CNG\LNG\L-CNG简介-CNG与LGN比较

摘要：天然气加气站有LNG、CNG和L-CNG三种模式,其工艺流程及所需设备不同。比较了3种加气站设备、造价、运行费用以及安全性。LNG加气站在造价和安全性方面优于CNG加气站,而L-CNG加气站介于两者之间。对于加气规模为10 000 m3/d的加气站,只有当LNG加气站的天然气进站价格比CNG加气站高出约0.151元/m3时,其年总运行费用才会高于CNG加气站。建议在条件允许的情况下,优先考虑建设LNG加气站。

关键词: 液化天然气； 压缩天然气； 加气站； 经济性； 安全；

中图分类号：F407文献标识码： A

CNG加气站介绍

CNG的概念

CNG简称压缩天然气，就是将低压力天然气通过增压设备加压到25MPa的高压天然气。

加气站的用途和加气站技术的发展

压缩天然气加气站主要为使用天然气燃料的汽车和车载储气瓶车加气。压缩天然气是一种新型、经济、安全的清洁燃料，具有优良的燃烧特性和极低的废气排放指标。目前世界上采用的绝大多数为压缩天然气（CNG）汽车，这种汽车是指主要由甲烷构成的天然气在20MPa左右的压力下储存在车内气瓶中，用以作为汽车燃料。

加气站的功能和分类

根据加气对象的不同，加气站可分为一般汽车加气的加气站、为拖车加气的加气母站、由拖车供气的加气子站、既为拖车加气也为一般汽车加气的加气站等，另外还有与加油站、液化石油气加气站、城市门站等的合建站。 加气站的站址选择加气站母站一般建于城市边缘，子站一般建于城市内，母站所带子站的数量和距离应在经济范围之内。加气站的站址应考虑安全距离、地质和水文条件、城市规划、交通线路等诸多因素。

加气站的主要设备选型

母站主要设备：缓冲罐、回收罐、干燥器、压缩机、加气柱。

标准站主要设备：缓冲罐、回收罐、干燥器、压缩机、顺序控制盘、储气罐、加气机。

子站主要设备：卸气柱、压缩机、顺序控制盘、储气罐、加气机。

加气站的流程

母站流程

管道气过滤调压计量系统缓冲罐干燥器压缩机加气柱。

标准站流程

管道气过滤调压计量系统缓冲罐干燥器压缩机顺序控制盘储气设施加气机。

子站流程

高压槽车卸气柱压缩机顺序控制盘储气设施加气机。

加气站的辅助系统

加气站辅助系统包括仪表自控、通信、土建、总图、供配电、消防等各专业内容。

LNG、L-CNG介绍

LNG的概念

液化天然气(Liquefied Natural Gas 简称LNG)是天然气经净化和液化(-162℃)后形成的，液化后其体积只有液化前的1/625，也就是说其汽化为气体后，体积将扩大625倍。其主要成分是甲烷(75%以上)。相对密度(气体)为0.60～0.70，液体密度是430～460Kg/m3，高热值41.5～45.3MJ/m3，燃点650℃，爆炸极限为5%～15%，压缩系数为0.74～0.82，其H2S含量不超过4×10-6(φ)，总含硫不超过30(气体)，N2含量不超过1.0%(摩尔)[1]。

LNG的特点

天然气在低温高压下（即在临界温度以下和临界压力以上）可以将其从气态转变为液态，这样它的体积可以缩小约600倍。

我国目前现有LNG运输均采用汽车槽车。槽车设计压力0.8 MPa，运行压力0.3 MPa，LNG在运输途中安全阀无放散现象，LNG几乎无损失。

LNG储罐日蒸发率大约为0．15％，这部分蒸发了的气体(简称 BOG)如果不及时排出，将造成储罐压力升高，为此设置了降压调节阀，可根据压力自动排出BOG。储罐蒸发的BOG和槽车卸车的BOG，通过1台BOG加热器加热后进入BOG储罐储存，在冬季使用水浴式NG加热器时，BOG可作为热水锅炉的燃料，夏季可进入管网。

LNG储罐是如何维持低温的呢？它的原理就是利用LNG的蒸发达到降温的目的，此过程叫蒸发制冷，就是随着罐体的吸热，罐内LNG升温，这样就会使罐内压力升高，为了降温就要根据情况适当放散一部分气体使罐内的压力降低，使一部分液体挥发吸热，从而达到维持罐内低温的目的。LNG储存气化站工艺流程

