LNG加气站工艺设计文献综述
2020-05-01 08:39:26
目的及意义;
随着经济的不断发展,我国越来越注重对环境的保护,坚持可持续发展战略。石油能源的使用虽然带动了经济的高速发展,但代价就是造成环境的严重污染。LNG(液化天然气)加气站的发展在一定程度上改善了城市环境污染问题,在清洁能源逐渐取代传统能源的过程中,LNG加气站起到了不可替代的作用。LNG加气站的主要服务对象是出租车以及公交车,相比于传统的汽油,液化天然气的燃烧产物中对人体对环境造成危害的一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫的排放量几乎为零,而且完全没有苯、铅等粉尘。除此之外,液化天然气的价格也比汽油更实惠,热值也稍微高于汽油。自2002年我国建立首个LNG加气站以来,截至2016年已经有超过2500座LNG加气站,其工艺流程也日趋成熟。一个合理的工艺流程不仅能增加装卸效率,还没能提高设备利用率,最大程度利用每一分资源,符合实际需要。LNG加气站工艺流程主要有卸车流程、加气流程、调压流程、泄压流程以及BOG回收流程。目前我国LNG槽车的卸车方式为两种,分别为潜液泵卸车以及自增压卸车方式。
我国LNG加气站发展现状及分析
天然气加气站的种类大致有三种:CNG加气站、LCNG加气站以及LNG加气站。CNG加气站是目前国内建设最多、技术最为成熟、配套设备最为完善的一种加气站建设模式,又称标准站,适应于天然气输配管网的覆盖区域,一般靠近主要城市。现阶段我国LNG加气站网络还未形成,主要集中分布在华北和华东沿海地区,而内陆普遍处于起步阶段。国外LNG是通过海路输送至沿海LNG接收站,在通过LNG槽车运往各加气站。国内LNG加气站网络还不完善,因此发展小型LCNG加气站成为必要。另外撬装式加气站可以降低建站成本,占地面积小、安全可靠、投资小、建站周期短、易操作和搬迁,可运往偏远地方。因而撬装式加气站的建设可以加快内地LNG的利用发展目的。根据“十三五”规划,预计至2020年全国将会有大约12000座天然气加气站运营,加气站的建设也逐步向内陆发展。从2012年实施《天然气利用政策》,我国开始将LNG汽车纳入鼓励范围,LNG汽车正式获得国家政策层面的支持,因此2012年至2014年LNG加气站的数量增长比较迅速。而2015年至2016年增长速度变缓,是因为那段时间我国LNG加气站的利润降低,市场饱和。但是,伴随着国家低碳经济和气体能源战略的逐步实施,LNG加气站的建设需要将会越来越大。2018年我国为实现蓝天计划将兴建2500座LNG加气站并且改建1000余座LNG加气站。
对于LNG加气站的安全规范,现阶段在设计中一般按照国家质量监督检验总局国家建设部于2006年5月发布的《汽车加油加气站设计与施工规范》(GB50156-2006),进行选址和设计。我国现行的LNG加气站中所采用的主要规范还有:美国防火协会的《液化天然气(LNG)车辆燃料系统》和《液化天然气(LNG)生产、储存和装运》等。
国外LNG加气站发展现状及分析
在加气站方面,国外技术比较成熟。20世纪初,为了保护环境,欧美等发达国家颁发了一系列政策,加大对天然气发动机的研究。20世纪30年代,意大利成为世界第一个建立天然气加气站的国家。到20世纪80年代末,美国、加拿大、德国、法国等国家才开始研究,20世纪90年代初技术已经成熟,并开始推广使用。21世纪初,欧美等发达资本主义国家为了保护环境,降低污染排放,政府颁发了一系列法律法规或出台鼓励性政策,同时加大天然气发动机的科研投入,促进天然气汽车的发展。同时制定极为苛刻的汽车尾气排放法,对天然气供应企业,对天然气汽车购置税费、设备供给、加气站建设等方面给予资金、税收优惠政策和政府补等措施,让企业和消费者资源使用清洁能源。根据世界燃气汽车协会的最新统计,目前全国天然气汽车的保有量约为850万辆,近20000座加气站正在运营。国外关于天然气汽车和加气站的技术已经比较成熟。
在天然气汽车使用方面,1998年加拿大的Barclay提出了车用燃料加注站RFS的构想,RFS能以LNG和CNG的两种形式同时向车辆提供能量。Ko.Yoshiyuki,Kuhara,Katsuyuki介绍了液化天然气汽车的研究和进展;Martin Frick,Gian Carle对LNG加气站的布置进行了最优化的选择。在LNG加气站的安全性方面,国内的研究比较少,国外对这方面的研究大多是出于安全性角度考虑的法律法规,专门针对LNG加气站的研究也比较少。这些都是急需要解决的问题,从而为天然气汽车产业化发展和LNG加气站技术的提高打下良好的基础。
在全球都开始注重环保问题的前提下,LNG加气站的发展已经势不可挡,具有十分美好的前景。