【文章內(nèi)容簡介】 LNG由普通天然氣經(jīng)過提純液化后得到，99%為甲烷，組份結(jié)構(gòu)簡單，所以LNG具有較好的抗振爆性、燃燒性和冷啟動性，作為車用和船用燃料， LNG能有效確保發(fā)動機(jī)平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，與常規(guī)燃料相比，可節(jié)約發(fā)動機(jī)的維修費用50%以上。 CNG由普通天然氣壓縮后得到,未經(jīng)過提純,含雜質(zhì)高，所以CNG的抗振爆性、燃燒性和冷啟動性較低，作為汽車燃料，CNG與常規(guī)燃料及LNG相比，發(fā)動機(jī)的維修費用高。同時LNG熱值11000大卡/方，接近汽柴油，動力性好。而CNG熱值8500大卡/方，熱值低，動力性差。可見裝載LNG車載氣瓶的汽車比LPG、汽油、柴油、CNG汽車更安全。LNG中甲烷含量(摩爾分?jǐn)?shù))在90％以上，且脫除了硫和水分，其組成比CNG更純凈，與燃油車相比，裝載LNG車載氣瓶的汽車有害物質(zhì)排放量降低約85％左右，被稱為真正的環(huán)保汽車。實施無氣體排放加氣后，可有效減少天然氣氣體的泄放，節(jié)省了燃料，同時減少了發(fā)生火災(zāi)的可能。以國內(nèi)為例，查特深冷工程系統(tǒng)(常州)有限公司推出了適用無排放加氣的LNG車載氣瓶系列產(chǎn)品，其加氣時間約為常規(guī)排放加氣時間的1／4。利用LNG還可以改變以往汽車空調(diào)的設(shè)計思路。目前汽車空調(diào)裝置是基于壓縮式制冷原理開發(fā)的，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具有蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器、控制繼電器、電子真空閥、加熱器、轉(zhuǎn)速真空穩(wěn)定器、過濾干燥器、電機(jī)以及風(fēng)扇等，這些裝置都需要汽車發(fā)動機(jī)提供動力，必然降低汽車的有效功率。如果將LNG車載氣瓶內(nèi)的LNG用作燃料的同時又利用其氣化釋放的冷量來制冷和冷卻發(fā)動機(jī)，將大大提高汽車的效能。交通運輸部已確定在遼寧、寧夏、江蘇、山東四地和廣東汽運集團(tuán)、山西汽運集團(tuán)開展城際道路客貨運輸車輛推廣天然氣汽車試點，以點帶面，重點推進(jìn)LNG汽車的使用。政府目前制定的多個文件都在鼓勵推廣應(yīng)用天然氣汽車，如《建設(shè)低碳交通運輸體系指導(dǎo)意見》、《公路水路交通運輸節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃》等文件明確提出：將“推廣使用天然氣車輛”列入“節(jié)能與新能源車輛示范推廣工程”；“在有條件的地區(qū)鼓勵道路運輸企業(yè)使用天然氣、混合動力等燃料類型的營運車輛，鼓勵在干線公路沿線建設(shè)天然氣加氣站；逐步提高城市公交、出租汽車中天然氣車輛的比重。此外，財政部也確定對推廣應(yīng)用天然氣車船給予獎勵和財政扶持，預(yù)計天然氣汽車的推廣應(yīng)用將會呈現(xiàn)有關(guān)部門加強合作、合力推進(jìn)的局面，進(jìn)一步加大推廣應(yīng)用的扶持力度。 LNG船用燃料的發(fā)展應(yīng)用在全球船用LNG發(fā)展現(xiàn)狀方面，現(xiàn)在，LNG作為船用燃料在全球范圍內(nèi)普及程度較低，只有零星幾個國家在為數(shù)不多的輪渡、游輪等進(jìn)行定點運輸?shù)拇吧嫌昧薒NG作為船用燃料，全球大部分船用LNG應(yīng)用集中在挪威。LNG運載船多采用柴油和BOG雙動力系統(tǒng)，其推進(jìn)系統(tǒng)毫無例外都是蒸汽渦輪動力裝置。目前全世界有300多艘LNGCs，BOG幾乎都作為蒸汽渦輪裝置的燃料來用。