CNG业务知识培训

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,CNG,（压缩天然气）,业务知识培训,培 训 内 容,一、,CNG,基本概念,二、,CNG,汽车及分类方法,三、,CNG,产业发展现状,四、,CNG,加气站基本知识,五、,CNG,加气站主要设备,压缩机,六、中石化,CNG,发展现状,七、天然气分公司,CNG,发展现状及规划,一、,CNG,基本概念,1,、什么是,CNG,？,CNG,Compressed Natural Gas,压缩天然气,是指压缩到,20,25MPa,的天然气。,压缩天然气（,25MPa,）约为标准状态下同质量天然气体积的,1/300,。,2,、,CNG,供应：,泛指,以符合现行国家标准,天然气,GB17820,之,类作为气源，在环境温度为,40,至,50,时，经加压站净化、脱水、压缩至不大于；出站的,CNG,符合现行国家标准,车用压缩天然气,GB18047,的各项规定，并充装给气瓶转运车送至城镇的,CNG,汽车加气站或城镇燃气公司的,CNG,供应站（储配站或减压站），供作汽车发动机燃料或居民、商业、工业企业生活和生产用燃料的系统。,二、,CNG,汽车分类及优点,1,、,CNG,汽车,Compressed Natural Gas Vehicle,简称,CNGV,，储存的天然气量相对较少，且储存容器的重量造成整车重量增加很多。,CNG,汽车特点：,优点：,从环保角度来看，燃烧后污染物排放低于,LPG,，略高于,LNG;,劣势：,（,1,）,CNG,续驶里程低，储气罐占用空间大、自重大，影响汽车动力；,（,2,）加气站需依托天然气管网建设，占地面积较大，加气机噪音大，安全距离大，不宜在闹市区和居民集中地区建设。,已在全国,19,个大中城市推广，目前已有,30,个省市自治区使用和发展,CNG,汽车。,（一）按储存方式分类,2,、,LNG,汽车,Liquefied Natural Gas,Vehicle,简称,LNGV,，天然气的储存密度大为增加，但整车成本增加很多，且储存容器的热交换，造成容器内的压力升高，在一定条件下，将向外界排出天然气，以避免容器内的压力升高，保证安全使用。,LNG,汽车：,LNG,液化时对气体净化要求较高，其燃烧后污染物排放比,CNG,更低；,LNG,生产较为复杂，生产能耗高，生产成本一般高于,CNG,；,国内缺乏车用,LNG,相关标准，没有加气站建设规范和标准，阻碍了,LNG,汽车的发展；,目前在国内尚处于试点阶段，仅用于北京、贵阳、长沙和乌鲁木齐公交车。,3,、,LPG,汽车,液化石油气汽车。从环保角度来看，正常情况下其燃烧后排放仅低于普通汽、柴油汽车，高于柴油混合动力车和天然气汽车（包括,CNG,、,LNG,）。,LPG,汽车特点：,（,1,）液化石油气汽车车用,LPG,质量要求大大高于普通民用,LPG,，国内车用,LPG,生产企业较少；,（,2,）,LPG,汽车起步较早，在部分城市和地区曾有较快的发展，近年来,LPG,汽车在我国的保有量开始下降，已逐步被天然气汽车取代。,（二）按使用燃料种类,1,、单一燃料的,CNG,汽车：,使用按照,CNG,特性设计的发动机，整车性能大为提高，但由于使用条件的限制，使用量较少，单车成本高；,2,、汽油,CNG,两用燃料汽车：,在汽油车的基础上增加,CNG,系统而成的既能使用,CNG,、又能使用汽油的两用燃料车；目前广泛使用，改装方便、成本低，但整车性能下降较多。,3,、柴油,CNG,双燃料汽车：,在柴油车上增加,CNG,系统而成的能够单独使用汽油，又能使用,CNG,柴油混合燃料的双燃料车。控制较为复杂，天然气的替代率低、成本相对较高。,（三）、,CNG,汽车的优势,1,、经济性,这是大家最关心的问题，,CNG,目前售价元,/Nm3,，汽油价格为元,/,升，,1,方气最少可替代汽油升。,以普通桑塔纳为例，按耗油,10,升,/,百公里，日行驶,400,公里的出租车计算，以汽油为燃料每天消耗,40,升，燃料费为,252,元，以,CNG,为燃料每天消耗,35Nm3,，,CNG,燃料费为,116147,元，燃料费用可节省,50%,左右，使营运成本大幅降低。