CNGLNGLCNG加气站的比较.docx
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CNGLNGLCNG加气站的比较
CNG、LNG、L-CNG加气站的比较
目前,天然气作为燃料汽车的替代能源,主要以CNG和LNG形式向汽车供应,从而存在了CNG、LNG以及L-CNG加气站等形式,本文将对三种加气站进行对比介绍。
一、三种加气站的概念
1、CNG加气站
CNG加气站是世界上最普遍、最常见的车用天然气加气站,也是目前国内建
设数量最多、技术最成熟、配置设备最完善的一种加气站建设模式,适用于天然气输配管网的覆盖区域内,一般靠近主要城区。
它的工作原理为用压缩机对管道低压天然气进行增压,使之达到25MPa,通
过优先顺序控制盘向储气瓶组或汽车加气,汽车的气瓶最大工作压力为20MPa。
CNG加气站主要由下面几部分组成:
脱水系统、除硫系统(根据介质含硫量取舍)、调压计量系统、增压系统、储气系统、储气系统、高压管道系统、控制系统和CNG加气机等部分组成。
2、LNG加气站
LNG加气站是专门对LNG汽车加气的加气站,主要用于远离管道天然气,而
附近有充足的LNG资源的城市。
LNG加气站就是用低温泵从LNG储罐中抽出液态天然气,通过加气机对车载LNG气瓶进行加气,汽车的气瓶最大工作压力为1.6MPa。
LNG加气站主要由下面几部分组成:
LNG低温储罐、低温泵、LNG汽化器、控制系统、LNG加气机、低温管道系统及LNG槽车等组成。
3、L-CNG加气站
L-CNG加气站是LNG与CNG两种加气方式的有机组合,它是将LNG在站内气化后使之成为CNG,并对CNG汽车加气的加气站。
它是用低温泵将低压(0~0.8MPa)、低温(-162℃~-145℃)的LNG送至LNG汽化器,在换热器中将液态天然气加热气化成常温、高压(20~25MPa)后,由优先控制盘送至站内高、中、低压瓶组,通过加气机给汽车加气。
L-CNG加气站主要有下面几部分组成:
LNG储罐、低温泵、汽化器、储气系统、低温管道、高压管道系统、控制系统、CNG加气机等组成。
三种加气站的基本特征比较如表1所示。
表1几种加气站的基本特征比较
项目
CNG加气站
LNG加气站
L-CNG加气站
技术水平
技术成熟可靠,应用普及
技术成熟,应用不普及
技术成熟、应用不普及
设备配套
压缩机、售气机等配套完善,购置成本不断下降
低温液相高压泵、低温阀、高压气化器等设备以进口为主
关键设备以进口为主
供气保障
建于市区,铺设燃气管网地区均能满足要求,用气高峰时段,会受其他用户影响
气源不受管网限制,且储存量较大,但市区内LNG槽车的运输管理尚待明确和规范
同LNG加气站
安全保障
安全间距要求较高,如采用钢瓶储气,需定期检查
储罐的安全性要求较高,但槽车运输安全性不如管道输送
储罐的安全性要求高,但槽车运输安全性不如管道输送
占地面积
占地面积最大,在市区选址相对困难
占地面积小,市区选址相对容易
占地面积较大,市区选址相对困难
优点
技术成熟,设备配套,一次性投资大,经营灵活
加气能力较大,加气速度快,不影响城市管网供气,噪声小
投资较大,加气能力较大,加气速度快,不影响城市管网供气,噪声小
缺点
选址困难,可能出现噪音扰民现象,对城市管网供气有一定影响,能耗较高
低温设备的运行管理缺乏经验,槽车运输环节限制多,无设计、施工、验收
规范
低温设备的运行管理缺乏经验,槽车
运输环节限制多,无设计、施工、验收
规范。
二、投资及运营经济比较
1、投资造价比较
为了便于比较,此处的设计规模统一为1.5万方/天,各站的投资如表2所示。
表2各类型加气站系统构成及车辆改装费用一览表
