LNG汽車加氣站工藝流程

    LNG汽車加氣站主要由LNG槽車、LNG儲罐、卸車／調壓增壓器、LNG低溫泵、加氣機及LNG車載系統等設備組成。LNG汽車加氣站一般分為常規站和橇裝站。

    ①常規站：建在固定地點，LNG通過卸氣裝置，儲存在LNG儲罐中，采用加氣機給汽車加LNG。

②橇裝站：將加氣站相關設備和裝置安裝在汽車或橇體上，工廠高度集成，便于運輸和轉移，適用于規模較小的加氣站。

    LNG汽車加氣站的工藝流程分為卸車流程、調壓流程、加氣流程及卸壓流程4個步驟。

  ①卸車流程

  將集裝箱或汽車槽車內的LNG轉移至LNG汽車加氣站儲罐內，有3種方式：增壓器卸車、浸沒式低溫泵卸車、增壓器和低溫泵聯合卸車。

  a．增壓器卸車

  通過增壓器將氣化后的氣態天然氣送人LNG槽車，增大槽車的氣相壓力，將槽車內的LNG壓人 LNG儲罐。此過程給槽車增壓，所以卸完車后需要給槽車減壓0．2～0．3 MPa，需排出大量的氣體。

    b．浸沒式低溫泵卸車

    將LNG槽車和LNG儲罐的氣相空間相連通，通過低溫泵將槽車內的LNG卸入LNG儲罐。

    c．增壓器和低溫泵聯合卸車

    先將LNG槽車和LNG儲罐的氣相空間相連通，然后斷開，在卸車的過程中通過增壓器適當增大槽車的氣相壓力，用低溫泵卸車。

    第1種卸車方式的優點是節約電能，工藝流程簡單；缺點是產生較多的放空氣體，卸車時間長。第2種卸車方式的優點是不產生放空氣體；缺點是耗能，工藝流程相對復雜。第3種卸車方式與第2種卸車方式相比，卸車時間相差不多，缺點是耗電能，也產生放空氣體，流程較復雜。一般工程上選用第2種卸車方式。

  ②調壓流程

  LNG汽車發動機需要車載氣瓶內的飽和液體壓力較高，一般為0．52～0．83 MPa，而運輸和儲存時LNG飽和液體的壓力越低越好。因此，在為汽車加氣之前，需使儲罐中的LNG升壓以得到一定壓力的飽和液體，同時在升壓的過程中飽和溫度相應升高。升壓有3種方式：增壓器升壓、泵低速循環升壓、增壓器與泵低速循環聯合升壓。這3種方式各有優缺點，應根據工程的實際需要進行選用。

  ③加氣流程

  儲罐中的飽和液體LNG通過低溫泵加壓后經過計量由加氣機給汽車加氣，分為單線、雙線加氣。當車載儲氣瓶壓力較低時，車載儲氣瓶采用上進液噴淋式，加進去的LNG直接吸收車載氣瓶內氣體的熱量，使氣瓶內壓力降低，減少放空氣體，并提高了加氣速度。當車載儲氣瓶壓力較高時，采用雙線加氣，通過回氣管，將車載儲氣瓶內的氣體回收至 LNG儲罐中。

  ④卸壓流程

  由于系統漏熱，LNG氣化導致系統壓力升高，或者在使儲罐升壓過程中，儲罐中的液體不斷地氣化，這部分氣化了的氣體如不及時排出，會導致儲罐壓力越來越大。當系統壓力大于設定值時，通過 BOG回收系統或者打開安全閥，釋放系統中的氣體，降低壓力，保證系統安全。

    液化天然氣的飽和壓力是在給定壓力下，與液相平衡的蒸氣壓力。LNG飽和壓力、密度隨飽和溫度的變化見圖1，由圖1可知：

    ①在給定溫度下，液化天然氣對應一定的飽和壓力，不同溫度下，液化天然氣的飽和壓力不同。

    ②調壓過程中，飽和溫度越高，LNG的對應飽和壓力也越高，LNG的密度越小。

LNG汽車加氣站調飽和壓力是把儲罐內的液化天然氣飽和壓力調至所需要的飽和壓力，再將液化天然氣加注給汽車，而不調飽和壓力是直接將儲罐內的液體加注給汽車。調飽和壓力和不調飽和壓力的工藝流程見圖2。

    采用調飽和壓力的技術路線與國內已經投入使用的LNG汽車相匹配。通常LNG儲存在溫度為 一161℃、壓力約為0．1 MPa的低溫儲罐內，LNG汽車加氣站以0.6～0.8 MPa的壓力將LNG加注到車載儲氣瓶中。0.6～0.8 MPa是天然氣發動機正常運轉所需要的壓力心，為達到此壓力，需要將LNG進行調壓以得到飽和液體，同時在升壓的過程中飽和溫度相應升高。LNG汽車加氣站每次給汽車加氣都需調飽和壓力，由于溫度升高，LNG儲罐中的液體不斷地氣化，這部分氣化了的氣體即為BOG，調飽和壓力的次數越多，產生的BOG越多，當儲罐壓力大于設定值時，BOG需要被釋放掉，以保證儲罐的安全。

    LNG汽車加氣站中的常規站一般都設置BOG回收系統，而橇裝站通常不設置BOG回收系統，直接把氣體放散到大氣中。BOG回收系統可以把BOG通過調壓計量后送人附近的燃氣管網中，減少經濟損失。無論是否設置BOG回收系統，這部分損失的氣體對LNG汽車加氣站在經濟方面的影響均比較大，增加了LNG汽車加氣站的運行成本。

  3．2不調飽和壓力

    隨著LNG汽車車載儲氣瓶技術的不斷改進，研發出了LNG汽車自帶增壓系統，可以采用自然壓力給LNG汽車直接加氣，LNG汽車通過自帶增壓系統，使LNG達到天然氣發動機正常運轉需要的壓力。因此，LNG汽車加氣站可以不調飽和壓力，大大減少BOG的放散，提高LNG汽車加氣站的經濟效益。采用不調飽和壓力的技術路線是今后LNG汽車加氣站的發展方向，有廣闊的發展前景。從近幾年的實際運行情況可以看出，LNG汽車加氣站不調飽和壓力鵠羲術路線，解決了BOG損失大的問題，為LNG汽車加氣站的發展提供了保障。

    LNG汽車加氣站作為LNG汽車技術的一個子系統，其工藝流程把LNG運輸、卸車、儲存、裝卸、加液及加氣回流等作為一個大的系統來設計，避免了 LNG運輸、加液和車用系統的不匹配問題。LNG汽車加氣站的工藝流程中，是否調飽和壓力應根據實際情況而定，但是不調飽和壓力的技術路線是今后的發展方向。隨著LNG汽車加氣站的高速發展， LNG汽車加氣站的工藝流程會不斷改進優化，從而減少天然氣的損耗，滿足LNG產業的需要。