quán)）金屬鍵盤第20頁，共88頁。LNG加氣機(jī)內(nèi)部真空模塊第21頁，共88頁。LNG槍頭及質(zhì)量流量計(jì)第22頁，共88頁。LNG加注機(jī)的槍數(shù)LNG加注機(jī)分單槍和雙槍兩種型式一只為加氣槍，另一只為回氣槍單槍和雙槍都只能同時給一輛車進(jìn)行加注使用單

6、槍還是雙槍取決于車載鋼瓶的型式雙槍加注機(jī)可兼容單槍加注機(jī)使用雙槍時兩個流量計(jì)計(jì)量之差為最終加注量第23頁，共88頁。撬裝LNG加氣站設(shè)計(jì)-單加氣機(jī)第24頁，共88頁。單加氣機(jī)加氣撬設(shè)備圖解第25頁，共88頁。撬裝LNG加氣站設(shè)計(jì)-雙加氣機(jī)第26頁，共88頁。雙加氣機(jī)加氣撬設(shè)備圖解第27頁，共88頁。第28頁，共88頁。第29頁，共88頁。第30頁，共88頁。第31頁，共88頁。第32頁，共88頁。第33頁，共88頁。第34頁，共88頁。第35頁，共88頁。第36頁，共88頁。第37頁，共88頁。第38頁，共88頁。2萬方每天加氣站布局第39頁，共88頁。4萬方每天加氣站布局第40頁，共88頁。

7、8萬方每天加氣站布局第41頁，共88頁。第三部分LNG/LCNG加氣站介紹第42頁，共88頁。LNG/LCNG加注站是利用LNG作為氣源的一種多功能加氣站，可同時提供LNG和CNG兩種車用替代燃料，即除了可以給LNG改裝車充裝液態(tài)LNG，完成對小容積LNG運(yùn)輸設(shè)備的充裝外，同時還可以對各種CNG改裝車充裝氣態(tài)CNG，給大容量的CNG專用運(yùn)輸半掛車充氣，兼有CNG加氣母站，CNG加氣站，LNG加注站的功能。工作時，潛液泵將站內(nèi)儲罐中的LNG增壓后通過加液機(jī)加入車載儲罐中實(shí)現(xiàn)LNG的加注。高壓柱塞泵將站內(nèi)儲罐中的LNG直接增壓到250bar后通過空溫式汽化器汽化為CNG，再通過CNG售氣機(jī)為NGV

8、車輛加氣，也可通過加氣柱為CNG子站拖車加氣。第43頁，共88頁。LNG/LCNG加氣站配置1、 50方立式真空珠光砂絕熱LNG專用儲罐 2臺2、 LNG低溫泵（美國進(jìn)口ACD泵）含泵池,工藝管線,閥門,儀表柜等1臺3、 LNG加液機(jī)：帶有IC卡小票打印和收費(fèi)系統(tǒng)2臺4、 低溫高壓柱塞泵（1500L/min） 2臺5、 空溫式汽化器(1500NM3/h)2 臺6、CNG三線雙槍加氣機(jī): 帶有IC卡小票打印和收費(fèi)系統(tǒng) 2臺7、CNG地面儲氣瓶（3.9Nm3水容積) 1組8、LNG真空連接管線 120米9、CNG高壓管線 300米10、 儀表風(fēng)空壓機(jī) 1臺11、 PLC控制系統(tǒng) 2套第44頁，共8

