CNG(Compressednaturalgas)是压缩天然气的英文缩写,主要用于短途汽车和市郊小区供气。常见的车载CNG是采用高强度储罐存储的,天然气的储存压力为20MPa。由于这种高压压缩方案导致储气率不高,所存储的压缩天然气的质量只有储罐本身质量的1/5~1/10,并且会给行车安全带来一定的隐患,其使用有较大的局限性。
LNG(Liquefiednaturalgas)即液化天然气,是一种低温液态燃料,可常压存储运输。大气压下,液化天然气的沸点为-℃,体积缩小到原来的1/,相当天然气被以60MPa以上的压力压缩,从而增大了能量密度;此外液化天然气的单位质量仅为汽油的一半,单位热值比汽油高出12%,因此提高了车载燃料系统的供气效率,所携带的有效燃料将比压缩气罐式天然气加注车高出2~3倍。同时减小了燃料系统的尺寸及质量,增大了车辆有效载荷及一次加气后的续驶程长。由于加气次数减少,还减少了汽车往返加气站的时间,从而降低了汽车的运营成本,提高了车主的盈利率。近年来,世界各国积极展开了对液化天然气的研究,把它用作汽车、铁路机车、船舶甚至航空飞行器的燃料。
LPG(Liquefiedpetroleumgas)即液化石油气,是由炼厂气或天然气(包括油田伴生气)加压、降温、液化得到的一种无色、挥发性液体。由炼厂气所得的液化石油气,主要成分为丙烷、丙烯、丁烷、丁烯,同时含有少量戊烷、戊烯和微量硫化合物杂质。由天然气所得的液化气的成分基本不含烯烃。液化石油气主要用作石油化工原料,用于烃类裂解制乙烯或蒸气转化制合成气,可作为工业、民用、内燃机燃料。
CNG,即压缩天然气(CompressedNaturalGas,简称CNG)是天然气加压(超过3,磅/平方英寸)并以气态储存在容器中。它与管道天然气的组分相同。CNG可作为车辆燃料利用。LNG可以用来制作CNG,这种以CNG为燃料的车辆叫做NGV(NaturalGasVehicle)。与生产CNG的传统方法相比,这套工艺要求的精密设备费用更低,只需要约15%的运作和维护费用。目前北京市所跑的绿皮公交车,大部分所用的燃料为CNGLPG,液化石油气(LiquefiedPetroleumGas,简称LPG)经常容易与LNG混淆,其实它们有明显区别。LPG的主要组分是丙烷(超过95%),还有少量的丁烷。LPG在适当的压力下以液态储存在储罐容器中,常被用作炊事燃料。在国外,LPG被用作轻型车辆燃料已有许多年。 液化石油气(LPG)常被人们误认为是丙烷。实际上LPG是石油和天然气在适当的压力下形成的混合物并以常温液态的方式存在。在美国和加拿大,对这两种物质的混合通常被认为主要是由丙烷组成,而在许多欧洲国家其LPG中的丙烷含量都只有50%或更低。LPG排放物 LPG所排放的有害气体同其它内燃发动机所排放的气体一样主[成份] 一氧化碳 碳氢化合物 氮氧化合物 同柴油机不同,实际上从LPG发动机中不会有颗粒物排除。 一氧化碳(CO)的产生和排放是由予燃油未充分燃烧造成的。CO是一种无色无味的气体。LPG含有相当量的CO。当发动机在封闭环境下工作时,如:仓库,正在施工的建筑或隧道,一氧化碳就会迅速增加。其浓度已威胁到人的健康,使人感到头痛头晕,窒息或死亡。一般来说,在室内使用LPG发动机,CO便成为人们 碳氢化合物(HC)也同样是由予燃油未充分燃烧造成的。由予燃料成份使得LPG排放中包含了一定量的碳氢化合物。虽然不象汽油机排放的HC具有有毒成份,对环境的危害相对更小。但碳氢化合物还是会产生一定的味道使在室内操作LPG的人员产生恶心。 氮氧化合物(NOx)是氧和氮在发动机缸体内高压和高温的作用下产生的。NOx大部份是由NO和NO2组成,NO2是一种反应气体,对人的健康产生巨大的危害。NOx的聚集还会对储存的货物产生不良影响,如:微量的NOx就可以使白纸变黄。由于其臭氧还原反应和烟雾,都会对环境产生很大影响。LPG发动机的清洁 LPG其卓越的排放表现是重要的原因,详情如下: 比起汽油机来说,CO的排放会降低(没有柴油机低)。 