LNG新型能源在港口流动机械中的应用

摘要： 文章结合现实的世界能源局势进行分析入手，以天津港为例对清洁燃料LNG进行的比较分析，对LNG新型能源在港口流动机械运用中的一些参数以及LNG经济性参数等方面进行介绍，和传统的柴油发动机进行了详细的对比分析，同时还结合具体的设备使用实际状况，总结了LNG新型能源作为一种新型的能源的明显优势。

关键词：LNG新型能源；流动机械；环保低碳

中图分类号： X324 文献标识码： A 文章编号：

一、前言

当今世界，能源的价格居高不下，同时伴随着世界性的金融危机的巨大影响，在世界范围内，以石油为代表的一些不可再生的能源的价格更是居高不下，从整个世界的范围来看，企业都在面临着一个不可回避的问题，那就是不断增加的能源成本给生产成本的具体压力，尤其是对于一些高能耗的企业来说更是事关企业生死存亡的重要课题，再加上当今世界低碳环保成为了各国的共识，我们国家的关于低碳减排的法律已经出台或者正在成形，对于未来的企业来说，想要使用传统的一些高能耗高污染的能源将会面临巨大的成本，这些趋势都使得一些大型的能好企业不得不重新的考虑现实的局面，重新的审视企业的能源应用模式，试图开发新型的能源作为传统能源的替代物，试图找到新能源替代传统能源，打开一个新的能源应用模式。

二、影响LNG经济性的参数以及应用成本

1、经济性参数

LNG和传统的柴油相比，更加的清洁环保，在已经具备良好的环境效益的情况下，作为一种能源的使用者的企业一定会关心一个问题，那就是这种新型能源的经济效益问题。LNG机械车辆的经济性主要是取决于两个重要的方面：一方面是和价格有关，这里价格主要是指的天然气和柴油的价格相比，看两者的价格差值；另一方面的决定因素就是天然气使用车辆和同等规格下的柴油使用车辆的价格差值。

2、影响的应用成本

目前来说，由于LNG车郎的天然气的发动机的产量和柴油机相比要小很多，所以制造成本还是高于柴油机的，具体的在反映到成品的价格上，就明显的要比柴油机的价格贵很多，另一方面，LNG设备需要储气罐、供气调压装置，并且供气调压装置的结构非常的复杂，制造工艺过程的要求非常高，所以整体的制造成本还是非常大的，所以LNG机械车辆的整体价格都会高于同等档次的柴油机车的价格。目前天津港使用的一些装机机械牵引车，主要的有东风日产的柴油机车，三菱以及重汽等品牌，柴油发动机的功率大都集中在320hp左右。

三、LNG新型能源在港口流动机械中应用的原因

1、LNG新型能源环保性

LNG新型能源无色、无味、无毒并且是没有腐蚀性的，是很多种物质的混合物，这种新型能源的主要化学成分是甲烷，其中还包括了一定量的乙烷、丙烷以及一些重质的碳氢化合物，是目前地球上公认的最洁净的能源，在标准的大气压下，天然气一旦冷却到大约—162℃的时候就会发生液化现象，而这种温度下的天然气的液态形式就是液化天然气，即LNG。

2、LNG新型能源的节能减排优势

目前来说，国内一些大型的港口都曾使用过LNG新型能源作为流动机械的动力，比如深圳的盐田港曾经引进过LNG的集装箱牵引车，同时还对LNG发动机以及柴油机的排放量进行详细的对比分析，得出的结果是：使用LNG的发动机和柴油机相比，一氧化碳的排放量较少了98.9%，HC的排放量较少了84%，NOx的排放量较少了31.85%，污染物颗粒的排放量LNG发动机是0.最终得出的结果是，LNG发动机的排放量基本上是不含有硫化物、铅土等的有害物质的，这就表明了这种新型能源在很多方面都是由于传统的柴油发动机的。

3、LNG的安全性分析

LNG的机械车辆都是在有专业的储气装置的，装置属于压力容器，对于储气罐的压力保护是LNG机械车辆重点考虑的问题，标准条件下的保护系统主要的是由主安全阀、副安全阀、过流阀、放空阀以及单向阀等多个装置组成的，这些阀门主要的是控制燃料的压力流量以及流向的，主安全阀以及副安全阀主要是用来保护整个系统的压力不会超过最大允许的工作压力，这样能够很好的保证车辆的安全作业，过流阀的作用主要是在下游的一些供气管道发生破裂的时候，为了避免事故的发生，燃气的流量一旦超过了设定的具体数值，过流阀就会迅速的切断气路，防止燃气的大量排放，放空阀主要是在系统检修的过程中或者是车辆长期休息的时候用于排清气管内的残留物，这一系列的保护程序都能够很好的防止储气罐内部因为压力过于高而发生爆炸，当前来说，车载的LNG储气罐大多都是使用两层金属真空再加上多层缠绕的绝热工艺进行安全作业的，同时还要通过严格的振动测试、跌落测试以及火烧测试等严格检测，为的就是保证LNG机械车辆的安全可靠性。

