第32卷第3期
2012年3月
煤气与热力
GAS&HEAT
V01．32No．3
Mar．2012
LNG用作汽车燃料的优点
高黎敏
(陕西省燃气设计院，陕西西安710043)
摘要：天然气作为车用燃料，与汽油、柴油相比，具有环保性、经济性、安全性等优点，是较
佳的汽车代用燃料。
关键词：天然气汽车；LNG汽车；环保性；经济性；安全性；汽车代用燃料
中图分类号：TU996文献标识码：B文章编号：1000—4416(2012)03—0816—03
AdvantagesofLNGUsedasAlternativeVehicleFuel
GA0Limin
Abstract：Comparedwithgasolineanddiesel，naturalgashassomeadvantagesincludingenviron-
mentalprotection，economyandsecurity，itisbetteralternativevehiclefuel．
Keywords：naturalgasvehicle；LNGvehicle；environmentalprotection；economy；secur-
ity；alternativevehiclefuel
1概述
液化天然气LNG主要成分是甲烷，其作为一种
优质燃料，具有洁净、经济、高效、资源丰富和储运方
便等优点，在整个能源结构中的比例逐渐增长。天
然气用作汽车代用燃料，与汽油、柴油汽车相比，其
二氧化碳排放量明显降低，是一种优良的汽车发动
机绿色代用燃料；其燃料成本、维护保养成本均较
低，具有显著的经济效益；泄漏后不易自燃，不易形
成爆炸气体，较安全。因此，天然气是汽车较佳的清
洁代用燃料¨。4J。
2天然气具有环保性
2009年11月2613，国务院公布控制温室气体
排放的行动目标，决定到2020年单位国内生产总值
二氧化碳排放量比2005年下降40％～45％。
根据有关资料统计，城市大气环境污染60％来
自机动车辆的尾气排放，公路网的大气环境污染
100％来自机动车辆，因此对汽车尾气进行治理刻不
容缓。目前，采用天然气作为车用燃料代替传统汽
油、柴油，是减少汽车尾气污染的重要措施之一。大
力发展天然气汽车事业，提高清洁、高效、优质的天
然气能源在我国能源消耗中所占的比例，是坚持可
持续发展战略、优化能源结构、提高人民生活质量、
保护环境的重要措施。
现通过以下计算，对比汽油、柴油、天然气作为
车用燃料的二氧化碳排放量。
根据CO：潜在排放系数和燃料的平均低位发热
量，可计算出燃料燃烧产生CO：的量。
①基础数据
根据国家发展和改革委员会节能信息传播中心
发布的数据，CO：潜在排放系数见表1。CO：潜在排
放系数是指一种燃料燃烧或使用过程中单位热量所
产生的CO：排放量。
表1C02潜在排放系数
燃料种类c0：潜在排放系数／(kg·GJ。1)
汽油69．363
柴油74．024
天然气56．224
根据文献[5]，可查得各种燃料平均低位发热
量，见表2。
表2各种燃料平均低位发热量
燃料名称平均低位发热量／(kJ·kg。1)
汽油43124
柴油42705
天然气35588
·B16·
万方数据
www．watergasheat．corn高黎敏：LNG用作汽车燃料的优点第32卷第3期
②计算方法
燃料燃烧产生CO：的量按下式计算：
mco，=10～mfQlk(1)
式中m。。，——燃料燃烧产生c0：的质量，kg
m，——燃料消耗的质量，kg
Q。——燃料平均低位发热量，kJ／kg
尼——cO：潜在排放系数，kg／GJ
将表1、2的基础数据代入式(1)，经计算，得：
燃烧1t汽油产生C02的质量mco“=2．99t。