,除了燃料价格上的优势外，在维修养护上也有一定的优势，可减少积碳、气阻和爆震现象发生，延长发动机寿命,2,3,倍，同时还减少了对机油的污染，可将机油更换周期延长一倍多。从而降低了车辆运营成本。这也正是众多城市成功推广的重要原因。,2,、环保性,汽车尾气排放是城市污染的一个重要污染源。,燃用,CNG,的汽车，,CO,排放量可减少,97%,，,CH,化合物减少,72%,，,NO,化合物减少,39%,，,SO2,减少,90%,，噪音减少,40%,而且不含铅、苯等致癌有毒物质。,3,、安全性,国外天然气应用于汽车项目的工作于,20,世纪,30,年代就开始进行，积累了相当丰富的经验，形成了完整的规范标准，已经是一项非常成熟的项目。体现在以下几点：,1,）,CNG,点火温度为,500,，汽柴油在,200-450,，此外,CNG,的易燃范围比其他燃料窄（包括液化石油汽在内），,CNG,在空气中的浓度超过,5.3%,时可燃，而汽柴油和液化石油汽的易燃浓度为,2%,，同时,CNG,相对空气的比重为,0.7%,，一旦泄露可在空气中迅速扩散，不会在户外聚集起来达到燃烧浓度。,2,）,CNG,燃料抗爆性能好,CNG,的研究法辛烷值为,130,左右，而高级汽油辛烷值仅在,97,左右，所以,CNG,作燃料不需要添加剂。,3,）贮气瓶比油箱更安全 燃油汽车由于事故原因发生破损、漏油、引起着火事故,.,而从世界上应用,CNG,几十年来看,至今未发生一例天然气贮气瓶爆炸事故,.,贮气瓶工作压力,20Mp,国家规范对贮气瓶要进行严格的实验后才出厂：,（,1,）火烧实验：充满气后燃烧温度,650,30,分钟不爆炸；,（,2,）爆炸冲击实验：瓶内充满,20 Mp,的天然气，用,100g,硝安炸药放在钢瓶上引爆，钢瓶不破裂；,（,3,）水压实验：将瓶内充满水,使压力达到,33.33 Mp,，,1,分钟瓶体不泄露，不变形；,（,4,）爆破实验：瓶内充水，升压到,48 Mp,瓶体不爆破。,（,5,）枪击实验：瓶内充满天然气，,100m,步枪射击，贮气瓶表面仅有白点和轻微擦伤。,三、,CNG,产业发展现状,世界,CNG,产业现状,概况,到,2009,年中期，全球天然气汽车,1050,万辆，加气站,15800,座。,轿车,990,万辆，公交车,27,万辆，卡车,15,万辆，其他车辆,63,万辆。,消费天然气,320,亿立方米。,全球及主要国家,CNG,汽车普及率（,CNG,汽车保有量,/,汽车保有量）,南美洲,11.80%,亚洲,2.18%,非洲,0.91%,欧洲,0.36%,北美洲,0.05%,全球,1.16%,排名,国家,CNG,普及率,排名,国家,CNG,普及率,1,2,3,4,5,孟加拉,巴基斯坦,亚美尼亚,阿根廷,哥伦比亚,51.2%,32.2%,30.9%,22.9%,22.6%,6,7,8,9,10,玻利维亚,巴西,马来西亚,塔吉克斯坦,缅甸,21.0%,11.1%,11.0%,6.5%,5.0%,世界,CNG,产业现状,发展特点,利用资源优势，在政府大力支持下，大规模发展,CNG,业务,“,贫油富气,”,国家为节约外汇、降低成本 ，在交通运输领域全面发展,CNG,汽车，,CNG,汽车主要为改装车。代表地区：巴基斯坦、孟加拉、缅甸。,CNG,作为能源多样化的重点之一,作为能源多样化的重点之一，部分国家,CNG,产业发展较为迅速，,CNG,汽车主要应用于家庭和出租车，并逐步向政府用车和公共交通领域发展，改装车和原厂车并重。代表地区：巴西和阿根廷。,欧美发达国家,CNG,业务起步较早，但应用范围有限,欧美国家重视节能减排，,CNG,汽车主要用于市区内固定线路汽车（如公交车、班车、保洁车等），以发展,CNG,汽车技术为主。代表地区：欧盟、北美。,未来作为车用燃料油的补充，在一定范围内发展,未来,20-30,年，燃油汽车仍是主流，,CNG,是车用燃料有的重要补充之一。预计到,2020,年全球,CNG,汽车保有量将达到,6500,万辆，占全球汽车比重,8%,。,“,贫油富气,”,国家天然气汽车应用范围将逐步扩大，发展中国家仍将成为新的,CNG,业务发展地区。