序号
系统组成
LNG加气站
(万元)
L-CNG加气站
(万元)
CNG加气站
(万元)
说明
1
卸车系统
12-15
12-15
10
可用压力自增压卸车和泵
卸车
2
储罐
70-75
70-75
-
双层金属真空容器
3
LNG泵
35-40
-
-
离心泵
4
饱和压力调节汽化嚣
12
12
-
铝翘片式汽化器
5
LNG售气机
15-18
8-9
-
质量流量计
6
高压LNG泵
-
40-45
-
低温泵
7
高压汽化器
-
30-35
-
不锈钢管换热器
8
CNG售气机
-
8-9
15-18
ASME标准专用CNG储罐
9
CNG储气瓶
-
8-10
75-80
(地下储气井)
质量流量计
10
CNG压缩机
-
-
100-120
一开一备
11
控制系统
15-20
18-20
15-20
PLC
12
报警器
6
6
6
可燃气体及火焰报警器
13
占地面积亩
5
5
3-5
14
站区主要设备投资(万元)
170-191
217-241
224-259
不含施工安装、车辆运输和
征地费用
15
车辆改装费用
3万元/辆
3万元/辆
1.0万元/辆
以公交大车为例
16
车辆改装费用
1.2万元/辆
O.8万元/辆
0.5万元/辆
以出租车为例
各种类型加气站皆仅考虑本站接受加气功能,对气源生产供应环节不作比较。
通过表2可以看出,LNG加气站建站设备费用较L—CNG低17%,较CNG加气站低23%,而汽车改装费用,大车LNG比CNG高200%.小车LNG比CNG高33%。
以国内某城市为例:
该市现有公交车1576辆,出租车约2836辆。
按《城市道路交通管理评价体系》二级标准测算.到201O年该市区公交车辆要达到2550余辆,出租车数量为5220辆,需天然气30万方/天,需要建规模为1.5万方/座加气站20座。
三种加气站按全部改装测算费用如下:
建LNG站设备投资:
3600万元;
建L-CNG站设备投资:
4600万元:
建CNG站设备投资:
4820万元;
可以看出,CNG比LNG多投入34%.增加费用1220万元;
车辆改装费用:
改装LNG汽车需投资:
13914万元
改装CNG汽车需投资:
5160万元
可以看出,LNG汽车的改装费用是CNG汽车的2.7倍.需多花费8754万元。
综合比较采用CNG方式更具经济性。
2、运行成本比较
各加气站的运行费用见表3所示(此处未考虑天然气的价格)。
表3各种加气站的运行费用比较
加气站类型
项目
单价
数量
合计(万元/年)
LNG
加气站
水
3.3元/t
112t
370元/年
电
0.62元/kW.h
1.6×104Kw.h
9920元/年
维修
1.5
管理
2.0
折旧
10.8
工资福利
3.6×104元/人.年
5人
18
合计
33.3
L-CNG加气站
水
3.3元/t
2280t
1.0
电
0.62元/kW.h
5.8×104Kw.h
3.6
维修
4.0
管理
3.0
折旧
19.8
工资福利
3.6×104元/人.年
7人
25.2
合计
56.6
CNG
加气站
水
3.3元/t
3690t
1.2
电
0.62元/kW.h
7.2×104kW.h
4.5
维修
8.5
管理
6.0
折旧
38
工资福利
3.6×104元/人.年
10人
36
合计
94.2
注:
加气站按年运行330天计算。
3、天然气进站价格对加气站运行费用的影响
由于原料气的费用一般要占到其运行总费用的80%-90%,故原料气的进站价格
将对加气站的年运行费用产生很大影响。
在其它费用变化不大的情况下,讨论天然气进站价格对加气站总的运行费用的影响具有很大的现实意义,将为加气站的投资建设提供很重要的依据。
