1.   汽車尾氣已成為城市空氣的主要污染源
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淺析CNG汽車及液壓式加氣子站在石家莊市的應用和發(fā)展

更新時間:2009/9/2  來源:中國燃氣設備網(wǎng)  [收藏此信息]

1.   汽車尾氣已成為城市空氣的主要污染源
 
近幾年來.我國進入城市化高速發(fā)展時期,城市建設飛速發(fā)展.城市面積擴大、人口增長,道路建設
加快.公交車與出租車的需求量上升。由此引起的機動車排氣污染也呈上升勢頭。
石家莊市近兩年來機動車保有量持續(xù)上升,汽車尾氣排放的CO、HC、N0。日益嚴重。主要街道路口、人行橫道兩側污染物全部超標.均達不到我國關于汽車排放標準法規(guī)的要求.與日趨嚴格的歐、美標準更是相去甚遠。由于汽車排放的污染物多集中在離地面lm左右區(qū)域.正處在人們的呼吸帶附近,所以對人的危害尤為嚴重。上世紀50年代美國的洛杉磯和70年代日本的東京都曾發(fā)生過嚴重的煙霧事件.其原因之一就是汽車排放的HC和NO。在陽光紫外線作用下.形成有毒的光化學煙霧,結果造成數(shù)百人死亡.數(shù)萬人受害。種種跡象表明,我國許多城市存在發(fā)生光化學煙霧的潛在危險。以石家莊市為例.據(jù)環(huán)保部門監(jiān)測。石家莊市區(qū)部分地段在非采暖期已有明顯的光化學煙霧出現(xiàn)。所以,防治機動車尾氣污染.推廣使用清潔燃料汽車已勢在必行。
2.   CNG汽車的優(yōu)勢
 
2.1環(huán)境效益
   
天然氣汽車與燃油汽車相比.它的尾氣排放中HC可下降90%、CO下降約80%、NOx下降約40%,且無鉛污染。如果設計合理,且空燃比選擇較好,天然氣汽車的排放將會低于目前世界上任何最嚴格的廢氣排放法規(guī)。而且,還有進一步降低排放的可能性。與傳統(tǒng)的汽車相比.天然氣汽車所產(chǎn)生的臭氧量只有其20%-35%.碳黑顆粒物和二氧化硫幾乎可以忽略不計.是一種理想的低污染車。其它的優(yōu)點是,沒有汽柴油給油箱加油時的蒸發(fā)損失,而且,排放中只含很少量的多環(huán)芳烴、乙醛和其它有毒物質(zhì)。此外,與電動汽車相比,天然氣汽車續(xù)駛路程長。有關專家認為天然氣汽車是目前最具有推廣價值的低污染汽車.尤其適合于城市公交車和出租車使用。目前.它已在世界上廣泛應用。
 
2.2經(jīng)濟效益
 
    從熱能含量上看.1m3的天然氣相當于1.13L汽油的當量。就其經(jīng)濟性而言.燃氣比燃油的燃料成本
要低。
    2005年.石家莊車用天然氣的售價是2.4元/m3,而93#汽油的價格是4.27元/升.以每百公里消耗
天然氣8 m3或汽油8升計,每百公里節(jié)約1.87元;以每輛出租車l天行駛300km計算,其燃氣成本只有57.6元。而燃油車成本達到102.48元,比CNG車高出45元。以此推算,出租車使用天然氣,每年可節(jié)
約運行成本1.5萬余元。
 
3.液壓式CNG加氣站建設基本情況
 
推廣使用CNG汽車,必須配套建設相應的CNG加氣站。2005年,石家莊市共建設11座加氣站.投入使用7座。全部采用液壓式天然氣汽車加氣子站.在國內(nèi)尚屬首創(chuàng)。
 