,世界,CNG,产业现状,驱动与制约因素,驱动因素,制约因素,世界,CNG,产业现状,小结,资源可获得性、政府支持力度、与经济发展的适应性是,CNG,产业发展的主要驱动力。,消费习惯不适应、能源政策偏向性和配套基础设施建设难度大是该产业发展的主要制约。,CNG,汽车适用于城市内固定线路交通领域，在天然气资源相对丰富的发展中国家易于发展。,我国,CNG,产业现状与前景,概况,发展历程,上世纪,80,年代在四川建立第一个加气站；,1999,年启动了,“,空气净化工程清洁汽车行动,”,，在,12,个城市进行试点；,2006,年，国家再次启动,“,节能与新能源汽车,”,高科技计划 。,发展规模,截至,2008,年底，我国已有近,30,个省市自治区的,80,多个城市推广天然气汽车，,CNG,汽车保有量约,40,万辆，占全球,CNG,汽车的，,CNG,加气站,1336,座，占全球,CNG,加气站的（数据来源：,NGVA Europe,）。,发展特点,我国,CNG,产业主要分布在产气区周边地区，这些地区,CNG,汽车起步早，已形成一定规模；有廉价的气源及发达的城市天然气输配管网；最先在公交车、出租车上推广，其后转向其他固定线路车辆；目前公交车、出租车等已基本实现天然气化；车型从以改装车为主，逐步发展到直接推广单燃料或双燃料天然气汽车；加气站主要在近郊区发展。,我国,CNG,产业现状与前景,CNG,加气站,概况,专用加气站（公交）,416,座，公用加气站,920,座，在建加气站,230,座（,2008,年）；,单站加气能力为,470,辆,/,天。,中小城市发展趋势,在天然气产气区，,CNG,加气站布局初步形成，单站加气能力约为,400,辆,/,天，,CNG,汽车开始向城际客运、物流发展。,大城市发展特点趋势,以,CNG,公交车为主，专用加气站网络完善，单站加气能力约为,100,辆,/,天。,我国,CNG,产业现状与前景,CNG,汽车,概况,轿车和出租车万辆，中型、重型公交车万辆，中型、重型卡车万辆，其他车万辆，是世界第七大,CNG,汽车拥有国；,从改装车向原厂车过度,在,CNG,发展初期，为快速启动市场，天然气汽车以改装车为主，随着生产技术水平的提高，原厂车发展较快，如金龙和康明斯等，,2007,年原厂车比例达到,40%,；,以双燃料车为主,由于加气站网络不完善，我国,CNG,汽车仍然是以双燃料车为主 ，,2007,年双燃料车比例为,85%,，目前环保要求高的地区采用单燃料车较多。,未来单燃料、原厂车是发展趋势,我国,CNG,产业现状与前景,政策,国家产业政策,：,中国清洁汽车行动将,CNG,列为首选的汽车替代燃料；,2006,年，再次启动,“,节能与新能源汽车,”,高科技计划 ；,天然气利用政策,，明确规定天然气汽车属于,“,优先类,”,用气项目；,节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法,，对大中城市公交、公务、邮政、环卫部门推广使用单位进行财政补贴。,地区优惠政策：,加气站,补贴天然气公司供应加气站的原料气价差；,建设土地实行行政划拨供应，免收契税，安排财政资金支持建设；,5,年内免征所得税，免收所有行政事业性收费；,CNG,汽车,生产、改装企业享受开发新产品和高新技术成果转化的优惠政策；,免收尾气检测、免征市道路车辆通行费。,地区强制性措施和规定：,加气站,凡在天然气管道附近建设加油站必须附带加气设施和功能；,规划布局点内的加油站限期改建为加油、加气站；,CNG,汽车,城区公交车、出租车、环卫车限期改装或更新成天然气汽车。,我国,CNG,产业现状与前景,竞争态势,中国石化,CNG,业务迅速起步,：,建成,CNG,母站,1,座、子站及标准站,65,座 ；,根据目前计划，到,2011,年末将建设子站,285-330,座，新建母站,20,座以上。,中国石油开始规划布局全国市场：,在全国,14,个省市区的,50,座城市开展了,CNG,业务，建成,CNG,母站,34,座、子站及标准站,105,座 ；,规划,“,十二五,”,末，加气站达,2000,座以上，销售车用天然气,100,亿方以上。