没有重碳氢化合物的排放。 有毒物质如苯,丁二烯的低排放。 低冷起排放。 在保持较好状态的排放方面,比汽油机更稳定。LPG有害气体不会因为发动机的重整和老化而增加。 由予燃料系统的密封性好,不存在蒸发和漏油问题。 由予各种原因,LPG还没有作为未来燃料的替代品。它的作用已被同柴油和人工合成柴油竞争的天然气所取代。其结果是更精密的LPG发动机没能得到开发。在过去的十年中,汽油发动机和其排放都有了长足的改进。所以过去被认为是有很多优点的LPG燃料,特别是其低CO排放也就无人问津了。 事实上,所有的LPG发动机都是汽油机的转换。工程设计上并没有占LPG潜在低排放的优势。这些发动机和燃料控制系统并没有针对这种新燃料进行优化处理,还具有原表现力差,燃油消耗高,有害气体排放大的属性。这种表现力和排放属性通常因发动机和转换组合的不同而各异。 LPG的排放主要是靠发动机的运行状态,LPG的排放物对空气和油混合比的感应性可以看出,当混合比处予燃油大予空气时,一氧化碳的含量直线上升。要高度重视发动机为低排放所做的正确运行状态的调整和维护,但绝不能唯一依赖这种调整和维护。LNG,液化天然气(LiquefiedNaturalGas),是一种清洁、高效的能源。天然气是在气田中自然开采出来的可燃气体,主要成分由甲烷组成。LNG是通过在常压下气态的天然气冷却至-℃,使之凝结成液体。天然气液化后可以大大节约储运空间和成本,而且具有热值大、性能高等特点。
以天然气(包括CNG、LNG、LPG在内)作为汽车燃料有以下特性:优点:①有较高的经济效益。在相同的当量热值时天然气(包括CNG、LNG、LPG在内)作为汽车燃料有以下特性:
优点,世界各国一般将1立方米天然气的价格控制为1升汽油柴油的一半。
如果各类发动机的热效率比较近,则天然气汽车的燃料费用大约是汽油车或柴油车的一半。这不仅弥补了由于汽车数量不断增加而引起的液体燃料供应不足,而且使用汽车的运行费用大幅度降低。
就汽车窗体顶端发动机而言,天然气容易扩散,在发动机中容易和空气均匀混合,燃烧比较完全、干净、不容易产生积碳,抗爆性能好,不会稀释润滑油。这些都会降低汽车的保养和运行费用,提高汽车使用的经济性。
②有较好的社会效益。与石油燃料相比,气体燃料在制备过程中能量损失较小,对大气的有害排放污染物少。从燃料来源考虑,对环境保护是更有利的。
③比较安全。CNG、LNG和LPG汽车的气瓶或气罐等都很结实可靠。天然气本身比空气轻(LPG除外),稍有泄漏,很快就会扩散到大气中。气体燃料系统的各个部件,特别是密封部分,都经过严格的检查。因此,天然气作为汽车燃料是比较安全的。
缺点
①由于气体燃料的能量密度低,天然气汽车携带的燃料量较少,一般行驶距离较汽油车短。由于气体燃料在汽缸中的可燃混合气里占有一定的容积(汽油机汽缸中流体燃料所占容积忽略不计),在同样的汽缸工作容积下,用天然气作燃料时作的功少。而目前用的天然气发动机大多是由原汽油机改装的,因而汽油汽车在改用天然气后功率往往会下降10%左右,这就是司机所说的爬坡没劲、加速响应慢等现象,但是在行驶过程中,油和气的动力性几乎没有差别。一般柴油汽车如果用双燃料方式改装燃用天然气,则不会出现这种现象,但改装件的结构较为复杂。
②由于目前的天然气汽车是在原来的汽油车或柴油车的基础上改装的,原来汽油机或柴油机的燃料系统大多保留。
这样,要在原汽车的增加天然气燃料系统,特别是气瓶使原来的汽车的有效空间减少,本身的自重也增加了。
③天然气是气态燃料,不容易储存和携带。为此,需要加压或液化以便装瓶,还需要建造比汽油、柴油加油站投资都大的加气站,并形成一定的网络,一次性投资较大。
④将现有的汽车改用天然气作燃料时,需增加发动机燃料系统的部件,如储气瓶、减压阀、混合器等,需要一定的改车投资。
虽然有以上的不足之处,但从总的经济和社会效益分析,用天然气作为汽车燃料还是利大于弊。
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