液化石油氣汽車改裝及加氣站建設(shè)

提要：發(fā)展液化石油氣汽車是治理汽車尾氣污染，改善城市空氣質(zhì)量的重要途徑之一。而雙燃料汽車改裝部件及加氣站設(shè)備的國(guó)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)化，車用液化石油氣質(zhì)量，城市建設(shè)汽車加氣站等一系列相關(guān)問(wèn)題的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，是這一發(fā)展過(guò)程中需解決的重要環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞：液化石油氣汽車；加氣站設(shè)計(jì)。

1、概況

　　目前深圳市汽車擁有量在30萬(wàn)輛以上，其中公交與出租車輛約2萬(wàn)輛，這類車上路行駛時(shí)間長(zhǎng)，車況一般較差，尾氣排放嚴(yán)重超標(biāo)，因此深圳市1998年開始對(duì)1000輛營(yíng)運(yùn)車輛進(jìn)行改裝，建成汽車加氣站8座，到2000年將共改裝LPG汽車1.5萬(wàn)輛。

　　LPG汽車與汽油車特性比較見表1。由表可看出，LPG熱值高，辛烷值高，抗爆性好，壓縮比高于汽油，可提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能，減少汽車噪音。

　　表1 汽油與LPG性能及燃燒排放物比較

性能		汽油	LPG
辛烷值		92-95	100-111
熱值（MJ/kg）		44	46.1
著火溫度（℃）		250	460
爆炸范圍（%）		1.5-7.6	2.3-9.5
壓縮比		10：1	11：1
清潔程度（%）		含硫0.01	含硫0.001
排放 廢氣 有害 物質(zhì)	CO（%）	6.30	0.95
	HC（%）	0.60	0.12
	NOX（%）	0.22	0.17

　　LPG燃燒范圍寬，燃燒狀況好，發(fā)動(dòng)機(jī)性能保持穩(wěn)定。LPG很容易同空氣很好混合，燃燒更完全、更均勻、更平穩(wěn)，不會(huì)稀釋機(jī)油，不會(huì)在汽缸壁上產(chǎn)生腐蝕性物質(zhì)，同時(shí)煙氣中CO含量大量減少。LPG著火溫度遠(yuǎn)高于汽油，比汽油更安全。LPG汽車的排放物中，一氧化碳（CO）、碳?xì)浠�合物（HC）、氮氧化合物(NOX)以及硫的含量都比燃燒汽油大量減少。這些物質(zhì)都是對(duì)大氣產(chǎn)生污染的禍?zhǔn)祝�象氮氧化物已被公認(rèn)是對(duì)大氣產(chǎn)生光煙霧的主要禍害，當(dāng)與不飽和烴結(jié)合在一起并受到紫外線輻射時(shí)，就產(chǎn)生對(duì)人體有害的東西。LPG比重小于汽油，每升LPG行駛的路程會(huì)比汽油減少約20%，但由于LPG售價(jià)低于汽油，加之機(jī)器壽命延長(zhǎng)，發(fā)動(dòng)機(jī)性能提高，LPG作為清潔、綠色燃料給人們帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)保效益正在日益被認(rèn)可和接受。作為汽車代用燃料的CNG與LPG相比，LPG來(lái)源靈活、廣泛，熱值高，儲(chǔ)存壓力低，加氣站布點(diǎn)不象CNG受氣源輸配管網(wǎng)限制，因此更容易作為雙燃料汽車的燃料而推廣。我國(guó)LPG有標(biāo)準(zhǔn)，主要對(duì)C2、C5含量作了嚴(yán)格規(guī)定，而對(duì)C3、C4中烯烴含量未作規(guī)定，煉油廠生產(chǎn)的LPG烯烴含量占60%以上，烯烴燃燒后容易結(jié)碳，且易腐蝕橡膠密封件，不適宜作汽車用LPG。石油天然氣總公司已經(jīng)制定了車用LPG質(zhì)量的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

2.LPG汽車的改裝

　　目前世界上各個(gè)國(guó)家生產(chǎn)的汽車絕大部分仍為燃油汽車，又由于LPG汽車還處于起步階段，汽車加氣站尚未在城市中形成網(wǎng)絡(luò)，因此就需將燃油汽車改裝成油---氣雙燃料汽車，并要使切換過(guò)程快速、平穩(wěn)、不影響車輛行駛性能，LPG汽車改裝主要部件：

（1） LPG儲(chǔ)氣瓶安裝在汽車行李箱中，專門用于儲(chǔ)存液態(tài)LPG，長(zhǎng)圓形筒體，一般容積
約為60L，鋼材采用壓力容器專用鋼，設(shè)計(jì)壓力2.55MPa。