,其他企业利用自有优势先期进入：,截至,2009,年中，新奥燃气拥有加气站,180,座，其中投产,141,座；截至,2008,年末，中国燃气在全国建设,CNG,加气站,50,座；目前中华煤气在马鞍山、咸阳、原平、长春等城市拥有,CNG,加气站；,北京公交、重庆公交等拥有公交专用加气站，公交车天然气化率,90%,以上。,多项因素促进我国,CNG,产业发展,技术成熟，,研发体系,完善,有利于环保,汽车保有,量大，,CNG,发展空间大,政府政策,支持鼓励,天然气资源,相对充足,使用经,济效益好,CNG,产业,根据,2007,年发改委规定，,CNG,价格不得低于,90#,清洁汽油零售价的,75%,，随着油价的上升，,CNG,与汽油的价差拉大。,根据国家清洁燃料办公室预侧数据，到,2015,年：,我国,CNG,汽车保有量将达到万辆；,公交及出租车需要用加气站总量将达到,3900,座 ；,车用,CNG,需求量,2015,年可增至,140,亿立方米以上。,我国,CNG,产业现状与前景,小结,在国家鼓励政策的大力推动下，,CNG,业务在经济性上有发展空间，但是我国大规模发展,CNG,将受到资源可获得性的制约。,要充分利用资源，在天然气产气区和长输管线沿线城市有发展,CNG,的资源基础有保障。,从经济上讲，人口集中、经济较发达地区，汽车需求规模大、增长速度高，,CNG,发展空间较大。,到,2015,年，我国,CNG,汽车保有量将达到,75,万辆以上，,CNG,消费量将达到,140,亿立方米以上，,CNG,加气站数量将达到,3900,座。,四、,CNG,加气站基础知识,加气站类型：,可分为,CNG,汽车加气站母站、标准站和,CNG,子站三种类型,（,1,）,CNG,加气母站,是为,CNG,加气子站供应压缩天然气的加气站 ，通过充装给气瓶转运车送至城镇的,CNG,加气子站或城镇燃气公司的,CNG,供应站（储配站或减压站），供作汽车发动机燃料或居民、商业、工业企业生活和生产用燃料的系统。母站建设宜靠近天然气高、中压管道或储配站附近，因此选址受到一定限制。,（,2,）,CNG,标准站,建在城市管网附近，既可以给槽车加气，又可直接给汽车加气的加气站，一般称之为标准站。其主要设备与母站设备类似。 主要是增加一套汽车充装系统。,（,3,）,CNG,加气子站,用槽车运送天然气，为,CNG,汽车进行加气作业的压缩天然气加气站。,子站的建设灵活、方便，距母站,200km,以内为宜。,加气站工艺流程：,CNG,加气站的生产工艺流程根据加气站的规模不同，稍有不同的变化，但基本流程是相同的。,基本工艺流程,：,管道天然气计量调压缓冲脱水干燥压缩机增压加气柱（机）充装槽车外运（汽车）,加气母站,（后置脱水）,原料气,调压系统,脱硫系统,缓冲系统,增压系统,脱水系统,控制系统,储气系统,售气系统,加气母站（前置脱水）,原料气,调压系统,脱硫系统,缓冲系统,增压系统,脱水系统,控制系统,储气系统,售气系统,CNG,加气站标准站生产工艺流程,标准站,原料气,调压系统,脱硫系统,缓冲系统,增压系统,脱水系统,控制系统,储气系统,售气系统,CNG,加气子站生产工艺流程,加气子站,原料气,调压系统,脱硫系统,缓冲系统,增压系统,脱水系统,控制系统,储气系统,售气系统,3.,加气母站主要系统,加气母站主要包括：,气体预处理系统、脱水干燥系统、压缩机组、售气系统等。,气体预处理系统,气体预处理系统包括进站过滤器、气体计量仪表、调压阀、缓冲罐以等，低压原料天然气进入,CNG,加气站后，首先进入调压计量系统，这个系统包括过滤、分离、调压、计量、缓冲等装置。若原料气组分中含有超标硫化氢成份时，应设置脱硫装置、进行脱硫处理。,脱水干燥系统主要包括前置过滤器、吸附塔、后置过滤器、循环加热再生装置。原料天然气进入脱水装置的吸附塔、塔内的,4A,型分子筛能有效地吸附天然气中的水分，使天然气中的水含量达到车用压缩天然气水含量的要求。,压缩机橇内包括压缩机、驱动机、冷却器、排气系统、润滑系统、进气缓冲罐、控制系统、安全阀、供电接口等。低压天然气经压缩机加压后，天然气压力升高到,20-25MPa,。,售气机（柱）是用来给,CNG,加气汽车（槽车）添加高压天然气。它由科里奥利质量流量计、微电脑控制售气装置和压缩天然气气路系统组成。