9、8頁。LNG加液站工藝流程加氣站原料為液化天然氣（0.3MPa，-146LNG），來自LNG工廠，采用40英尺標(biāo)準(zhǔn)集裝箱低溫槽車運(yùn)輸，正常運(yùn)行條件下，2天運(yùn)送一車即可滿足100輛以LNG為燃料的公交車日加氣量要求。LNG加氣站工藝流程如下：1卸車流程：由加氣站LNG泵將LNG槽車內(nèi)LNG轉(zhuǎn)移至加氣站LNG儲罐，液化天然氣槽車密閉接頭LNG泵LNG儲罐。2加氣流程：儲罐內(nèi)LNG由LNG泵抽出，通過LNG加氣機(jī)向汽車加氣，LNG儲罐LNG泵加氣機(jī)汽車加氣。3調(diào)壓流程：卸車完畢后，用LNG泵從儲罐內(nèi)抽出部分LNG通過LNG汽化器調(diào)壓后進(jìn)入儲罐，當(dāng)儲罐飽和壓力達(dá)到設(shè)定壓力時停止汽化。LNG儲罐LNG泵

10、LNG汽化器LNG儲罐。第45頁，共88頁。儲罐低溫泵增壓器槽車加氣機(jī)汽車LNG加氣站工藝流程示意圖第46頁，共88頁。 L-CNG加氣站工藝流程L-CNG加液站工藝主要分為LNG增壓和LNG汽化，以及L-CNG存儲和加氣兩個主要流程。LNG增壓：采用LNG低溫高壓柱塞泵直接增壓。 設(shè)備選型：采用兩列柱塞式低溫高壓泵，一開一備，設(shè)備成撬。LNG高壓空溫式汽化器從LNG儲罐出來的LNG經(jīng)過低溫高壓泵增壓到20Mpa后進(jìn)入到汽化器，汽化器通過對LNG的加溫汽化，使低溫的LNG汽化成常溫的CNG并且儲存到現(xiàn)場的CNG存儲裝置中去。氣化器的設(shè)計(jì)和選型是根據(jù)LNG的特性，當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和L-CNG站加氣

11、負(fù)荷計(jì)算來確定，確保足夠的汽化率保證汽化后的CNG不帶入潛熱進(jìn)入CNG儲氣瓶。 三線雙槍加氣機(jī)：通過從CNG儲氣瓶組取氣，給車輛進(jìn)行加氣。第47頁，共88頁。LNG產(chǎn)業(yè)資源介紹第四部分第48頁，共88頁。 天然氣在常壓下-162度時形成液化天然氣（LNG）。 液化天然氣（LNG）是目前全球公認(rèn)的清潔能源，它具有節(jié)能、環(huán)保、安全、可靠、經(jīng)濟(jì)效益突出等眾多優(yōu)點(diǎn)。 國家十五規(guī)劃政策鼓勵液化天然氣開發(fā)和引進(jìn)。至2012年在我國沿海城市建立12個LNG進(jìn)口接收站，總量3500萬噸，相當(dāng)于455億標(biāo)方天然氣，即二條西氣東輸管道的總量；內(nèi)陸已建立20多個天然氣及煤層氣的液化廠，年液化總量達(dá)500萬噸，相當(dāng)于

12、65億標(biāo)方天然氣，可供20萬多輛大型汽車使用。 LNG在低溫、低壓、液態(tài)下儲存、運(yùn)輸及應(yīng)用，其密度為氣態(tài)的620倍左右，壓縮天然氣的三倍，單次加氣可持續(xù)行駛400-1800公里，能滿足城市公交、城際客車、重型卡車的長途行駛的要求，且環(huán)保、安全可靠，因此已逐漸成為我國汽車新能源市場需求的一個主要能源。LNG產(chǎn)業(yè)資源介紹第49頁，共88頁。LNG物理性質(zhì)LNG密度：0.425-0.46KG/L沸點(diǎn)： -162氣化后密度0.6-0.7KG/ m3高熱值：41.5-45.3MJ/ m3氣液體積比：6251辛烷值：130儲存溫度：-160-120操作壓力：01.0MPa部分沿海城市LNG進(jìn)口接收站液化廠

