天然氣汽車及天然氣加氣站

（1.中國市政工程華北設計研究院，天津300074；2.重慶市燃氣有限公司，重慶400020）

1 天然氣汽車發展現狀

　　隨著汽車工業的不斷發展和車輛保有量的增加，汽車尾氣的排放對大氣環境的污染也進一步加劇。隨著天然氣資源的開發利用，為改善汽油、柴油燃燒后對環境造成的污染，壓縮天然氣（CNG）汽車在世界上許多國家都得到了廣泛的推廣和應用。目前，我國天然氣汽車主要分布在四川省及重慶市，西安、北京也有天然氣、汽油雙燃料汽車在運行。表1是世界上主要國家CNG汽車數量及加氣站數。

表１ 世界主要國家CNG汽車數量及加氣站數

2 天然氣汽車的種類

　　天然氣汽車是指以天然氣作為燃料的汽車，按照壓力及形態，可分為：
　　 （1） 低壓氣囊式天然氣汽車。它是指天然氣以低壓方式充裝于汽車頂部的氣囊內，直接供給內燃機燃燒，該種充裝方式目前已基本上淘汰了。
　　 （2） 壓縮天然氣汽車。天然氣壓縮至20MPa于汽車用壓縮天然氣鋼瓶中，經減壓器后供給內燃機。目前的天然氣汽車基本上指的都是壓縮天然氣汽車。
　　 （3） 液化天然氣汽車。將天然氣液化氣后，儲存于高壓保溫鋼瓶中。它儲存燃料裝置的體積比壓縮天然氣汽車的小，行駛里程長，但技術要求高，目前尚處于開發試驗階段。

3 用天然氣替代汽（柴）油的優點

　　（1） 污染少
　　 據統計，目前各大城市汽車尾氣排放是造成城市空氣污染的主要原因，它占了空氣污染源總量的60%以上，將汽車燃料由汽（柴）油改為天然氣后，尾氣污染會明顯減少。與汽油相比，天然氣汽車尾氣中，CO減少97%，HC減少72%，NOX減少39%，CO2減少24%，SO2減少90%，汽車噪音亦可降低40%，可以說，天然氣是汽車****的清潔燃料。
　　 （2） 運行費用低
　　 按汽油3元/kg , 天然氣1。5元/m3計，表2是二種汽車燃料的運行價格比。由表2可見，天然氣汽車與汽油汽車相比較，可節省費用約0。26元/km。若將汽油車改裝為雙燃料汽車所需費用為6000~~10000元/輛，正常運行情況下，一年時間即可收回改裝費用。
表２ 汽油、天然氣汽車運行價格比較表

　　（3） 運行安全
　　 天然氣相對密度（空氣為1）小，為0。58~~0。62，泄漏后很快升空，易散失，不易著火；汽油蒸氣較重，液態揮發有過程，且不易散失，易著火爆炸。天然氣爆炸極限為4．7%~~15%，比汽油（爆炸極限為1%~~6%）高2。5~~4。7倍，而且天然氣自燃點（在空氣中）為6500C，比汽油自燃點（510~~5300C）高，故天然氣比汽油泄漏著火的危險小。
　　 另外，天然氣汽車的鋼瓶系高壓容器，其材質及制造、檢驗試驗在各國均有嚴格的規程控制，在我國即有《汽車用壓縮天然氣鋼瓶標準》（GB17258--1998），其試驗壓力高于工作壓力4倍，并安裝有防爆設施，不會因汽車碰撞或翻覆造成失火或爆炸，而汽油汽車的油箱系非壓力容器，著火后容易爆炸。
　　 （4） 汽車燃料可備用
鑒于天然氣加氣站一時難以滿足天然氣汽車充氣，可保留汽車的汽（柴）油供氣系統，另增天然氣供應系統，將天然氣減壓后直接供給內燃機，可通過轉換裝置選擇天然氣或燃油，這種汽車被稱為雙燃料汽車，目前世界上的天然氣汽車大多數屬于這一類。

4 天然氣加氣站的簡介

4．1 天然氣質量
　　 引入加氣站的天然氣質量不得低于現行國家標準《天然氣》（GB17820）的Ⅱ類氣質指標，汽車用天然氣質量應符合現行國家標準《車用壓縮天然氣》的規定。
4．2 系統組成
　　 天然氣加氣站由天然氣引入站管道和脫硫、脫水、調壓、計量、壓縮、貯存、加氣等主要生產工藝系統及循環冷卻水、廢潤滑油回收、冷凝處理、供電、供水等輔助生產工藝系統組成，可分為貯存加壓生產區和加氣營業輔助區。
　　 貯存加壓生產區內設天然氣壓縮機房（含天然氣過濾、調壓、計量、壓縮脫水裝置和儲氣瓶庫、天然氣壓縮機冷卻系統）。
　　 加氣營業輔助區設：
　　 （1） 加注區（含天然氣加氣島）。
　　 （2） 營業站房（含營業室、財務室、值班室、辦公室、儀表總控制室等）。
　　 （3） 綜合輔助用房（含高低壓變配電室、消防水系統等）。

4．3 加氣系統流程

　　來站天然氣經過濾、調壓計量后經緩沖穩壓后進入壓縮機，天然氣壓縮機將天然氣壓縮加壓至25Mpa進入高壓脫水裝置除去剩余水分，脫水后經程序控制器選擇安排，進高壓儲氣瓶組或高壓儲氣管束，分不同壓力儲氣，不同高壓天然氣又在程序售氣控制器下經天然氣售氣機向燃氣汽車售氣。當高壓儲氣系統存氣不足時，經程序控制器天然氣可經壓縮機加壓直接供給售氣機，經計量向燃氣汽車售氣。

5 結　　語

　　在我國，隨著天然氣輸氣管線的不斷完善，以及"西氣東輸"工程的加快，將更有效地利用我國豐富的天然氣資源并保護環境。為大力推廣燃氣汽車。許多城市已將汽車代用燃料列為推廣試點項目，全國燃氣汽車指導中心在全國開展了"空氣凈化工程---清潔汽車大行動"，首批有13個城市被列為示范城市。可以預計，未來我國大中城市的天然氣汽車將得到迅速的普及