液化石油氣汽車改裝及加氣站建設

提要：發展液化石油氣汽車是治理汽車尾氣污染，改善城市空氣質量的重要途徑之一。而雙燃料汽車改裝部件及加氣站設備的國產優質化，車用液化石油氣質量，城市建設汽車加氣站等一系列相關問題的標準化、規范化，是這一發展過程中需解決的重要環節。

關鍵詞：液化石油氣汽車；加氣站設計。

1、概況

　　目前深圳市汽車擁有量在30萬輛以上，其中公交與出租車輛約2萬輛，這類車上路行駛時間長，車況一般較差，尾氣排放嚴重超標，因此深圳市1998年開始對1000輛營運車輛進行改裝，建成汽車加氣站8座，到2000年將共改裝LPG汽車1.5萬輛。

　　LPG汽車與汽油車特性比較見表1。由表可看出，LPG熱值高，辛烷值高，抗爆性好，壓縮比高于汽油，可提高發動機性能，減少汽車噪音。

　　表1 汽油與LPG性能及燃燒排放物比較

性能		汽油	LPG
辛烷值		92-95	100-111
熱值（MJ/kg）		44	46.1
著火溫度（℃）		250	460
爆炸范圍（%）		1.5-7.6	2.3-9.5
壓縮比		10：1	11：1
清潔程度（%）		含硫0.01	含硫0.001
排放 廢氣 有害 物質	CO（%）	6.30	0.95
	HC（%）	0.60	0.12
	NOX（%）	0.22	0.17

　　LPG燃燒范圍寬，燃燒狀況好，發動機性能保持穩定。LPG很容易同空氣很好混合，燃燒更完全、更均勻、更平穩，不會稀釋機油，不會在汽缸壁上產生腐蝕性物質，同時煙氣中CO含量大量減少。LPG著火溫度遠高于汽油，比汽油更安全。LPG汽車的排放物中，一氧化碳（CO）、碳氫化合物（HC）、氮氧化合物(NOX)以及硫的含量都比燃燒汽油大量減少。這些物質都是對大氣產生污染的禍首，象氮氧化物已被公認是對大氣產生光煙霧的主要禍害，當與不飽和烴結合在一起并受到紫外線輻射時，就產生對人體有害的東西。LPG比重小于汽油，每升LPG行駛的路程會比汽油減少約20%，但由于LPG售價低于汽油，加之機器壽命延長，發動機性能提高，LPG作為清潔、綠色燃料給人們帶來巨大的經濟效益與環保效益正在日益被認可和接受。作為汽車代用燃料的CNG與LPG相比，LPG來源靈活、廣泛，熱值高，儲存壓力低，加氣站布點不象CNG受氣源輸配管網限制，因此更容易作為雙燃料汽車的燃料而推廣。我國LPG有標準，主要對C2、C5含量作了嚴格規定，而對C3、C4中烯烴含量未作規定，煉油廠生產的LPG烯烴含量占60%以上，烯烴燃燒后容易結碳，且易腐蝕橡膠密封件，不適宜作汽車用LPG。石油天然氣總公司已經制定了車用LPG質量的行業標準。

2.LPG汽車的改裝

　　目前世界上各個國家生產的汽車絕大部分仍為燃油汽車，又由于LPG汽車還處于起步階段，汽車加氣站尚未在城市中形成網絡，因此就需將燃油汽車改裝成油---氣雙燃料汽車，并要使切換過程快速、平穩、不影響車輛行駛性能，LPG汽車改裝主要部件：

（1） LPG儲氣瓶安裝在汽車行李箱中，專門用于儲存液態LPG，長圓形筒體，一般容積
約為60L，鋼材采用壓力容器專用鋼，設計壓力2.55MPa。

　　瓶上裝有閥門與儀表，閥門包括充裝閥、限位閥、出氣閥、過流閥與安全閥。當鋼瓶內
裝到規定液位（一般不大于85%）時限位閥即關閉，使其不能再充裝；在意外事故下，管線破裂，LPG大量泄漏時，過流閥立即關閉，將事故控制在最小狀態；如果鋼瓶內壓力超過規定值，安全閥即啟跳泄壓。瓶上還裝有浮標式液面計，它與駕駛室內儀表盤相連，以便于司機能隨時觀察燃料儲存量。上述閥門與儀表均安裝在鋼瓶外壁上的密封保護箱內，當安全閥排氣或閥門產生泄漏時，通過箱內接到車外的專用管路排出車外。汽車用LPG裝置系統見圖1。

（2）LPG氣化器液態LPG經過濾器進入到氣化器，在發動機起動時，靠自身顯熱氣化，
隨著散熱器熱水經過氣化器循環，液態LPG吸熱而氣化，再由調壓器經一次或二次調壓減至常壓送入混合器。