4、LNG港口牵引车动力性能分析

目前在大型港口流动机械中使用的牵引车基本上都是以短程的运输为主的，因为这些机械都是在港口进行作业，所以整体的作业范围比较小，另一反面由于牵引车的路程相对比较短，车辆有比较多，再加上港口的路况一般都比较复杂，所以经常都是需要配合其他的大型起重设备进行联合的工作，对于大型的港口作业来说，对于流动机械的要求是要进行频繁的起步、加速等不同形式的作业操作，所以，低速度大扭矩的特征是港口流动机械必须具备的基本条件。现代的天然气发动技术LNG在应用了包括进气增压、电控燃料喷射等在内的新型先进技术之后，已经在很大程度上有效的改善了发动机的动力性能，同时在性能上已经达到甚至是已经超过了相同排量的柴油机，这就在很大程度上满足了港口流动机械作业的动力需求，现在以国内牵引车领域比较先进的和使用比较多的成熟技术WD615系列的柴油发动机和比较领先的LNG发动机进行对比，具体的参数对比如下图：

图1 WD615系列的柴油发动机和LNG发动机进行对比

通过上图中的两者比较可以看出，WD615的95式的柴油发动机和WT615的95式LNG发动机的很多的结构参数都是比较接近的，都拥有比较相似的功率以及扭矩，但是LNG发动机的最大的扭矩的转速要比柴油机的晚了一百转，这就表明在低速运行的时候的扭矩要比柴油发动机的超微差，但是对于集卡来说，340哪里的发动机就已经拥有了足够的储备功率，同时LNG发动机在转速达到1000 RPM的时候，扭矩已经超过了1200N.m，一直到发动机的转速达到2000 RPM的时候都能够维持扭矩的正常输出，这就已经能够满足大型港口低速状态下的大扭矩以及低能耗等的要求了。

在港口流动机械的日常维修以及保养的成本问题上，LNG设备和柴油机设备相比，设备上增加了气罐以及供气调压系统，与此同时，和柴油机相比，LNG机械设备又减少了柴油增压喷射系统，对于柴油机的维修保养来说，很大的一部分都是来自于柴油机喷油泵、单体泵以及共轨高压系统这几个部分，而LNG机械设备正式巧妙的减少了这些部分，这也就在很大程度上大大的减少了设备维修保养的成本，同时还和发动机设备增加的气罐以及供气系统的维护保养费用相抵，但是由于前者的维修费用过于高，总的来说计算出的LNG机械设备的维修保养费用还是低于柴油机的维修保养费用的。

5、使用LNG发动机械设备的经济收益

应用LNG发动机的经济效益主要是来自于和柴油机的价格差异上，LNG发动机设备的价格一般情况下是以标方价格为单位，每一个地区的价格又不是统一，一般的都是和使用地区的距离起源地、LNG液化工厂的距离以及当地的消费水平有很大的关系，以天津港口为例，天津滨海地区就主要是中海油进行提供的，所以整体的价格使用的是和柴油价格比例进行调整的方式，具体的就是和柴油价格联动的价格策略，目前来说中海油的LNG市场报价是0#柴油价格的85%，同时承担的LNG标方又和柴油每一升单位间的当量差(当量差指1 Nm³的天然气与1 L柴油之间的比例热能差)，同时LNG的集卡单车的年收益等于年单车的燃油费用。

6、LNG投资回收期计算

（1）静态的投资回收期计算

对于LNG前提第一次的一次性支付全部的投资额并且每一年的受益固定项目计算出LNG的静态回收期能够按照：T=投资额/年收益：公式进行计算，计算出LNG的集卡静态投资回收期是4.15年。

（2）LNG的动态投资回收期

计算的过程图表2

图2LNG的动态投资回收期

通过图表2可以看出，T=（累计的折现值出现正值的年数）+上一年的累计折现值的绝对值/当年条件下净现金流量的折现值。最终得出的结果是动态投资回收期是5.05年。

四、结论

文章中我们可以看出，使用LNG新型能源相对于传统柴油能源来说，有四个非常大的优势，第一是更加安全可靠，LNG新型能源能够在低温以及低压的状态下储存液态的天然气，并且LNG机械的燃气系统还不会发生泄露造成爆炸事故；第二更加的环保清洁，LNG发动机的排放物一般情况下都是不含有有害物质的混合物，在这一方面就明显的由于传统的柴油发动机；第三载荷传统的柴油发动机的一些列参数比较相似的情况下，还能够满足大型港口流动机械设备低速大扭矩以及低能耗的要求，所以综上所述，LNG新型能源作为传统能源的替代物，在港口流动机械中的应用前景非常的客观。

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