天然氣汽車(chē)在我國很多城市得到迅猛發(fā)展，在我國，北京、烏魯木齊、長(cháng)沙、貴陽(yáng)、杭州等地正在積極推廣LNG汽車(chē)及加氣站，并已建成多座LNG加氣站。撬裝式LNG汽車(chē)加氣站具有安全、環(huán)保、能耗低、占地面積小、現場(chǎng)安裝方便、建設期短、可靈活移動(dòng)等突出優(yōu)點(diǎn)，成為一種具備良好發(fā)展前景的加氣站類(lèi)型。
1、撬裝式LNG汽車(chē)加氣站的優(yōu)勢
撬裝式LNG汽車(chē)加氣站將LNG通過(guò)低溫泵向LNG汽車(chē)加氣。如有需要，也可同時(shí)經(jīng)高壓液體泵加壓、經(jīng)氣化器氣化后向CNG汽車(chē)加氣站，并且比同樣容量CNG加氣站的造價(jià)和運行費用低。另外，撬裝式LNG加氣站還有以下優(yōu)勢：
①機動(dòng)靈活，占地少。不依賴(lài)天然氣管網(wǎng)，只需用LNG槽車(chē)來(lái)運載LNG作為氣源。站內所有工藝設備都安裝在一個(gè)撬塊上，整體尺寸較小(外形尺寸長(cháng)×寬×高為12m×2.5m×3.31m)；控制系統安裝在一個(gè)改裝的標準集裝箱內(外形尺寸長(cháng)×寬×高為6m×2.5m×3m)；充裝LNG前加氣站整體總質(zhì)量只有21.8t，非常適于用汽車(chē)搬運?？筛鶕袌?chǎng)需求隨時(shí)改變加氣站地點(diǎn)，在城市尤為適宜。
②安全、環(huán)保，能耗低。LNG已經(jīng)經(jīng)過(guò)了凈化處理，無(wú)須壓縮、冷卻、脫水、脫硫等電力消耗較大的裝置，整個(gè)生產(chǎn)工藝中省去了天然氣凈化設備和空氣壓縮機，大大減少了配套設施，不僅節約了設備造價(jià)，而且縮短了建設期。
③自動(dòng)化程度高，易操作。配有自動(dòng)控制系統，數據采集、可燃氣體監測、超壓停泵及低壓開(kāi)泵等過(guò)程都自動(dòng)完成，簡(jiǎn)單易操作。
2、 主要設備及技術(shù)要求
撬裝式LNG汽車(chē)加氣站，其主要設備包括LNG儲罐、LNG低溫泵、LNG氣化器、LNG加氣機、撬座，另外還有管道系統、控制系統及配套設施。單臺儲罐設計容積為35m3，設計壓力為1.2MPa，設計溫度為-196～+60℃，蒸發(fā)率≤0.2%。
2.1 LNG儲罐
撬裝式LNG加氣站的LNG儲罐采用臥式、雙層金屬結構的絕熱低溫儲罐，其結構見(jiàn)圖2。內罐一般采用奧氏體不銹鋼材料，如0Cr18Ni9、304等。外罐多采用普通低合金鋼，如16MnR。內外罐之間的支承宜采用在低溫下既有較高強度又有較低熱導率的低溫玻璃鋼結構。采用的絕熱方式主要有4種：堆積絕熱、真空粉末絕熱、高真空絕熱、高真空多層絕熱。其中高真空多層絕熱以絕熱空間小、熱導率低、絕熱可靠等優(yōu)勢，在LNG儲罐上得到廣泛應用，尤其適用于移動(dòng)式低溫儲罐。對于高真空多層絕熱，維持夾層的真空度至關(guān)重要。首先，在抽真空時(shí)要確保腔內材料充分放氣，并確保多層材料層間真空度達到規定要求；其次，可在腔內放置常溫吸附劑，或采用添加吸附劑的層間隔熱材料，如填炭紙等，以吸附腔內材料可能釋放出的少量氣體。
LNG儲罐的設計、制造、安裝、定期檢測等應滿(mǎn)足LNG儲罐的有關(guān)規范標準，以保證安全。LNG儲罐的主要技術(shù)要求如下：
① LNG儲罐必須設置2套安全閥在線(xiàn)安裝的雙路系統，并設置1個(gè)轉換開(kāi)關(guān)，在更換或維修時(shí)需要進(jìn)行切換工作。加氣站在搬運時(shí)儲罐易受到顛簸震動(dòng)甚至撞擊而導致真空度降低或失去絕熱功能，影響儲罐的使用壽命，因此必須提供儲罐安全裝置，如避震器、防撞擊的保護裝置等。
