未来趋势下 天然气冷藏车将受到业界关注
近来,数座大型LNG接收终端和液化工厂相继建成投产,拉开了我国LNG工业迅速发展的序幕。作为LNG工业链中重要的一环,LNG汽车也备受关注,在此形势下,兼节能、环保于一身的天然气冷藏车更应受到业界的关注。
近来,数座大型LNG接收终端和液化工厂相继建成投产,拉开了我国LNG工业迅速发展的序幕。作为LNG工业链中重要的一环,LNG汽车也备受关注,在此形势下,兼节能、环保于一身的天然气冷藏车更应受到业界的关注。
LNG作为小型冷藏车燃料的优势
在石油资源紧缺、油价飞涨的今天,替代燃料汽车的研究得到长足发展。从经济性和技术可行性考虑,天然气汽车是目前最具优势的替代燃料汽车,压缩天然气汽车(CNGV)和液化天然气汽车(LNGV)是其最主要的两种形式,众多科研机构对二者的优劣进行了比较。
(1)LNGV环保性能更好
LNG由于在低温下液化,且经净化处理,不含中烃、硫、氮等杂质,因此其燃烧无黑烟、气缸内无积炭,然尽后无焦油和灰渣。其有害气体排放量更低,可以达到欧洲Ⅲ标准。因此被誉为真正的绿色汽车。
(2)LNGV经纪性更明显
LNG能量密度大(17.1MJ/kg),存储密度是标准状态下的600多倍,一次加注行驶里程是CNGV的2~2.5倍。因此,LNG所需加加注站数量比CNG的少,且因为没有体积庞大的天然气压缩机,建站投资更小。贮罐为多层真空绝热,比CNG贮罐重量轻,占汽车有效载荷更少。LNGV可回收利用LNG冷量,更具经济性。此外,LNG加注站对LNG气化提压后可直接加注给CNGV,可以缓解CNG加气站不足的现状。
鉴于以上优点,LNG燃料汽车在美国以经成功应用于大型集装箱卡车、公交车、垃圾运输车。我国已在北京、乌鲁木齐、长沙、武汉等城市开展了LNG公交车试点工作,届时也将拉动LNG冷藏车的快速发展。
LNG为冷藏车提供冷量的优势
笔者在对LNG低温冷能进行分析基础上,将LNG冷能利用分为冷量利用与动力利用两类。从热力学角度分析,LNG冷能的动力回收(即利用其冷量火用驱动做功)更科学,然而对于冷藏车,耗气量较少,相对于汽车发动机的功率而言冷量火用比例太小,回收利用投入成本过大。因此,LNG的冷量回收是LNGV上冷能利用的可行方案。假定LNG为纯甲烷,且为贮存压力为0.4MPa的饱和液体,饱和温度Ts = 131.5 K ,冷藏温度为-20℃,从冷板出来的天然拿起温度(Tout)取为-25℃。可回收冷量(qo)为:
qo = r + Cp(Tou — Ts)(1)
式中:r为气化潜热;Cp为天然气定压比热;求得可回收冷量为718kJ/kg。
相关文献推荐冷藏车制冷量参照表1。
大型冷藏车耗油量约为30L/h,换算成天然气大约为22.9kg/h,则起重机冷能力(Qo)为:
qo = qo•m=718×22.9/3600=4.56 kW(2)
计算可知LNG气化复温过程所释放冷量能够满足小型冷藏车制冷量需求。这一冷量的获得仅是由换热装置实现,无运动部件,无须从外界输入能源,节能效果显著。
与传统的机械冷藏车和冷板冷藏车相比较,LNG 冷藏车的冷量完全来自于LNG气化复温过程
不需要利用发动机驱动压缩机制冷,也省去了冷凝器与膨胀阀,使制冷系统简化为几个简单的换热器,设备初期投资达大减小,运行费用也将降低。尽管 LNG冷藏车制冷原理与 LN2、液态CO2冷藏车相似,然而 LNG是冷藏车的燃料,因此无须为相变低温液体单独设置贮罐和管路系统这是冷藏车结构更简单。