　　瓶上裝有閥門與儀表，閥門包括充裝閥、限位閥、出氣閥、過(guò)流閥與安全閥。當(dāng)鋼瓶?jī)?nèi)
裝到規(guī)定液位（一般不大于85%）時(shí)限位閥即關(guān)閉，使其不能再充裝；在意外事故下，管線破裂，LPG大量泄漏時(shí)，過(guò)流閥立即關(guān)閉，將事故控制在最小狀態(tài)；如果鋼瓶?jī)?nèi)壓力超過(guò)規(guī)定值，安全閥即啟跳泄壓。瓶上還裝有浮標(biāo)式液面計(jì)，它與駕駛室內(nèi)儀表盤相連，以便于司機(jī)能隨時(shí)觀察燃料儲(chǔ)存量。上述閥門與儀表均安裝在鋼瓶外壁上的密封保護(hù)箱內(nèi)，當(dāng)安全閥排氣或閥門產(chǎn)生泄漏時(shí)，通過(guò)箱內(nèi)接到車外的專用管路排出車外。汽車用LPG裝置系統(tǒng)見圖1。

（2）LPG氣化器液態(tài)LPG經(jīng)過(guò)濾器進(jìn)入到氣化器，在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，靠自身顯熱氣化，
隨著散熱器熱水經(jīng)過(guò)氣化器循環(huán)，液態(tài)LPG吸熱而氣化，再由調(diào)壓器經(jīng)一次或二次調(diào)壓減至常壓送入混合器。

（3）混合器氣態(tài)LPG與空氣在混合器內(nèi)均勻地混合成可燃?xì)怏w，供給發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒。

（4）在發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供給系統(tǒng)上裝有分別用于LPG和汽油的電磁閥。司機(jī)在駕駛室內(nèi)控制
燃料轉(zhuǎn)換開關(guān)，即可隨時(shí)改變汽車的燃料系統(tǒng)。

3、LPG加氣站及其設(shè)備

　　加氣站又可以按貯罐形式分為地上貯罐式加氣站與地下貯罐式加氣站，地下貯罐式加氣站因 防火間距要求低，占地面積小，安全可靠性強(qiáng)，更適宜在城區(qū)內(nèi)建設(shè)。

3.1 加氣站工藝流程

　　槽車內(nèi)的LPG經(jīng)氣體壓縮機(jī)卸入到站內(nèi)的貯罐中儲(chǔ)存，為汽車加氣時(shí)，加氣機(jī)與加
氣泵聯(lián)動(dòng)，當(dāng)加氣裝置與汽車上罐裝接頭接通時(shí)，泵同時(shí)啟動(dòng)，加氣泵將貯罐內(nèi)的LPG抽出
經(jīng)過(guò)濾、加壓后輸送給加氣機(jī)，經(jīng)計(jì)量送至需加氣汽車，運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的氣體返回到貯罐中。

3.2 加氣站主要設(shè)備

　　加氣站內(nèi)主要設(shè)備除貯罐、石油氣壓縮機(jī)外，加氣泵與加氣機(jī)作為加氣站主要及關(guān)鍵
設(shè)備，直接影響到加氣站安全供氣與經(jīng)營(yíng)。

3.3 汽車加氣站布置防火間距

　　汽車加氣站由于是一相比較新的建設(shè)項(xiàng)目，以前從未被列入城市用地規(guī)劃中，尤其在大城市人口稠密，道路流量較大的城市中心地帶新批空地興建加氣站非常困難，在現(xiàn)階段我們?cè)诩託庹镜脑O(shè)計(jì)中依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范中有關(guān)條款，如貯罐的布置，貯罐與機(jī)泵房的間距等。貯罐與站外其它建、構(gòu)筑物間距等。貯罐與加氣島的間距沒(méi)有規(guī)定，但可以參照貯罐與汽車槽車裝卸臺(tái)的規(guī)范要求，雖然加氣島外來(lái)車輛不安全因素較多，不完全等同于汽車槽車裝卸臺(tái)，但加氣島在經(jīng)營(yíng)區(qū)，與貯罐區(qū)之間有安全間距分隔，且分區(qū)管理，功能區(qū)分清楚，足以保證安全操作。

