CNG技术工艺发展分析

第一节 CNG基本生产技术、工艺或流程

车用CNG技术主要由两大部分构成：

CNG加气站：国内的CNG加气站，基本上分为两大类：开放式结构和橇装式结构。所谓开放式结构，是将设备分别安装在厂房（棚）内，并按工艺流程及高低压管道和各种阀门将这些设备联系起来，形成一个开环工艺系统。采用国产设备建成的充装站基本上都是这种形式，它的设备空间大、便于维修保养，但自动化程度低，基本上是手动操作或半自动运行。所谓橇装式结构，是指将加气站的主要设备，如净化、压缩、冷却、控制、储气等设备都尽可能的集成在一个橇装底座上，形成一个可控的整体设备，可在工厂内完成全部制造调试工作，便于运输和露天安装，大大减少了现场安装调试的工作量，只要通上电，接通气路就可以工作，采用进口设备的充装站基本都是这种形式，但是，值得说明的是，目前郑州投入运营的三个进口设备加气站的前置过滤系统均为国产，而非进口橇装设备。

根据加气的工艺流程，充装站又分解为净化、脱水、压缩、储存、控制等几个子系统，北方地区典型的国产设备加气站大部分采用压缩前过滤、后置双塔式干燥器高压脱水、L型水冷式有油润滑压缩机、大容量储气罐或储气井、手动或半自动控制的子系统来组成整个工艺流程（以下的分析即以此类加气站为例）。

双燃料汽车技术：燃气汽车的技术发展大致可分三代产品：第一代在传统化油器基础上加装一套燃气供给系统，使汽车能够燃用气体燃料；第二代技术在第一代的基础上，采用闭环电控技术，可使汽车排放水平达到欧洲II号排放法规要求，其在国内外仍大量使用；第三代技术为闭环电控喷射技术，但目前尚未进入产业化阶段，郑州乃至河南省目前改装的双燃料汽车都属第一代产品。

压缩天然气输配工艺流程

第二节 CNG新技术研发、应用情况

压缩天燃气(CNG)输配技术，是利用压缩天然气汽车加气、储运技术，同城市燃气调压、储配技术相结合的产物。它充分利用了压缩天然气汽车成熟的加压工艺，经减压输送到城市燃气管网，供给不同燃气用户使用。压缩天然气输配技术由四个下艺部分组成；

1、加压技术

利用多级压缩机将天然气由0．3～1兆帕加压到20---25兆帕，压入储气瓶组储存。天然气在加压以前必需经过脱油、深度脱水处理(露点达到-60℃)。

2、储运技术

将压缩天然气瓶组通过汽车、船舶运输到使川地。目前刚于此输送过程的压缩天然气瓶组主要有两种形式，管束式、集装箱型。单体运送能力为2800～5000标准立方米。

3、减压输送

将瓶组内的压缩天然气由20--25兆帕减乐到0．2～1．0兆帕，输送到城市管网系统。在此过程中，由于压缩天然气减压过程是一个绝热膨胀过程，因此需要伴热系统提供热源。

4、减压技术

减压输送工艺是压缩天然气输配技术的核心部分，根据用户使用压力、储气装置的不同需要，减压工艺略有不同。

第三节 CNG国外技术发展现状

目前，国外CNG发动机已在广泛应用第三代的技术，更先进的LNG缸内直喷技术已得到小批试用，其动力性、经济性和排放俱佳，但其开发难度大，费用昂贵，成本也高，国内尚未开始研制。第一代产品是机械式，第二代属于简单闭环控制，第三代是采用电控喷射CNG技术。电控喷射CNG系统采用高压喷射，通过节气门传感器，气体流量传感器，转速传感器，水温传感器，进气温度传感器，压力传感器和氧传感器等经过中央处理单元来控制点火、空燃比等。

第四节 CNG技术开发热点、难点分析

1、CNG气质要求

引入加气站的天然气质量不得低于《天然气（GB17820－1999）》的二类气质指标（见下表）：

CNG加气站气质要求

汽车用压缩天然气的质量必须符合 《车用压缩天然气 （GB18047－2000） 》 中规定的指标 （见下表）：

车用CNG加气站气质要求

可见在二类气的基础上，车用天然气的硫化氢含量、氧含量、水露点都有了更为严格的要求。

2、CNG 汽车关键技术研发体系

中国CNG汽车产业技术创新体系已基本建成。CNG汽车的研发涉及能源、 材料、物理、化学、机械、电气、自动控制、环保等多个技术领域，在过去20年的发展中，中国投入大量资金支持科研院所、 高等院校和大型汽车生产企业联合参与CNG汽车关键技术的研究和开发，建立起了较完善的开发和试验手段，培养了知识结构较为合理的新能源汽车开发人才队伍，基本建成了包括技术标准、检测评价、产业化基地、示范考核、知识产权服务、信息数据库在内的创新支撑平台，为CNG汽车产业发展奠定了良好的基础。

中国CNG汽车关键技术研发和成果推广取得了显著成效。近年来，中国一些骨干汽车企业（一汽、东风、长安、奇瑞等）已陆续开发出单一燃料或双燃料CNG汽车发动机，并已具备批量生产能力；排放达到欧洲新标准、具有第三代多点电控喷射技术的单燃料燃气汽车产品也已开发成功。 中国产高性能天然气加气站成套设备不仅完全替代进口产品，且有批量出口；CNG汽车关键零部件的技术水平和产业化能力也明显提高，不仅能满足国内市场的需求，同时还出口到东南亚一些国家和地区。

第五节 CNG未来技术发展趋势

中国初步形成了CNG汽车产、学、研相结合的社会合作体系，培养了大批研发人才。CNG汽车关键技术研发和成果推广取得了显著成效，建立了较完善的CNG汽车开发和试验手段，基本建成了包括技术标准、检测评价、产业化基地、示范考核、知识产权服务、信息数据库等创新支撑平台，为CNG汽车发展奠定了良好的基础。



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