燃烧1t柴油产生C02的质量mco，2=3．16t。
燃烧1t天然气产生CO：的质量m。。铂=2．00
to
行驶相同里程，消耗天然气的质量与消耗其他
燃料质量的比值可用下式表示：
口：盟(2)
’
p‘
式中口——行驶相同里程，消耗天然气的质量与消
耗其他燃料质量的比值，kg／kg
d——行驶相同里程，消耗标准状况下天然
气的体积与消耗其他燃料体积的比
值，m3／L
p。——标准状况下天然气密度，kg／m3
Pf——燃料密度，kg／L
中海石油气电集团交通新能源事业部于2011
年7月26日至29日在北京召开的17个建设项目
可行性研究报告(代初步设计)评审会最新提供的
经验值为：行驶相同里程，消耗1L汽油相当于消耗
1．11T13天然气，消耗1L柴油相当于消耗1．2m3天
然气。
由文献[6]查得标准状况下天然气密度为
0．7167kg／m3，由文献[7]查得汽油密度为0．725
kg／L，柴油密度为0．835kg／L。
根据式(2)，可分别计算出：
卢1=1．09
卢2=1．03
式中届。——行驶相同里程，消耗天然气的质量与
消耗汽油质量的比值，kg／kg
倪——行驶相同里程，消耗天然气的质量与
消耗柴油质量的比值，kg／kg
由以上计算数据可知，行驶相同里程，消耗1t
汽油相当于消耗1．09t天然气，经计算燃烧1．09t
天然气产生2．18t的CO：，比燃烧1t汽油减排
0．81t的CO：；行驶相同里程，消耗1t柴油相当于消
耗1．03t天然气，经计算燃烧1．03t天然气产生
2．06t的C02，比燃烧1t柴油减排1．10t的C02。
由此可见，以气代油发展天然气汽车是一项绿
色环保工程，可以有效地减少二氧化碳排放量，对于
创造人和自然的和谐环境具有非常重要的意义。
3天然气具有经济性
①天然气具有价格优势
目前，西安市2011年燃料最新售价为柴油7．41
形L、汽油7．31形L、LNG3．60形m3。对出租车
及公交车使用两种燃料进行比较分析，详见表3。
表3燃油燃气费用比较(天然气价格按西安最新售价)
项目汽油天然气
燃料单价7．31形L3．60歹己／m3
，
车辆数／辆100100
出每辆车每100km燃料耗量9．09L10．0m’
租
车每辆车日行程／km300300
车辆Et总燃料耗量2727L3000m3
日总耗燃料费用／(元·d一)1993410800
项目柴油天然气
燃料单价7．41形L3．60：Tr_,／m3
车辆数100100
公每辆车每100km燃料耗量25．0L30．0m3
交主
每辆车日行程／km200200
车辆日总燃料耗量5000L6000in3
日总耗燃料费用／(元·d。1)3705021600
通过表3可以看出，按照各车辆13行程，以100
辆车计，每天分别可以节省燃料费用：出租车为
9134形d，公交车为15450形d。
目前，由于我国天然气资源缺乏，国家发展和改
革委员会表示，适当上调天然气价格，对于合理有效
配置天然气资源，保证天然气供应十分必要。
国家发展和改革委员会于2010年6月1日完
善了相关价格政策。要求各地天然气价格(形m3)
与90号汽油最高零售价格(元／L)比值调整到0．75
：1的比价关系，保持车用气的合理比价。
行驶相同里程，消耗1L汽油相当于消耗1．1
m3天然气，汽油价格以7．31形L计，用户可承受
天然气价格最高为6．65YC／m3。按照国家发展和
改革委员会关于提高国产陆上天然气出厂基准价格
的通知，天然气最高售价为5．48：YrJm3。比用户可
·B17·
万方数据
第32卷第3期煤气与热力Ⅵn州．watergasheat．eom