3.4 設(shè)計(jì)實(shí)例

　　為盡快建起深圳市第一座LPG汽車加氣站，我們以紅嶺東儲(chǔ)配站進(jìn)行擴(kuò)建，參照國(guó)內(nèi)外相關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。紅嶺東儲(chǔ)配站投產(chǎn)于1989年，具備LPG裝卸車、儲(chǔ)存、殘液倒空功能，站內(nèi)建有地上式100M3LPG儲(chǔ)罐10M3臺(tái)，10殘液罐1臺(tái)，壓縮機(jī)3臺(tái)，烴泵2臺(tái)，站內(nèi)布局合理，設(shè)備完好。加氣站建于儲(chǔ)配站正大門西側(cè)站外空地，毗鄰儲(chǔ)配站站前道路邊，利用儲(chǔ)配站已建儲(chǔ)罐中的1號(hào)罐作加氣站專用儲(chǔ)罐進(jìn)行儲(chǔ)存并為汽車充氣。加氣站規(guī)模150輛車/日，供氣設(shè)備為100M3LPG儲(chǔ)罐1臺(tái)，LPG加氣泵與加氣機(jī)各2臺(tái)。

（1）總平面布置

　　加氣站設(shè)在儲(chǔ)配站圍墻外空地，與儲(chǔ)配站間建有2.2m高實(shí)體圍墻，將加氣站 與儲(chǔ)配站分隔，功能區(qū)分清楚，站內(nèi)地面采用不發(fā)火花地面。

　　加氣島與最近的LPG貯罐、郵品罐間距分別為42.9m、57.9m，與泵、壓縮機(jī)房間距為41.25m，與汽車槽車裝卸臺(tái)間距18.6m，這些間距均參照有關(guān)規(guī)范并且考慮到既滿足加氣站汽車槽車卸車回轉(zhuǎn)場(chǎng)地要求，且中間有實(shí)體圍墻，不會(huì)造成相互干擾。

（2）工藝系統(tǒng)

　　為確保安全與便于管理，將儲(chǔ)配站內(nèi)10號(hào)罐作加氣站專用儲(chǔ)罐，保留原進(jìn)出液及倒罐功能，在儲(chǔ)罐氣、液相出口管與加氣機(jī)氣、液相接管均安裝氣動(dòng)緊急切斷閥，且成單獨(dú)的控制氣源系統(tǒng)，事故狀態(tài)下能迅速切斷氣源，使加氣站與儲(chǔ)配站之間工藝系統(tǒng)盡量減少非安全因素的相互干擾（工藝流程見圖2）

（3）設(shè)備選用

　　加氣泵與加氣機(jī)一泵一機(jī)相匹配，均為進(jìn)口普遍使用的成熟產(chǎn)品，這在我國(guó)汽車加氣站建設(shè)剛剛起步的時(shí)候是必要的，能****程度地保證安全可靠供氣，相信隨著加氣站設(shè)備國(guó)產(chǎn)化、標(biāo)準(zhǔn)化，選用國(guó)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)設(shè)備將有節(jié)省投資的優(yōu)勢(shì)。

（4）消防、安全措施

　　電氣專業(yè)除按有關(guān)規(guī)范要求所有用電設(shè)施采用防爆電器，所有設(shè)備、工藝管線做防靜電接地外，還在站內(nèi)設(shè)置了燃?xì)庑孤稘舛葓?bào)警裝置，探頭設(shè)在加氣島等處，報(bào)警器安裝在站內(nèi)值班室，無(wú)論站內(nèi)有無(wú)操作人員在場(chǎng)，一旦發(fā)生泄露，均可在值班室收到報(bào)警信號(hào)，以迅速采取應(yīng)急措施。消防專業(yè)在加氣島設(shè)手提式干粉滅火器，站區(qū)內(nèi)設(shè)推車式干粉滅火車，增設(shè)消火栓，依照有關(guān)規(guī)定，并在加氣島頂棚安裝消防噴淋水管，保證了足夠的消防措施。

4、結(jié)語(yǔ)

　　大力發(fā)展LPG汽車是改善能源結(jié)構(gòu)、減少汽車對(duì)環(huán)境污染的一條有效途徑，但也面臨著許多制約因素，象加氣站設(shè)計(jì)規(guī)范、車用LPG質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、燃?xì)馄�車改裝標(biāo)準(zhǔn)的制定，貯氣罐、加氣設(shè)備生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化，國(guó)產(chǎn)化，燃料價(jià)格，稅收優(yōu)惠等政策性法規(guī)的出臺(tái)等。國(guó)家主管部門正在組織力量積極制定有關(guān)燃?xì)馄�車的一系列法�?guī)，相信燃?xì)馄�車必將作為推�?dòng)城市環(huán)保建設(shè)的重大舉措得以迅速推廣