LNG储存气化站即用LNG槽车将液化的天然气通过卸车增压器输送到LNG储罐中储存，然后再通过储罐增压器将储罐中的液化天然气输送到气化器里进行气化，最后通过调压计量后输送给各用户使用。

LNG储存气化站主要设备

低温储罐、卸车增压橇、储罐增压橇、气化复热橇、调压计量加臭撬、控制系统等。

LNG加注站工艺流程

将低温槽车内LNG转注到低温储罐，通过增压气化器对储罐进行增压，使其达到加注时的工作压力。通过潜液泵将LNG泵入燃料汽车，由加气机进行计量。

LNG加注站主要设备

LNG储罐、LNG 低温泵、LNG 计量装置和控制系统。

L-CNG加气站工艺流程

将低温槽车内LNG转注到低温储罐，通过增压气化器将LNG输送。

LNG与CNG的比较

(1) 清洁性 LNG所含甲烷纯度可达99%以上， 不含硫等有害成分， 汽车使用相当干净， 对环境和汽车发动机都有利。

(2) 安全性 CNG是在20至25MPa压力下将天然气储存在储气瓶中，而LNG是将沸点为-162℃的液态天然气储存在压力为0.05至0.5MPa的绝热容器中。LNG汽化后常压下密度比空气还小，即使LNG发生泄漏，也会很快分散到空气中，自燃爆炸的可能性较小，所以LNG具有很高的安全性。

(3)经济性 LNG加气站占地面积小，无噪音，运行成本低，其建站的一次投资相对CNG加气站节约30%左右，且能减少日常的运行和维护费用近50%；由于LNG的辛烷值高于其他燃料，其组分均是低分子，结构简单，H和C原子比较接近，所以LNG具有较好的抗振爆性、燃烧性和冷启动性，作为汽车代用燃料，LNG能有效确保发动机平稳运转，降低噪音污染，与常规燃料相比，可节约发动机的维修费用50%以上；LNG比CNG单位价格热值高，燃烧得更完全、更充分，再加上LNG具有能量密度大、储存效率高，更利于运输，使用的地域范围更广；另外与CNG加气站相比，LNG加气站占地面积小，无噪音，运行成本低，其建站的一次投资相对CNG加气站节约30%左右，且能减少日常的运行和维护费用近50%，。因此LNG具有较强的经济性和适用性。

(4)扩展性 在LNG加气系统中增设LNG高压泵和高压气化器，建成LNG与CNG加气站，可以直接把LNG转化为CNG。LNG与CNG加气站既可以为LNG燃料汽车加气，也可以为CNG燃料汽车加气，这样就可以避免CNG汽车燃料系统的改造，消除了CNG汽车加气受天然气管网和气源的限制。

参考文献

[1] 陈叔平,谢高峰,李秋英,昌锟.天然气加气站运行费用的研究[J]. 煤气与热力. 2006(11)

[2] 付孟贵,谷存柱,成文建,李长军.浅谈压缩天然气加气站事故隐患及防范[J]. 安全、健康和环境. 2003(12) [3] 吴佩英.LNG汽车加气站技术的发展与应用[J]. 煤气与热力. 2003(10)

[4] 宋晓琴.国内外CNG加气站的发展趋势[J]. 油气储运. 2003(08) [5] 王彦超,魏广荣,姜秀丽,武少国.液化天然气汽车技术及存在问题探讨[J]. 能源工程. 2003(01)

[6] 陈叔平,刘志东,刘振全.车用燃料LNG、CNG及汽油的性能比较[J]. 真空与低温. 2002(04) [7] 刘锡麟.CNG加气站的安全放散系统[J]. 安全. 2002(04)

[8] 刘新领.液化天然气供气站的建设[J]. 煤气与热力. 2002(01) [9] 申莉,曾玲.CNG加气站的设计[J]. 化工设计通讯. 2001(04)

[10] 周伟国,金颖,胡海军.车用压缩天然气加气站的储存系统[J]. 城市公用事业. 2001(01)

[1]苏欣，熊波，黄坤等.松潘县液化天然气(LNG)气化工程[J].石油与天然气化工，2005