承受的最高价格6．65元／m3还要低1．17元／m3。
根据国家发展和改革委员会调控之后的燃料价
格，对出租车及公交车使用两种燃料进行比较分析，
详见表4。
表4燃油燃气费用比较(天然气价格按国家发改委
调控之后最高售价)
项目汽油天然气
燃料单价7．3l形L5．48歹砂m3
车辆数／辆100100
出每辆车每100km燃料耗量9．09LlO．0m’
租
奎每辆车日行程／km300300
车辆日总燃料耗量2727L3000m3
日总耗燃料费用／(元·d。1)1993416440
项目柴油天然气
燃料单价7．4l元／L5．48元／m3
车辆数／辆100100
公每辆车每100km燃料耗量25．0L30．0m’
交主
每辆车日行程／km200200
车辆日总燃料耗量5000L6000m3
日总耗燃料费用／(元·d。1)3705032880
通过表4可以看出，按照各车辆日行程，以100
辆车计，每天分别可以节省燃料费用：出租车为
3494形d，公交车为4170形d。
可见，在西安市相对于汽油、柴油而言，城市交
通车辆使用天然气更具有价格优势，用户具有较强
的承受能力。使用天然气作为汽车燃料，将大大降
低汽车的运行成本。
②冬季汽车易发动，可节省费用
LNG汽车克服了汽油车、柴油重载汽车冬季发
动困难的难题，方便了用户的使用，节省了费用。+
汽油车在冬季发动困难是因为汽油发动机在冷
启动时，汽油中只有最轻组分蒸发形成混合气进行
燃烧，若10％馏分馏出温度过高，发动机因混合气
中油气过少而启动困难，启动时间增长，增加了耗油
量埔o。柴油馏分组成不能太重，小于300oC馏分的
含量愈少，启动愈困难。
LNG基本上是纯质烷烃，其中甲烷体积分数达
到96％以上，给发动机提供了稳定的可控制的空燃
比，使发动机的工作性能得到优化，发动机燃烧平
衡，相对于汽油车、柴油车，不存在发动困难的问题，
节省了燃料消耗。
根据山西煤炭运销集团大元新能源有限公司
LNG加注站建设、经营及LNG重载汽车推广项目十
二五建设规划测算，此项优点使每辆重载汽车每年
可节省2×104元。
③可延长设备寿命
以LNG为燃料的汽车，可延长设备寿命，降低
费用。由于天然气燃烧完全，结碳少，减少气阻和爆
震，使发动机寿命延长2～3倍，大修理间隔里程延
长(2．0～2．5)×104km，天然气汽车相对汽油车、柴
油车年降低维修费用50％以上"J。
4天然气具有安全性
天然气、汽油、柴油的自燃点、爆炸极限、密度见
表5。
表5中，天然气的液态密度是指在沸点(约
一162oC)下天然气的密度；气态密度是指标准状态
(101．325kPa，0℃)下天然气的密度。汽油、柴油
的液态密度是指在常温常压(101．325kPa，20℃)
下的密度；汽油的气态密度是指在常温常压
(101．325kPa，20oC)下的密度；柴油为重组分油，
不易挥发，气相可忽略。
表5燃料性质对比
项目天然气汽油柴油
自然点／℃650427260
爆炸极限／％5．0～15．01．O～7．00．5～4．1
密度／液态423725835
(kg·m。3)气态0．71675．0930
天然气的自燃点一般在650oC，相对、汽油、柴油
来说，自燃温度高。LNG车用技术采用低温低压储
存，一般在一146℃，压力不大于1．2MPa，车载气瓶
采用双层抽真空绝热技术。LNG加气站由于工作
介质的低温低压，储存容器及相关设备具有可靠的
耐低温性能，符合GB18442--2001《低温绝热压力
容器》、GB50264--97((工业设备及管道绝热工程设
计规范》等相关规范，安全性较好。根据中海油做
的烟头实验，液态天然气甚至可以熄灭点燃的香烟，
这说明液态天然气是不容易被点燃的。天然气意外