13、第50頁，共88頁。LNG計(jì)量單位換算表 可裝LNG體積可裝LNG重量氣化后NG體積備注1L0.001m30.425KG0.620m3275L車載瓶0.2475 m3105KG150 m3335L車載瓶0.3015 m3128KG180 m3375L車載瓶0.3375 m3143KG205 m3450L車載瓶0.405 m3172KG245 m343英尺集裝箱52 m390%約20噸約28500 m3第51頁，共88頁。LNG車用燃料的特點(diǎn)和優(yōu)勢第五部分第52頁，共88頁。1能量密度大，汽車?yán)m(xù)駛里程長，同樣容積的LNG車用儲罐裝載的天然氣約是CNG儲氣瓶的3倍。大型LNG貨車一次加氣可連續(xù)行駛

14、8001000km，非常適合長途運(yùn)輸?shù)男枰?運(yùn)輸方便，由于是液態(tài)，LNG便于經(jīng)濟(jì)可靠地遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，建設(shè)LNG汽車加氣站不受天然氣管網(wǎng)的制約。在陸上，通常用2050m3（相當(dāng)于1200030000Nm3天然氣）的汽車槽車像運(yùn)輸汽油、柴油那樣將LNG遠(yuǎn)送到LNG汽車加氣站LNG作為車用燃料的特點(diǎn)和優(yōu)勢第53頁，共88頁。3組分純，排放性能好，有利于減少污染，保護(hù)環(huán)境，LNG的組成比CNG更純凈，因而LNG汽車的排放性能要優(yōu)于CNG汽車。4安全性能好，LNG的燃點(diǎn)為650，比汽油、柴油、LPG的燃點(diǎn)高，點(diǎn)火能也高于汽柴油、LPG，所以比汽柴油、LPG更難點(diǎn)燃，LNG的爆炸極限為515%，且氣化后密

15、度很低，只有空氣的一半左右，因而稍有泄漏即揮發(fā)擴(kuò)散。LNG存儲壓力低（0.3-0.7MPa），比CNG更安全。LNG作為車用燃料的特點(diǎn)和優(yōu)勢第54頁，共88頁。5、低速大扭矩、經(jīng)濟(jì)性好 針對重卡載重大、上下坡多的工況（特別是自卸等工程用車），開發(fā)了重卡版氣體發(fā)動機(jī)，通過加大低速時的充氣效率，提高了低速扭矩；降低了燃料消耗率。 采用濰柴、上柴的大功率純天然氣發(fā)動機(jī)，按照天然氣特性標(biāo)定發(fā)動機(jī)電控程序，保證了重卡足夠的功率和扭矩的需要。6、低溫啟動性能好:最低啟動溫度-零下30度。 ECU根據(jù)水溫、空氣溫度對燃料噴射和點(diǎn)火提前角進(jìn)行補(bǔ)償，保證低溫啟動性能。LNG作為車用燃料的特點(diǎn)和優(yōu)勢第55頁，共8

16、8頁。LNG經(jīng)濟(jì)性氣耗：1升柴油 = 11.1方LNG。 根據(jù)我公司天然氣重型商用半掛車的運(yùn)營的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，天然氣重卡燃料消耗約為50立方米/100公里，同等馬力、噸位的柴油車的燃料消耗約為50升/100公里。供氣價格計(jì)算模式：1立方天然氣是0號柴油市場零售價的60%。例如0號柴油的零售價是6.5元/升，則每立方天然氣的價格是：6.5x60%=4元/方。使用LNG作燃料比燃油可節(jié)約燃料費(fèi)40%。第56頁，共88頁。LNG經(jīng)濟(jì)性LNG車輛的百公里燃料消耗費(fèi)用為：4元/立方米50立方米200元，柴油的價格為6.5元/升，柴油車輛的百公里燃料消耗費(fèi)用為：6.5元/升50升325元。每百公里節(jié)約燃料