然而，LNG燃料經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢正在推動船用LNG的發(fā)展。目前，國際上LNG燃料船動力系統(tǒng)主要由瓦錫蘭、MAN、羅爾斯羅伊斯和三菱重工四家公司供應(yīng)，其中瓦錫蘭和MAN以雙燃料發(fā)動機(jī)為主，而羅爾斯羅伊斯和三菱重工以氣體發(fā)動機(jī)為主。LNG船體制造方面，日本韓國為主要產(chǎn)地。三菱重工是多艘LNG燃料船舶主機(jī)的供應(yīng)商，日本商船三井于2009年公布了采用LNG燃料的“ISHINII”號環(huán)保渡船的設(shè)計構(gòu)想，大宇造船與海洋公司目前正在開發(fā)采用LNG燃料的大型集裝箱船，該公司與MAN公司正在共同開發(fā)應(yīng)用于14000TEU集裝箱船的MEGI發(fā)動機(jī)和DSME高壓低溫燃料供應(yīng)系統(tǒng)。目前，國內(nèi)船用LNG利用基本處于空白領(lǐng)域，我國內(nèi)河航運燃料以柴油動力為主，尚未將LNG燃料應(yīng)用于船用領(lǐng)域，但近兩年LNG行業(yè)內(nèi)一些技術(shù)領(lǐng)先公司已經(jīng)嘗試將LNG船用燃料作為LNG行業(yè)未來發(fā)展的一個重要方向，已有多種型號的船舶主流柴油機(jī)已經(jīng)進(jìn)行臺架測試，并通過了國家相關(guān)部門組織的鑒定驗收，證明了技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的可行性。此外在政府“節(jié)能減排”政策指引下，內(nèi)河船改裝LNG燃料將成為重點發(fā)展領(lǐng)域。從發(fā)展趨勢來看，一方面，未來我國內(nèi)河LNG船數(shù)量會快速增長。我國內(nèi)河航運資源豐富，擁有大、小天然河流5800多條，河流總長43萬公里，對內(nèi)河船舶的需求量巨大。而在節(jié)能減排大背景下，在LNG接收站不斷增加的基礎(chǔ)上，發(fā)展內(nèi)河LNG船舶對防治船舶污染，對保護(hù)江河水域環(huán)境，具有十分重要的現(xiàn)實意義。預(yù)計未來3年總共會有5萬多艘輪機(jī)船進(jìn)行改裝，直接帶動能源設(shè)備價值高達(dá)260億元人民幣的市場增量。另一方面，國家加大資金投入推進(jìn)內(nèi)河航運發(fā)展，對LNG船發(fā)展構(gòu)成有力支持?！笆濉逼陂g，中央將安排450億元財政資金，加大航道、支持保障系統(tǒng)和中西部地區(qū)港口等的資金投入，同時安排50億元財政引導(dǎo)資金，推進(jìn)內(nèi)河船型標(biāo)準(zhǔn)化和運力結(jié)構(gòu)調(diào)整。這意味著“十二五”內(nèi)河航運投資將比“十一五”，增幅創(chuàng)造歷史新高。2009年4月，全球首套LNG船用燃料儲存供氣系統(tǒng)由張家港富瑞特種裝備股份有限公司下屬的控股子公司張家港韓中深冷科技有限公司研發(fā)試制成功并順利交付客戶挪威漢姆沃斯公司。同時，在國內(nèi)LNG船舶油改氣項目也有了長足的發(fā)展。2010年8月，由江蘇省宿遷市地方海事局牽頭、北京油陸集團(tuán)公司出資研發(fā)的柴油LNG混合動力船“蘇宿貨1260”號貨船在京杭運河蘇北段成功試航。同年9月，柴油LNG混合動力船滿載3000噸黃沙從宿遷駛?cè)牖窗?，?biāo)志著我國柴油LNG混合動力船舶正式投入使用。2011年8月，我國首艘內(nèi)河柴油－液化天然氣（LNG）混合動力船——“蘇宿貨1260”號試驗船正式交付船東使用，轉(zhuǎn)入常態(tài)運行。2012年3月，由中國長航集團(tuán)、北京中興恒和投資集團(tuán)合作改造的柴油LNG雙燃料散貨船“長訊三號”試航成功。