② LNG儲罐要設計最高液位限定值，防止液位過(guò)高。若液位過(guò)高可通過(guò)溢流閥排出。在充注LNG時(shí)，應考慮到液體受熱后體積膨脹而出現液位超高的情況，應預留適當的空間。
③ LNG儲罐在首次充注LNG之前，或因需要進(jìn)行內部檢修而停止使用之后，應對儲罐進(jìn)行惰化處理，要用惰性氣體N2或CO2將儲罐內的空氣或天然氣置換出來(lái)，避免形成天然氣與空氣的爆炸性混合氣體。
④ LNG儲罐應配有壓力控制裝置，應設置一定數量的壓力安全閥和真空安全閥，分別預防罐內發(fā)生超壓和負壓。此外，為了防止內罐損壞時(shí)LNG泄漏至內外罐壁之間的絕熱層，外罐必須設置足夠的安全排氣裝置。
⑤ LNG儲罐應設置一定數量的儀表，包括能顯示儲罐液位的液位計、顯示罐內壓力的壓力表和顯示罐內LNG液相溫度的溫度計。
2.2 LNG低溫泵
LNG低溫泵一般采用潛液式低溫泵，由于LNG的低溫和易燃特性，不僅要求泵能承受低溫，而且對泵的氣密性和電氣安全性能要求更高。
LNG低溫潛液泵是泵和電機整體潛入低溫LNG中輸送低溫LNG的機械。這種潛液泵將泵與電機整體安裝在一個(gè)密封的金屬容器內，不需要軸封，也不存在軸封的泄漏問(wèn)題，泵的進(jìn)出口用法蘭結構與輸送管道相連，因此不存在LNG的泄漏問(wèn)題，很適合輸送LNG之類(lèi)的低溫可燃液體。
為防止LNG沿著(zhù)電纜從連接處泄漏到接線(xiàn)盒遇到火花發(fā)生爆炸，通常在外接電纜與接線(xiàn)盒處設置2道氮氣密封保護系統，阻斷LNG可能的泄漏通道。如果第1道N2保護失效，第2道N2密封系統仍可正常工作，而第1道N2保護失效時(shí)其壓力有顯著(zhù)變化，安全監測裝置立即報警。
低溫泵應能達到以下要求：①必須有足夠的揚程和流量，以適應不同級別的汽車(chē)LNG儲存系統?，F在一般采用變頻技術(shù)，均可滿(mǎn)足此要求。②盡可能減少運行時(shí)產(chǎn)生的熱量，以防止引發(fā)LNG氣化。③不可出現兩相流，否則會(huì )造成泵的損壞。
3.3 LNG氣化器
LNG氣化器采用空溫式氣化器，LNG通過(guò)吸收外界大氣環(huán)境熱量而實(shí)現氣化過(guò)程，能耗很低。為提高LNG與環(huán)境的換熱效率，氣化器主體部分一般采用耐低溫的鋁合金縱向翅片管，它結構簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，制造和使用方便，換熱面積大，因而在各種低溫系統中廣泛應用[10]。影響氣化器工作的因素主要有流量、工作周期、工作壓力、大氣溫度、大氣相對濕度、風(fēng)力、日照等條件。氣化器應滿(mǎn)足以下條件：
①根據用氣的實(shí)際狀況進(jìn)行設計，設計的最小氣化量應滿(mǎn)足在最?lèi)毫庸ぷ鳝h(huán)境下的最大用氣量要求。
②氣化器在設計布置時(shí)，每1臺氣化器的入口處和出口處應設有切斷閥，并在出口切斷閥之前設置安全閥。
③氣化器應配備切斷熱源的裝置來(lái)確保安全；還應安裝溫度檢測設備，用來(lái)測量LNG和熱交換介質(zhì)的進(jìn)出口溫度，確保傳熱效率。
2.4 LNG加氣機
LNG加氣機應能承受一定的低溫。一般應滿(mǎn)足下列要求：①出于安全考慮，不宜安裝在距儲罐很近的地方，也不得設在室內。②設有安全限壓裝置。③具有預冷裝置和收集車(chē)載氣瓶?jì)仁Ｓ鄽怏w的回氣控制裝置。④加氣完成后可通過(guò)控制系統立即關(guān)閉。⑤能夠顯示加氣量、單價(jià)及金額。
2.5 撬座
撬座用于支撐整個(gè)系統，根據需要可以被汽車(chē)移動(dòng)搬運。外形尺寸可根據加氣站規模大小而定，應滿(mǎn)足搬運過(guò)程中的強度要求。