17、費(fèi)用125元。每車按年運(yùn)行6000080000km計(jì)算時，中型車耗油約1320017600升，大型車耗油2040027200升，以當(dāng)前油價計(jì)算，使用LNG時分別可節(jié)約燃料費(fèi)為3300044000元和5100068000元，汽車行駛路程越長，則越節(jié)約燃料費(fèi)用。第57頁，共88頁。0#柴油在冬季-10度時會產(chǎn)生結(jié)臘無法正常使用，需更換-20#柴油，在-30度時需更換-35#柴油，燃料成本更高。LNG在-30以上時可正常燃燒，在冬季其燃料費(fèi)用節(jié)約50%以上。LNG汽車改裝件投資略高于CNG汽車，若采用國產(chǎn)儲罐改裝件，中型車投資約為1.3萬元，重型車約為2.0萬元，則改車投資回收期約為0.5年。根據(jù)天

18、然氣汽車的特點(diǎn)，使用天然氣時還可延長發(fā)動機(jī)壽命，降低發(fā)動機(jī)的維修費(fèi)用50%以上，因此LNG汽車的實(shí)際投資回收期比上述投資回收期短30%，一般在投用半年之內(nèi)即可收回投資。 LNG經(jīng)濟(jì)性第58頁，共88頁。LNG燃料技術(shù)的應(yīng)用第七部分第59頁，共88頁。LNG車載燃料系統(tǒng)LNG車載燃料系統(tǒng)是將LNG儲存在車用LNG儲罐內(nèi)，通過汽化裝置汽化為0.45Mpa左右的氣體供給發(fā)動機(jī)，其主要構(gòu)件有LNG儲罐、汽化器、減壓調(diào)壓閥、混合器和控制系統(tǒng)等。車用LNG儲罐一般采用雙層金屬真空加多層纏繞絕熱技術(shù)，國內(nèi)外都能生產(chǎn)，技術(shù)可保證LNG日蒸發(fā)率在2%以內(nèi)（714天之內(nèi)不產(chǎn)生蒸汽損失）。汽化器一般采用發(fā)動機(jī)冷卻水

19、作熱源，由控制系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動機(jī)狀況調(diào)節(jié)其氣化量 。第60頁，共88頁。車載供氣系統(tǒng)主要包括LNG車用瓶、汽化器、調(diào)壓閥、緩沖罐等。車載LNG氣瓶內(nèi)常規(guī)飽和氣壓：0.4-0.7MPa流程：氣瓶閥限流閥汽化器緩沖罐過濾器電磁閥減壓器發(fā)動機(jī)燃?xì)庀到y(tǒng)LNG車載裝置第61頁，共88頁。LNG車載瓶結(jié)構(gòu)介紹在內(nèi)膽外壁纏繞數(shù)百層復(fù)合絕熱材料，包含高絕熱性能的玻璃纖維紙和阻隔輻射傳熱的鋁箔紙，并在夾套間進(jìn)行超高真空處理。夾套間設(shè)置了低溫吸附和常溫吸附裝置，可保證氣瓶不論在低溫使用或常溫閑置時都有良好的夾套空間真空度。上充液管設(shè)計(jì)為單管噴淋結(jié)構(gòu)，可以使低溫的液化天然氣在充入內(nèi)膽時將氣相空間的部分蒸汽（BOG）重新

20、液化，加快加液速度。第62頁，共88頁。充液管線有單向閥，保證液化天然氣只能向氣瓶內(nèi)部單向流動；而出液管線的單向閥則與充液管線的相反；在出液管線還設(shè)有過流閥，當(dāng)外部管線斷裂或大量泄漏，過流閥會限制氣瓶內(nèi)液體外泄。氣瓶設(shè)置了兩只安全閥，每只安全閥的泄放量均滿足泄放要求，副安全閥的主要作用是，當(dāng)主安全閥失靈時，保護(hù)氣瓶安全。安全閥開啟壓力：第一級1.76MPa；第二級2.4MPa。氣瓶內(nèi)膽與外殼采用了軸向和徑向組合支撐，可保證氣瓶在運(yùn)行中不會因?yàn)檎駝佣箖?nèi)膽器與外殼之間發(fā)生相對位移和結(jié)構(gòu)變形。 第63頁，共88頁。液化天然氣絕熱氣瓶第64頁，共88頁。第65頁，共88頁。LNG車載燃料系統(tǒng)汽化器安