4月8日，由中石油昆侖能源公司承擔(dān)并組織研發(fā)的滿載排水量5000噸級的柴油—LNG混合動力改裝船在安徽蕪湖舉行試航儀式。4月15日，濟(jì)南柴油機(jī)股份有限公司的LNG雙燃料動力船舶正式開工建造，標(biāo)志著濟(jì)柴新能源動力裝備即將在我國長江等內(nèi)河航運市場大規(guī)模推廣應(yīng)用。目前，以濟(jì)柴LNG發(fā)動機(jī)為動力的新能源船舶示范項目，已在長江武漢、蕪湖和京杭運河及珠江四地共8艘船舶上同時展開。截止到目前為止，已經(jīng)先后有湖北西藍(lán)、北京油陸、桂林新奧、新疆廣匯、福建中閩等多家能源企業(yè)為了搶占LNG在船舶領(lǐng)域的應(yīng)用市場而開展了船舶燃料油改氣示范項目的運作。 LNG大型儲罐的發(fā)展應(yīng)用LNG大型儲罐的應(yīng)用可以追溯到20世紀(jì)初期。1914年，美國公布首項LNG專利，并建成小型天然氣液化工廠。1939年，Hope天然氣公司在西弗吉利亞建立了一個處理量為1000m3/d的天然氣液化工廠，用以研究LNG遠(yuǎn)地運輸技術(shù)。1940年，105m3/d天然氣工廠。1954年出現(xiàn)了第一臺用于液氧的不銹鋼雙壁絕熱平底低溫儲槽。1958年美國芝加哥橋梁鋼鐵公司在路易安那建造了第一座工業(yè)規(guī)模的LNG儲罐，容積為5550m3。從20世紀(jì)50～80年代，雙壁絕熱平底LNG儲罐容積不斷擴(kuò)大：60年代為(1～3)104m3，70年代為(5～10)104m3，80年代已超過20104m3。日本是世界上建造大型LNG儲罐最多的國家。據(jù)2008年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，日本擁有27座大型LNG接收終端站，LNG進(jìn)口量占全球的40%，居世界首位。每個LNG接收終端站都建有數(shù)量不等的LNG儲罐，其中雙壁絕熱平底LNG地面儲罐最大容積已達(dá)20104m3。另據(jù)報道，日本正計劃在橫濱LNG廠建造25104m3雙壁絕熱平底LNG地面儲罐。在大型LNG儲罐的制造上，阿爾及利亞、文萊和印度尼西亞等LNG輸出國和英國、法國、日本等輸入國都取得長足發(fā)展。1958 年美國芝加哥橋梁鋼鐵公司在路易安那州建造了第一座工業(yè)規(guī)模的LNG 儲罐，容積為5550m3 。從20 世紀(jì)50 年代到80 年代，雙壁絕熱平底LNG 儲罐容積不斷擴(kuò)大：60 年代為(1～3)104m3 ，70 年代 為(5～10)104m3 ，80 年代已超過 20104m3 。在LNG儲罐制造上，目前國外大型儲罐的主要設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)有:①美國石油學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)《鋼制焊接石油儲罐》API650和《大型焊接低壓儲罐設(shè)計與建造》API620②日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鋼制焊接油罐結(jié)構(gòu)》JISB851③英國國家標(biāo)準(zhǔn)《石油工業(yè)立式鋼制焊接油罐》BS2654。上述外國標(biāo)準(zhǔn)中美國石油學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)API650和API620是世界上公認(rèn)的應(yīng)用最為普遍的儲罐設(shè)計建造標(biāo)準(zhǔn)以及基于英國國家標(biāo)準(zhǔn)下制定的歐洲標(biāo)準(zhǔn)BSEN14620。