橇裝式LNG汽車加氣站結構設計

毛海東 王曉海 王俁錚

摘 要：隨著環保意識的增強與汽車制造技術的發展與進步，由于綠色環保與經濟節約等多重優點，燃氣汽車已經被越多越多的用戶所選用，成為解決能源危機、保護環境的綠色交通發展趨勢。為促進此類汽車的盡快推廣與保證汽車的正常使用，大量加氣站的建設需求成為亟待解決的問題。撬裝式加氣站具有成本低廉、建造周期較短等多重優勢，對于設計理念與注意事項進行細致的研究與探索，對于我國未來的此類加氣站的建設工作有著重要的意義。

關鍵詞：撬裝式；LNG；汽車加氣站；結構設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.10.061

1 前言

汽車燃料的變更已經成為解決石油能源危機與大量車輛尾氣導致環境不斷惡化等問題的關鍵。美國等發達國家撬裝式加氣站的建設工作開展時間較久，在技術和設計理念方面都有很大的優勢。針對我國汽車燃氣站建設任務艱巨，但是設計技術缺乏的現狀，我們必須致力于LNG加氣站的設計研究盡快找到適合在我國大量推廣的加氣站設計方法，為燃氣汽車在我國的推廣與普及提供有利的外界條件，幫助我國打好環保型汽車改朝換代的第一仗。

2 撬裝式汽車加氣站相比于傳統加氣站的優勢

燃氣式汽車相是近年來開發推廣的新型環保車輛，其主要能源為天然氣，在燃燒之后排放的尾氣成分簡單，屬于環境友好型能源。想要推廣這一新型能源汽車就必須解決車輛加氣問題，由此，汽車加氣站的設計就成為工作的重點。相比與眾多類型的加氣站，撬裝式加氣站具有其他類型站點不能取代的優勢[1]。

2.1 高度集成解決城市空間問題

建立加氣站與推廣燃氣汽車的最終目的是解決城市的能源問題，以謀求更好的發展，所以在加氣站的設計環節必須盡可能的與城市的實際情況相吻合。撬裝式加氣站最為顯著的特點就是想將諸多不同功能的模塊都集中在體積較小的撬塊上，這就使得加氣站建設時的輸運工作能夠更加便捷的解決，城市空間緊張無法為加氣站的建設提供充足空間的問題也能得到妥善的解決。同時，由撬塊組成的加氣站能夠實現與傳統加油站的有效結合，為不同類型汽車提供能源。最后，LNG儲存采用撬塊設計的加氣站能夠解決運輸困難的問題，讓一直以來難以解決的天然氣運輸難問題得到妥善的解決，讓加氣站的建設脫離輸氣管道的建設，節約施工成本。

2.2 降低加氣站施工成本

傳統加氣站的建設除主體設備之外還備有各種脫硫、空氣凈化等一系列設備，導致加氣站的施工成本長久以來居高不下。但是撬裝式加氣站能夠簡化建設工程中所需要的各種設備，讓施工成本得到大范圍的降低[2]。

2.3 減少現場工作量

撬裝式加氣站是由眾多的撬塊組成的，工作中費時較長的工序都可以在撬塊的制造時完成，撬塊直接運輸到施工現場，進行簡單的組裝工序就可以完成加氣站的建設工作，此類設計方法能夠大大降低施工難度，提高施工效率[3]。

2.4 后期操作簡單

撬裝式加氣站在建成之后，眾多問題都可以通過撬塊內的自動控制系統完成，這就降低了對于加氣站工作人員專業知識的要求，簡化加氣站的后續控制工作。

3 LNG加氣站的設計方案

LNG加氣站是近年來興起的新型加氣站設計類型，其各種功能系統都被固定在不同的撬塊上，從整體上來說，加氣站的功能組分可以分為三大部分：儲存系統、管道系統與控制系統，三個系統的功能緊密相連，只有每個部分都正常工作才能保證加氣站正常運行。除此之外，加氣站的安全措施必須單獨作為完整的一個系統細致考慮，才能讓撬裝式加氣站的設計更加完善與科學。

3.1 設計儲存裝置的方法與要求

儲存罐是儲存系統的重要組分，其性能直接關乎加氣站工作效果，為保證儲氣罐正常工作，管體選用雙層金屬結構制成，處于內外層罐體之間的是低溫玻璃鋼，為保證罐體的有效儲存功能與安全問題，還需要對整個罐體采用多層纏繞的方法進行真空隔熱處理。解決儲氣罐中由于氣體放出造成的夾層真空度變化問題是加氣站儲氣裝置在設計環節必須解決的關鍵問題。為解決這一問題，LNG加氣站的儲氣罐配有兩個常溫吸附裝置，由此避免放氣或者沖擊導致內罐與外罐發生不同程度的變形，從而能夠有效避免真空度失真問題的發生[4]。

3.2 針對管道部分的注意問題

管道是儲存罐中氣體真正投入使用的過渡裝置，撬裝式加氣站在管道裝置的設計過程中將低溫泵、氣化器與管道三個部分有效結合，并在每一部分上做出很大的創新，讓該類加氣站達到節能、安全等多種目的。低溫泵往往選用國外性能優良的產品保證其長久使用年限，減少以后使用過程中發生的問題。加氣站設計環節氣化裝置主要強調節能與高效的兼顧。

3.3 加氣站中控制部分設計要點

加氣站的工作已經充分與電子自動化技術所聯系，在管理系統的設計過程中，必須將加氣控制系統與站點工作系統同時作為控制系統設計與開發的關鍵。實現加氣過程中，儲氣裝置與傳導裝置的協調配合。并能夠在站點內眾多工作組分實現自我檢查與調整，減少站點工作人員工作強度并提高工作質量。

3.4 加氣站安全設施的設計

由于加氣站存在大量的可燃氣體所以安全問題必須作為一切工作的基礎與前提，天然氣一旦蒸發過度引起壓力增大或者出現泄漏問題，都會導致嚴重的安全問題發生。所以在加氣站的設計中既要講究防患于未然又要做好安全問題應對措施。撬裝式加氣站在設計階段就注重安全閥與緊急切斷裝置的安裝與使用，能夠有效的避免安全問題的發生于擴大。

4 結束語

相比于其他類型的加氣站，撬裝式加氣站具有安裝便捷、成本較低、施工周期短等一系列優點，是未來我國解決燃氣汽車加氣難問題的重要手段之一，針對此類加氣站的設計進行組分分析與研究，必將能夠為此類加氣站在我國大量推廣提供更加完備的技術支持，提高我國加氣站的工作水平，實現燃氣汽車在我國的快速推廣。

參考文獻：

[1]梁賽，厲彥忠，譚宏博.加氣站中的提壓汽化綜合用能系統[J].低溫工程，2017，159（05）：47-49.

[2]陳叔平，謝高峰，李秋英等.LNG、L-CNG、CNG加氣站的比較[J].煤氣與熱力，2017，27（07）：27-30.

[3] 陳叔平，謝高峰，李秋英等.天然氣加氣站的經濟性分析[J].天然氣工業，2017，27（01）：134-136.

[4]陳叔平，昌錕，劉振全等.低溫翅片管換熱器的傳熱試驗研究[J].低溫與超導，2016，34（02）：91-93.