21、裝在車用瓶和發(fā)動機(jī)之間。汽化器與發(fā)動機(jī)冷卻水系統(tǒng)相連，來自發(fā)動機(jī)的高溫冷卻液將其加熱并氣化，隨后供給發(fā)動機(jī)。第66頁，共88頁。LNG車載瓶第67頁，共88頁。昆侖能源有限公司新捷股份哈密LNG加注站第68頁，共88頁。北京公交集團(tuán)總公司LNG加注站實(shí)景第69頁，共88頁。LNG單一燃料公交車 加注LNG第70頁，共88頁。43英尺LNG罐式集裝箱40英尺LNG罐式集裝箱LNG運(yùn)輸車輛及集裝箱第71頁，共88頁。美國LNG單一燃料重型牽引車（3燃料罐）第72頁，共88頁。中國重汽LNG汽車介紹LNG牽引車、自卸車牽引車分為：氣瓶后置式 氣瓶側(cè)置式（兩種任意選擇） 自卸車為： 氣瓶側(cè)置式第73頁

22、，共88頁。HOWO LNG S38牽引車 汽車用LNG供氣系統(tǒng)包括：1、專用車載低溫絕熱瓶2、充裝接口3、安全限流裝置4、LNG汽化器5、穩(wěn)壓器6、緊急切斷(電磁閥)裝置等組成中國重汽LNG汽車介紹第74頁，共88頁。中國重汽LNG汽車介紹LNG供氣系統(tǒng)技術(shù)性能:供氣流量：根據(jù)發(fā)動機(jī)給定參數(shù)設(shè)定；供氣壓力:可在0.251.2 MPa內(nèi)設(shè)定，工作時設(shè)定值波動10PSI；供氣溫度:可在1045內(nèi)設(shè)定;如發(fā)動機(jī)有輔助調(diào)壓功能,本系統(tǒng)可聯(lián)動;系統(tǒng)有優(yōu)先使用氣相功能,即當(dāng)LNG瓶內(nèi)壓力高于經(jīng)濟(jì)閥設(shè)定值時使用氣相;系統(tǒng)充液時可悶充,無須接氣相,不放空;充液速度40/分鐘， 即LNG充氣時間約10分鐘，而

23、CNG充氣時間約30分鐘。第75頁，共88頁。中國重汽LNG汽車介紹車用LNG氣瓶車技術(shù)參數(shù) 設(shè)計(jì)壓力3.18MPa、工作壓力1.59MPa、設(shè)計(jì)溫度-196、工作溫度-162,充裝系數(shù)0.9, 規(guī)格是依據(jù)發(fā)動機(jī)功率和續(xù)駛路程設(shè)計(jì)成450L、375L、275L等三種，瓶上設(shè)有一、二級安全閥、進(jìn)出液口、氣相口、新型液位計(jì)、壓力表和瓶內(nèi)壓力自動調(diào)壓裝置。第76頁，共88頁。中國重汽LNG汽車介紹氣瓶在沖擊條件下的完整性。即對氣瓶的最關(guān)鍵部位（自行指定，管路系統(tǒng)端除外）進(jìn)行10米高的跌落試驗(yàn)和對管路系統(tǒng)端3米高的跌落試驗(yàn), 跌落試驗(yàn)完畢后的1小時內(nèi)，氣瓶外殼不得有結(jié)露或結(jié)霜現(xiàn)象（內(nèi)膽與外殼連接支撐部位除外）。氣瓶安裝在汽車上應(yīng)能承受8kg重力加速度沖擊;氣瓶有優(yōu)先使用氣相功能,工作時罐內(nèi)相對壓力穩(wěn)定;車用LNG氣瓶性能 :第77