3.1液壓式加氣子站工作原理
 
    該技術利用特殊性質(zhì)的液體.用液壓泵(壓力不高于22MPa)直接將液體充人CNG拖車的儲氣鋼瓶中,將鋼瓶內(nèi)的壓縮天然氣推出,再通過站內(nèi)的單線雙槍加氣機把高壓天然氣充人汽車的儲氣瓶內(nèi).達到給汽車加氣的目的,不需采用其他增壓設備。
    當剛剛開始啟動設備或PLC控制系統(tǒng)監(jiān)測到液壓系統(tǒng)壓力低時,高壓液壓泵開始工作.向CNG鋼瓶內(nèi)充人高壓液體介質(zhì):當液壓系統(tǒng)壓力達到高限22MPa(或用戶設定值)時.壓力控制閥停止向高壓系統(tǒng)供液,并通過旁通回路把高壓液體回流到液體儲罐中;液壓泵經(jīng)一定時間的延時.如果系統(tǒng)壓力仍然不降,則液壓泵停止工作:當系統(tǒng)壓力降至底限20MPa(或用戶設定值)時,液壓泵重新開始工作。
    子站設備在運行時由控制系統(tǒng)的PLC自動控制。當加滿氣的拖車來到子站后。停到相應的停車位置,分別連接液體高壓管路、壓縮空氣控制管路、CNG高壓管路等,打開相應的控制閥門.關閉放空閥門,檢查無誤后即可開啟系統(tǒng)。當系統(tǒng)開始工作時,首先第一個鋼瓶上的進液閥門、出氣閥門打開,回液閥門關閉.在液壓泵的作用下.液體介質(zhì)開始充入第一個鋼瓶,同時高壓天然氣被推出鋼瓶:當大約95%的天然氣被推出時,自動控制系統(tǒng)發(fā)出指令.關閉該鋼瓶的進液閥門、出氣閥門,打開回液閥門,此時第一個鋼瓶內(nèi)的高壓介質(zhì)開始返回橇體內(nèi)的儲罐中;間隔幾秒鐘后第二個鋼瓶的進液閥門、出氣閥門打開(此時回液閥門關閉),高壓液體開始充人第二個鋼瓶。
  設備運行時.由PLC程序控制實現(xiàn)8個鋼瓶依次順序工作。除更換拖車時由人工操作外.整套設備的所有動作均由設備自帶的PLC程序控制.無須人工干預。
 
3.2液壓式加氣子站特點
 
   該系統(tǒng)最顯著的特點是投資少、占地面積小、工藝簡單、工作能力高(加氣能力≥1 000m弧)、運行
費用低(主電機功率僅30kW)。
    在傳統(tǒng)的加氣子站中。需要設壓縮機、緩沖瓶組、干燥裝置、多線加氣機等,占地面積較大:因城市
用地緊張,消防要求高,選址和建設難度較大。而這種液壓增壓系統(tǒng)****的優(yōu)點就是占地面積。赫緝(nèi)除停放CNG高壓撬車的位置外.加氣撬體f液壓增壓系統(tǒng))只占地1.5mx2m;控制室也只需2.5mx2.5m.考慮需設2個CNG高壓撬車位置.整個子站占地面積也只有l(wèi) 000m2左右:另外一個特點就是工藝設備少,工藝管線簡單,施工方便,施工時間大大縮短:站內(nèi)除控制室與加氣撬體、單線加氣機之間的控制線纜外,只有加氣撬體與加氣機之間的l條工藝管線,施工非常簡便。我們建設的加氣站均是與原有加油站合建,不需要增加占地,工期只需10天左右。
由于液壓式天然氣汽車加氣子站主電機功率只有30kW,系統(tǒng)總功率小于35kW.與現(xiàn)有壓縮機式子站(總功率約100kW)相比,節(jié)能效果明顯.運行費用低,大大提高了經(jīng)濟效益。
 
3.3液壓式加氣子站投資概況
 
    加氣撬體:140萬元(包括控制系統(tǒng)):
    CNG高壓撬車:130萬元:
    單線雙槍加氣機:13萬元/臺:
    拖車:30萬元(根據(jù)廠家不同.價格會有所變化)。
一般每個子站配置為一個撬體、二個撬車、二臺單線雙槍加氣機。拖車可根據(jù)子站數(shù)目統(tǒng)一安排。
 
3.   結束語
 
    (1)推廣CNG汽車應掌握以下原則:①使用頻率要高,年行駛里程要長,長期在市區(qū)行駛。對市區(qū)環(huán)
境污染影響較大;②行駛區(qū)域相對穩(wěn)定;③有相對固定的停車場地,可以設置專用的加氣設施:④有比較
完整的管理機構,可以確保實施。在具體操作中.CNG汽車一般均在公共汽車、出租車等長期在市區(qū)內(nèi)運營、對市區(qū)環(huán)境污染分擔率較高的車輛中首先推廣,也可擴大到某些專業(yè)車輛,如:環(huán)衛(wèi)車、郵電車等。
    (2)在加氣子站的建設中,選用新設備、新工藝,可解決城市用地緊張.選址困難等問題.并可降低建
站費用,節(jié)約運行成本。
(3)液壓式子站必須使用專用CNG拖車。普通CNG拖車無法使用。
 
 參考文獻
1.陸階明.我國城市公共交通使用CNG/LNG汽車的探討.城市公用事業(yè).2004(3)
上一篇:對加快LPG汽車發(fā)展的幾個問題的探討 下一篇:清潔汽車行動關鍵技術攻關與示范推廣成果與展望
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