我國是世界天然氣大國之一，有豐富的天然氣資源，天然氣液化技術(shù)的發(fā)展使得西部地區(qū)的天然氣低成本走向東、南部沿海地區(qū)成為可能，進(jìn)而緩解我國天然氣資源分布不均的矛盾。目前我國對天然氣液化技術(shù)方面所做的研究還很少，尚未掌握液化天然氣核心技術(shù)，也沒有LNG相關(guān)裝備的國家標(biāo)準(zhǔn)，與發(fā)達(dá)國家相比還存在很大的差距。我國最早建造大型液化氣體儲罐始于20世紀(jì)90年代中期，廣東深圳2臺8104m3液化石油氣(LPG)低溫儲罐和揚子石化1104m3低溫乙烯儲罐即為其中的代表。20世紀(jì)90年代末，上海建造了我國第一臺2104m3低溫LNG儲罐。2002～2005年合肥通用機(jī)械研究院等單位承擔(dān)原國家經(jīng)貿(mào)委國家“十五”重大技術(shù)裝備研制項目專題“2104m3液化天然氣儲罐研制”等課題，著重對9%Ni鋼焊接、無損檢測和低溫絕熱材料及結(jié)構(gòu)、LNG儲存安全等進(jìn)行了研究。目前國內(nèi)儲罐的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范有三個:①國家標(biāo)準(zhǔn)《立式圓筒形鋼制焊接油罐設(shè)計規(guī)范》GB503412003②中國石油化工總公司標(biāo)準(zhǔn)《石油化工立式圓筒形鋼制焊接儲罐設(shè)計規(guī)范》SH30461992③機(jī)械工業(yè)部、化學(xué)工業(yè)部、勞動部及中國石油化工總公司標(biāo)準(zhǔn)《鋼制焊接常壓容器》JB/T47351997第十二章“立式圓筒形儲罐”。上述三個主要設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范并不適用于大型LNG低溫儲罐的設(shè)計建造，為此國家還必須進(jìn)行深入研究以便制定一套完整的標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)方面目前已有很多研究機(jī)構(gòu)研究，國內(nèi)很多企業(yè)也都建立自己的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，相信國內(nèi)在不久也會形成自己的關(guān)于大型LNG儲罐設(shè)計與建造的標(biāo)準(zhǔn)。隨著液化天然氣工業(yè)的發(fā)展我國對液化天然氣儲罐的研究也越來越重視。近10年來我國積極引進(jìn)液化天然氣，開拓能源供應(yīng)渠道多元化，相繼建成了上海LNG事故調(diào)峰站、河南中原天然氣液化工廠和新疆天然氣液化工廠等，引進(jìn)的廣東、福建和上海LNG項目也獲重大進(jìn)展，并且建成由德林公司承建的新疆廣匯容量為30000m壓力為15kPa的圓筒雙層壁LNG儲罐、由法國索菲公司承建的上海浦東容量為10000m3的鋼筋混凝土LNG儲罐和由法國和意大利STTS集團(tuán)聯(lián)合承建的廣東深圳兩臺160000m3大型LNG儲罐，江蘇如東、遼寧大連等LNG項目也都在投資策劃中。縱觀LNG儲罐的發(fā)展歷程可以看出，儲罐大型化是必然趨勢，其具有以下突出優(yōu)點：儲罐越大，越節(jié)省鋼材、節(jié)省投資，布局緊湊，占地面積小。在總?cè)莘e相同的情況下，幾臺大設(shè)備要比一群小設(shè)備占地面積節(jié)省得多；便于操作管理，幾臺大設(shè)備比一臺小設(shè)備在檢測、維修和管理等方面都比較方便，這些優(yōu)點是儲罐大型化的動力。2020年我國LNG年進(jìn)口量將超過60000噸/年，使天然氣在一次能源消費中所占比例上升到8%以上。壓力罐在容量小的場合是可行的，但隨著容量增大其投資成本增大。由于儲罐越大越節(jié)省鋼材、節(jié)省投資布局緊湊占地面積小，同時LNG儲罐的常壓化可以使LNG儲罐在建造過程中可以節(jié)省更多的人力、物力，并且也降低了在LNG使用過程中的危險。