泄漏后，不容易自燃p1，而汽油车、柴油车在碰撞或
翻覆着火后，容易爆炸。
天然气的爆炸极限为5％～15％，且密度小于
空气，稍有泄漏即挥发向上扩散。LNG泄漏到地
面，会吸热挥发，不会产生任何残留物。
(下转第B24页)
·B18·
万方数据
第32卷第3期煤气与热力
图3烟气余热回收系统人机操作界面
⑤系统设计中应注意的问题
a．由于烟气成分复杂，存在可燃成分，在燃烧室
及烟道上应考虑设置防爆门。
b．有机热载体余热炉的进口烟气温度主要靠配
人的空气量控制，因此烟道的结构设计尽量考虑钢
护板烟道，连接处选用法兰连接，以减少系统的漏风
量…。
c．由于烟气温度比较高(最高约1250oC)，钢
护板烟道表面散热量较大，应尽量减小烟道长度，设
备布置尽量紧凑。
3结语
通过对该炭素企业电加热煅烧炉的烟气余热回
收改造，原有1台蒸发量为10t／h的蒸汽锅炉已停
止运行，年节省标煤3300t，降低了企业运行成本。
经过此次电加热煅烧炉烟气余热回收改造，我们积
累了更多的经验，针对炭素行业的余热回收方案将
会更加严密和实用。
参考文献：
[1]曹武，韩慧珍．炼钢转炉烟气余热饱和蒸汽发电[J]
煤气与热力，2005，25(9)：56—57
[2]池伟强．转炉烟气余热回收技术的探讨[J]煤气与
热力，2006，26(1)：43—45
[3]汪镇安化工工艺设计手册[M]北京：化学工业出
版社，2003：91—93．
作者简介：卢玉贵(1978一)，男，天津人，助理工程师，大
专，从事石化、冶金行业有机热载体炉及附属系统
的设计工作。
收稿日期：2011—04—27；修回日期：2011—06—21
(上接第B18页)
汽油、柴油的爆炸下限低，汽油气化后密度大于
空气，柴油为重组分油，泄漏后不易挥发；汽油、柴油
如果泄漏到地面，滞留时间较长，容易引发燃烧、爆
炸等危险。
因此，作为车用燃料，天然气相对汽油、柴油更
安全。
参考文献：
[1]刘永志，彭晓青．四川省及重庆市CNG汽车与加气站
发展回顾[J]．煤气与热力，2007，27(6)：21—25
[2]赵红，张纪鹏，张铁柱，等．青岛市燃气汽车的发展
[3]
[4]
行动[J]煤气与热力，2009，29(9)：1308一B12
[5]徐飞，王文堂，王峰涛，等化工节能技术手册[M]．
北京：化学工业出版社，2005：582，
[6]顾安忠，鲁雪生．液化天然气技术手册[M]北京：机
械工业出版社，2010：21．
[7]王遇冬．天然气处理原理与工艺[M]．北京：中国石
化出版社，2007：221—222．
[8]王从岗，张艳梅，储运油料学[M]北京：中国石油大
学出版社，2006：67
[9]韩金丽，杨永慧，张悦．北京市发展天然气汽车的探讨
[J]．煤气与热力，2011．31(4)：B11一B20
[J]．煤气与热力，2007，27(11)：12—14
李秋利发展滨海新区天然气汽车的构思[J]．煤气与作者简介：高黎敏(1986一)，女，陕西西安人，助理工程
热力，2008，28(2)：1123一B25．师，学士，从事燃气工程设计工作。
张纪鹏．赵红，吴彦，等．丹东市燃气汽车及清洁汽车收稿日期：2010—10—11；修回日期：2011—10—24
·B24
万方数据
LNG用作汽车燃料的优点
作者：高黎敏，GAOLimin
作者单位：陕西省燃气设计院,陕西西安,710043
刊名：煤气与热力
英文刊名：Gas&Heat
年，卷(期)：2012,32(3)
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_mqyrl201203016.aspx
|
|