其屏幕显示售气单价、累计金额和售气总量。售气机结构包括计量仪表、加气枪、加气嘴、加气软管（包括自密封拉断阀）、电磁控制阀、电气接线、机壳等。,加气母站消防设施，主要包括消防栓、火灾报警系统、灭火器。,加气母站供电系统，主要包括独立变压器、高压配电柜、低压配电柜。,压缩机组是加气站最关键、最重要的核心设备，对整个加气站运行的可靠性及成本有决定性影响。,压缩机是一种应用广泛的通用机械，因应用场合的不同而有多种形式。天然气加气站使用的大都是具有曲柄连杆结构的往复活塞压缩机，简称往复压缩机或活塞压缩机。活塞压缩机主要用于一些流量不太大但压力相对较高的场合，这种压缩机对运行参数改变的适应能力较强，可较好适应加气站频繁变化的工作参数。,五、,CNG,加气站的主要设备,-,压缩机,主要部件,动力端：飞轮、曲轴、连杆、十字头,工作端：活塞杆、活塞、气缸、缸头、进排气阀等,辅助部件：润滑系统、冷却系统、飞轮、机壳、机座,主要结构形式分三类：,立式压缩机：气缸中心线与地面垂直；,卧式压缩机：气缸中心线与地面平行；,角度式压缩机：包括,L,型、,V,型、,W,型、扇形、星型等。,天然气压缩机这三种形式都有应用。,活 塞,立式压缩机,卧式压缩机,一般卧式,对动型,对置式,M,型,H,型,角度式压缩机,V,型,L,型,W,型,扇型,星型,往复活塞式工作原理,当曲轴旋转时，通过连杆的传动，活塞便做往复运动，由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积则会发生周期性变化。活塞从气缸盖处开始运动时，气缸内的工作容积逐渐增大，这时，气体即沿着进气管，推开进气阀而进入气缸，直到工作容积变到最大时为止，进气阀关闭；活塞反向运动时，气缸内工作容积缩小，气体压力升高，当气缸内压力达到并略高于排气压力时，排气阀打开，气体排出气缸，直到活塞运动到极限位置为止，排气阀关闭。当活塞再次反向运动时，上述过程重复出现。总之，曲轴旋转一周，活塞往复一次，气缸内相继实现进气、压缩、排气的过程，即完成一个工作循环。,工作过程,1-,气缸盖,2-,排气阀,3-,进气阀,4-,气缸,5-,活塞,6-,活塞环,7-,冷却套,8-,连杆,9-,曲轴,（,1,）单作用、双作用,对一个气缸而言，可能只有活塞的一侧有工作腔，活塞往复运动一周只完成一个工作循环，这称为单作用气缸。,如果在活塞的两侧都有工作腔，活塞往复运动一周完成两个相同的工作循环，称为双作用气缸。,（,2,）级（单级、多级）,被压缩气体进入工作腔内完成一次气体压缩称为一级。,一台压缩机的进、排气压力相差较大时，可能需要若干级才能满足压力提示的要求，这称为多级压缩。,天然气汽车加气站所使用的压缩机都是多级压缩机，一般有,2-6,级。,压缩机几个专业名词,（,3,）列（单列、多列）,一台压缩机，尤其是多级压缩机中，可能有不止一个连杆，一个压缩机有几个连杆就是几列。,一列上可能有一级，也可能有多级。,天然气压缩机一般多为,2,4,列，而且多数情况下每列都设置两级。,（,4,）水冷、风冷、混合冷却,多级压缩机每一级排出的气体温度较高，在进入下一级进行压缩前需要先冷却降温；压缩机本身的气缸在工作过程中温度较高，也需要进行冷却；压缩机的润滑油因带走机器的摩擦热而温度升高，所以同样需要进行冷却。,上述热量如果是通过冷却水带走，则称为水冷压缩机。,如果是通过强制或自然流动的空气直接带走，则称为风冷压缩机。,有时这些部位采用循环水冷却，而循环水又通过风冷散热器进行散热后循环使用，则称为混合冷却。,（,5,）有油、无油润滑,一般来说，有相对运动的接触部件之间需要进行润滑。一般的压缩机通过向缸内注油来减小这一部位的摩擦，这称为气缸有油润滑压缩机。,有些压缩机对被压缩气体的洁净度要求较高，不希望油混入；还有的压缩机被压缩气体遇润滑油会发生爆炸，如氧气压缩机，所有这时就不能向气缸内注油，这称为气缸无油润滑压缩机。无油压缩机的活塞环材料比较特殊，本身类似于固体润滑剂而有一定的自润滑性能。,天然气压缩机两种气缸润滑方式都有应用。,压缩机的多级压缩,所谓多级压缩是将气体的压缩过程分在若干级中进行，并在每级压缩之后将气体导入中间冷却器进行冷却。,祝各位事业有成！谢 谢！,