由此可見綜合考慮各方面因素，進(jìn)一步加強對液化天然氣低溫儲罐的研究對推動液化天然氣工業(yè)的發(fā)展，解決日益惡化的環(huán)境問題和能源危機(jī)具有十分重要的現(xiàn)實意義。 LNG撬裝加氣站的發(fā)展應(yīng)用LNG 汽車技術(shù)起步以來，世界各主要發(fā)達(dá)國家均十分重視這項技術(shù)的開發(fā)和推廣，在十余年的時間內(nèi)，世界各國已推廣了數(shù)千輛 LNG 汽車和 100 多座 LNG汽車加氣站，其中美國 的 LNG 汽車和 LNG 加氣站最多，在 LNG 車用技術(shù)上處于領(lǐng)先位置，從推廣車型來看，LNG 不但適用于城市公交車，也適用于大型貨運車輛和出租車，尤其是長途車輛。進(jìn)入80年代，隨著世界范圍內(nèi)LNG工業(yè)的規(guī)?；l(fā)展和燃?xì)馄囃茝V速度的加快，美國、加拿大、德國和法國等國家開始重視LNG汽車技術(shù)的研究，推動了LNG加氣站的發(fā)展。美國有40多個LNG汽車加氣站，1000余輛LNG汽車，年增長率約60％，表現(xiàn)出強勁的發(fā)展勢頭。墨西哥市也在1999年初建成一座可供數(shù)百輛城市中巴加氣的LNG汽車加氣站。目前國外大部分采用固定式加氣站,為了減少固定式加氣站遍地出現(xiàn)的局面,在一定范圍內(nèi)以幾個固定加氣站為中心發(fā)展移動式加氣站,撬裝式移動加氣技術(shù)被逐步應(yīng)用在加氣行業(yè)中。國內(nèi)由于 LNG 產(chǎn)業(yè)起步較晚，LNG 汽車技術(shù)開始實用化推廣是以 2002 年北京LNG 科技示范站的建成為標(biāo)志的，此后在國家清潔汽車行動的推動下，先后在新疆烏魯木齊、湖南長沙、廣東湛江、貴州貴陽、浙江杭州、海南?？凇⑷齺?、深圳等地建成了不同形式和規(guī)模的 LNG 汽車加氣站和撬裝站，推廣了 LNG 汽車數(shù)百輛，從技術(shù)上來講，LNG 加氣站技術(shù)在國內(nèi)已經(jīng)起步，部分技術(shù)和裝備水平，如儲存設(shè)備、管路及保冷、低溫閥門、控制系統(tǒng)等基本可以滿足 LNG 加氣站發(fā)展的需要，但也與國外先進(jìn)技術(shù)存在一些差距。在站用控制系統(tǒng)方面，目前國際、國內(nèi)的 LNG 加氣站站控系統(tǒng)多采用 PLC系統(tǒng)為核心的控制方式。北京首科中原清潔燃料技術(shù)發(fā)展有限公司在北京所建的一個 LNG 汽車加氣站，控制系統(tǒng)采用的是美國 AB 公司的 PLC 系統(tǒng)，儀表采用的是西門子公司的產(chǎn)品。該站在我國是目前運行最好的一個站，其技術(shù)也是當(dāng)今國際上成熟的 LNG 汽車加氣站的代表。國內(nèi) LNG 撬裝式加氣設(shè)備從 2006 年開始開發(fā)，目前投入正常使用的有張家港圣匯公司開發(fā)生產(chǎn)的海南?？?、杭州公交、深圳鹽田港等幾座撬裝式 LNG 加氣站，使用效果比較理想，國內(nèi)還有多個城市在籌建 LNG 撬裝式加氣站，因此可以認(rèn)為LNG 撬裝式加氣站在國內(nèi)具有較好的市場和發(fā)展空間，繼圣匯公司之后還有多家企業(yè)加入了 LNG 這一技術(shù)裝備的開發(fā)。從目前國內(nèi) LNG 加氣站的使用情況看，雖然許多技術(shù)上達(dá)到了成熟應(yīng)用水平，但是，作為一種技術(shù)集成度高，可靠性要求高且用于商業(yè)營運的系統(tǒng)設(shè)備，許多關(guān)鍵技術(shù)仍需提高，一些依靠進(jìn)口的關(guān)鍵部件還需依靠國家支持進(jìn)行攻關(guān)，以達(dá)到規(guī)模化生產(chǎn)和推廣的目的。 LNG低溫