（3）混合器氣態LPG與空氣在混合器內均勻地混合成可燃氣體，供給發動機燃燒。

（4）在發動機燃料供給系統上裝有分別用于LPG和汽油的電磁閥。司機在駕駛室內控制
燃料轉換開關，即可隨時改變汽車的燃料系統。

3、LPG加氣站及其設備

　　加氣站又可以按貯罐形式分為地上貯罐式加氣站與地下貯罐式加氣站，地下貯罐式加氣站因 防火間距要求低，占地面積小，安全可靠性強，更適宜在城區內建設。

3.1 加氣站工藝流程

　　槽車內的LPG經氣體壓縮機卸入到站內的貯罐中儲存，為汽車加氣時，加氣機與加
氣泵聯動，當加氣裝置與汽車上罐裝接頭接通時，泵同時啟動，加氣泵將貯罐內的LPG抽出
經過濾、加壓后輸送給加氣機，經計量送至需加氣汽車，運行過程中產生的氣體返回到貯罐中。

3.2 加氣站主要設備

　　加氣站內主要設備除貯罐、石油氣壓縮機外，加氣泵與加氣機作為加氣站主要及關鍵
設備，直接影響到加氣站安全供氣與經營。

3.3 汽車加氣站布置防火間距

　　汽車加氣站由于是一相比較新的建設項目，以前從未被列入城市用地規劃中，尤其在大城市人口稠密，道路流量較大的城市中心地帶新批空地興建加氣站非常困難，在現階段我們在加氣站的設計中依據現行規范中有關條款，如貯罐的布置，貯罐與機泵房的間距等。貯罐與站外其它建、構筑物間距等。貯罐與加氣島的間距沒有規定，但可以參照貯罐與汽車槽車裝卸臺的規范要求，雖然加氣島外來車輛不安全因素較多，不完全等同于汽車槽車裝卸臺，但加氣島在經營區，與貯罐區之間有安全間距分隔，且分區管理，功能區分清楚，足以保證安全操作。

3.4 設計實例

　　為盡快建起深圳市第一座LPG汽車加氣站，我們以紅嶺東儲配站進行擴建，參照國內外相關規范進行設計。紅嶺東儲配站投產于1989年，具備LPG裝卸車、儲存、殘液倒空功能，站內建有地上式100M3LPG儲罐10M3臺，10殘液罐1臺，壓縮機3臺，烴泵2臺，站內布局合理，設備完好。加氣站建于儲配站正大門西側站外空地，毗鄰儲配站站前道路邊，利用儲配站已建儲罐中的1號罐作加氣站專用儲罐進行儲存并為汽車充氣。加氣站規模150輛車/日，供氣設備為100M3LPG儲罐1臺，LPG加氣泵與加氣機各2臺。

（1）總平面布置

　　加氣站設在儲配站圍墻外空地，與儲配站間建有2.2m高實體圍墻，將加氣站 與儲配站分隔，功能區分清楚，站內地面采用不發火花地面。

　　加氣島與最近的LPG貯罐、郵品罐間距分別為42.9m、57.9m，與泵、壓縮機房間距為41.25m，與汽車槽車裝卸臺間距18.6m，這些間距均參照有關規范并且考慮到既滿足加氣站汽車槽車卸車回轉場地要求，且中間有實體圍墻，不會造成相互干擾。

（2）工藝系統

　　為確保安全與便于管理，將儲配站內10號罐作加氣站專用儲罐，保留原進出液及倒罐功能，在儲罐氣、液相出口管與加氣機氣、液相接管均安裝氣動緊急切斷閥，且成單獨的控制氣源系統，事故狀態下能迅速切斷氣源，使加氣站與儲配站之間工藝系統盡量減少非安全因素的相互干擾（工藝流程見圖2）

（3）設備選用

　　加氣泵與加氣機一泵一機相匹配，均為進口普遍使用的成熟產品，這在我國汽車加氣站建設剛剛起步的時候是必要的，能****程度地保證安全可靠供氣，相信隨著加氣站設備國產化、標準化，選用國產優質設備將有節省投資的優勢。

（4）消防、安全措施

　　電氣專業除按有關規范要求所有用電設施采用防爆電器，所有設備、工藝管線做防靜電接地外，還在站內設置了燃氣泄露濃度報警裝置，探頭設在加氣島等處，報警器安裝在站內值班室，無論站內有無操作人員在場，一旦發生泄露，均可在值班室收到報警信號，以迅速采取應急措施。消防專業在加氣島設手提式干粉滅火器，站區內設推車式干粉滅火車，增設消火栓，依照有關規定，并在加氣島頂棚安裝消防噴淋水管，保證了足夠的消防措施。

4、結語

　　大力發展LPG汽車是改善能源結構、減少汽車對環境污染的一條有效途徑，但也面臨著許多制約因素，象加氣站設計規范、車用LPG質量標準、燃氣汽車改裝標準的制定，貯氣罐、加氣設備生產的標準化，國產化，燃料價格，稅收優惠等政策性法規的出臺等。國家主管部門正在組織力量積極制定有關燃氣汽車的一系列法規，相信燃氣汽車必將作為推動城市環保建設的重大舉措得以迅速推廣