对于1万方/天的加气站,根据资料表明,当LNG的进站天然气价格比CNG加气站的进展天然气价格高0.151元/方时,LNG加气站和CNG加气站的年运行费用才相当,否则,LNG加气站的运行费用将比CNG加气站的运行费用低。
同样,当L-CNG加气站的进站天然气价格比CNG气源进站价格高0.094元/方时,L-CNG加气站的年运行费用才与CNG加气站运行费用相当。
否则,L-CNG加气站年运营费将有很大的优势。
三、技术安全性比较
1、CNG加气站
CNG加气站是由气源管道引入天然气,经净化、计量、压缩并向气瓶组或气瓶车充装压缩天然气。
在管道气未到以前采用液化天然气经LNG泵增压后通过高压气化器气化,再经站内储气瓶组缓冲后由CNG加气机加入车载CNG气瓶直接供CNG汽车使用。
经过十来年在国内的实践应用,从技术性和安全性方面都十分成熟.形成了完善的国家技术规范和安全管理标准。
2、LNG加气站
液态天然气由LNG泵或自增压器压出.通过LNG加气机进入车用LNG常压绝热储罐。
再经过车载空温式气化器气化后供LNG车使用;由于燃料箱中需绝热常压储存,故存期不能过长,适合于长时间、远距离行驶的车辆,如运货卡车、公交车。
LNG的发动机采用普通柴油发动机改装的效果不好.须选用专用的LNGV发动机,故改造成本较高。
目前气、油两用双燃料发动机的技术已趋于成熟.国内潍柴、上柴等制造厂正进行技术引进,一段时间内要达到规模化批量生产难度较大。
同时由于天然气液化、储存及运输的技术难度大,成本高,尚处于发展阶段,整个LNG产业链缺乏一套成熟的法规和政策体系。
3、安全性比较
各加气站的安全性比较见表4所示。
表4各种站的安全性比较
项目
CNG加气站
LNG加气站
L-CNG加气站
动力设备
动力设备多
动力设备少
动力设备较多
低温设备
无低温设备
有高性能的低温储存设备、要防止液体翻滚、分层和泄露气化,存在安全风险
同时具有上面两加气站的特征
高压储气设备
有高压储气设备
无高压储气设备
有高压储气设备、存在安全隐患
系统复杂程度
系统最复杂
系统流程简单
系统流程较复杂
安全措施
压缩机房上部装机械排风系统,保证空气流通
LNG储罐上设有液位计、安全阀;在主要管道上都装有防超压的安全阀;在管道的每个独立段都装有紧急切断阀。
LNG储罐上设有液位计、安全阀。
在管道的每个独立段都装有紧急切断阀。
四、几种加气站在国内外的应用现状
1、CNG加气站
在国内,CNG汽车在毗邻气源产地的西部地区发展较快,代表性城市是:
成都、重庆、西安、乌鲁木齐等。
重庆市拥有天然气汽车2.7万辆,建成CNG加气站53座。
成都市拥有天然气汽车1.2万辆,主要是公交车、出租车和环卫车,汽车用量占全市总气量的25.6%,建成加气站50多座。
西安现有改装或原装天然气汽车1.2万辆,汽车用气量占全市总用气量的21.05%,建成加气站45座,乌鲁木齐市的燃气汽车大部分为公交车,建成加气站36座。
在远离气源北京市天然气汽车也已具规模,现有CNG公交车3000多辆,投产CNG加气站25座。
另外,上海、长沙、广州、南京、济南、合肥、福州、太原等地也在积极地发展CNG汽车,截止到2005年全国各地加气站情况见表5所示。
表5燃气汽车加气站保有量(按燃料类型)年度统计(2005年) 单位:
座
序号
城市(地区)
燃料类型
总保有量
CNG
LNG
LPG
1
上海市
4
O
104
108
2
北京市
22
1
28
51
3
天津市
5
O
12
17
4
重庆市
53
0
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