张志华 李明丽

【摘 要】本文比较了各种车的特性，认为液化天然气汽车的综合性能优于目前广泛使用的压缩天然气和液化石油气汽车。为此着重分析了液化天然气汽车的可行性和必要性。同时也LNG加气站建设安全问题进行了阐述。

【关键词】LNG加气站；综合性能；安全问题

0.引言

近年来，我国能源与环境的矛盾日益突出，新型洁净型能源燃气汽车发展迅速，主要以压缩天然气（CNG）汽车为主，多数用于单次加气行驶里程较短的城市出租车和公交车上。在国外，液化天然气（LNG）汽车以其污染小、安全性能高、经济效益显著且适用于大型长途运输车辆等优点而得到大力推广。美国约有100座LNG汽车加气站，在该方面技术上处于领先地位。在我省，聊城茌平、烟台、淄博等地正在已建了LNG汽车加气站，在其他地级市也正在筹建LNG加气站。山东省未来在海上LNG码头建立之后，未来的LNG加气站也将大规模的发展。

1.各种加气站的主要技术指标与设备

天然气加气站分为CNG母站，CNG常规站、CNG子站、LNG加气站，以及C-LNG合建站。省内以及建设的加气站，90%为技术流程简单，技术成熟的CNG站。随着LNG气源的充足，LNG站得建设将逐步形成一定的规模。

CNG标准站（又称常规站）是将来自中压管网（0.3MPa～0.4MPa）的天然气经过过滤、计量、稳压后通过脱硫装置除硫，再用压缩机加压至25.0MPa高压脱水后经控制系统送入储气瓶组，最后由加气机对外计量加气。标准站适合建于天然气输气管网的覆盖区域内，一般靠近主城区。标准站主要设备包括：脱硫装置、干燥装置、压缩机、CNG储气瓶组、CNG加气机、控制系统等。

1.1子母站

母站一般是从高压管道（1.0MPa～1.5MPa）取气经过滤、计量、加臭、稳压至1.0MPa后，在前置脱水装置中干燥处理进入缓冲罐，经压缩机加压后由加气柱给CNG管束车充气，再通过CNG管束车输送给子站供气，同时具备直接给CNG汽车加气的能力。子站一般采用双线制供气，第一路为直供线，利用管束车压力直接为汽车加气，子站储气瓶组为汽车储气瓶补足20.0MPa；第二路为加压线路，当储气瓶组压力小于22.0MPa时，压缩机开启，抽取罐束车内天然气补充储气瓶组压力至25.0MPa。CNG子母站是针对管网、征地、安全等条件受限制而发展起来的一种无管网输配技术，可建在输气管网尚未敷设的区域，远离主城区。子母站有快速发展的趋势，它与标准站等有机结合，实现优势互补。母站一般建设在城市管网接收门站、调压站或天然气主干管网附近，一个母站通常配置4～6个子站。子母站主要设备包括：干燥装置、压缩机、CNG储气瓶组、加气柱、卸气柱、CNG加气机、控制系统等。

1.2 LNG加气站

LNG汽车加气站有两种形式，种是专对LNG汽车加气的单一站，一种是可对LNG汽车，也可对CNG汽车加气的混合站（L—CNG站）。LNG汽车加气站的主要设备有LNG专用储罐、LNG低温泵、LNG计量装置和控制系统，流程类似于普通的加油站。LNG储罐是一种双层真空绝热容器，国内外均能生产，而且技术成熟、安全可靠，在加气站中储罐一般在地下，低温泵在储罐内，用于将罐内LNG向车用储罐输送，计量装置建在储罐上方的地面，因此整个加气站占地很少，数百平方米即可，在目前的加油站增设这套系统十分容易。

2.各种燃气汽车的比较

山东省使用LPG作汽车的燃料城市主要是烟台和威海，制约LPG汽车发展的主要因素有：（1）车用LPG的气质要求高，国内专用气源不充足；（2）对气质的要求高，LPG组分不纯时，其排放效果很差，甚至不如汽油（3）LPG价格地区差异大且不稳定，有时高于燃油价格；（4）安全性较差，LPG泄露后不易扩散，容易积聚形成爆炸。

随着我国天然气的开发利用和发展， CNG汽车也有较快的发展，目前使用较多的是CNG汽车。而CNG汽车的主要制约因素有：（1）车用高压钢瓶自重大，燃料能量密度低，一般只能装18L的天然气，行驶里程180公里（2）CNG加气站占地多，安全距离要求大，且有噪音污染，对城市居民的生活有较大的影响（3）建站投资大，天然气增压成本高（4）加气站不能脱离天然气管网建设，难以网络化布点。

随着我国液化天然气工业的发展，用LNG供作汽车燃料的优越性会在今后的研究开发和应用中充分发挥出来。LNG汽车的优越性主要是：（1）LNG能量密度大，LNG存储密度是标准状态下体积的1/625，同样容积的LNG车用罐装载的天然气是CNG储气瓶的2.5倍，汽车续驶里程长（可达400km 以上）。目前国外大型LNG货车一次加气连续行驶里程为1000—1300km，非常适合长途运输的需要。（2）运输方便。液态的LNG可用专用槽车远距离运输，经济可靠，建设LNG汽车加气站不受天然气管网的制约，只要找到LNG气源就可以建站。

（3）液化天然气比压缩天燃气更纯净，尾气排放性能优于CNG尾气排放性能，与汽柴油车比，LNG汽车的有害排气又降低约85% ，被称为真正的环保汽车。

（4）LNG安全性能好，其着火点为650oC，比汽油、柴油LPG的着火点都要高，LNG泄漏5%-15% ，比重为空气的一半，稍有泄漏很快在空气中挥发扩散。而LPG的爆炸极限为2.4%-9.5%，着火点为465 oC，气化后密度大于空气，泄漏后不易挥发扩散。（5）可将LNG用泵升压汽化后转化为CNG，对CNG汽车加气而不需要提供CNG专用压缩机。（6）建站投资少，占地少，无大型动力设备，运行成本低，加气站无噪音。

3.安全设计中两个问题的探讨

关于消防给水系统的设置。

水在LNG站场与其它消防系统的用途不同，水既不能控制也不能熄灭LNG站场的火灾，水遇到LNG火灾时，只会加速LNG的气化，进而加快其燃烧速度。对火灾的控制只能起到相反的作用。水在LNG站场主要是用来冷却其它受到火灾热辐射的储罐或设备，关于消防给水系统的设计现行规范规定如下：

①《石油规》规定，储存总容积小于265m3的LNG罐组可不设消防给水系统。

②《LNG规》第9.1.2条规定，消防水系统是否设置，需要根据防火工程的原则、设施场地条件和危险性分析、暴露建筑物或其它财产进行评价。

4.结论

（1）CNG子母站一定程度改变CNG标准站得使用环境，但与L-CNG加气站相比，其安全性和经济性均不如前者，在远离天然气管网且需要建CNG加气站的地区，优先选择L-CNG加气站。

（2）LNG加气站在适用范围、安全性、充气效率上占有很大优势，且经济性高于L-CNG加气站和CNG子母站，有条件地区宜优先建设LNG加气站。

（3）加快LNG加气站网络化的建设，国家相关部门应尽快组织技术力量编制专门针对LNG加气站的设计规范。