压缩天然气汽车专用装置技术条件要求,压缩天然气汽车专用装置技术条件

1.四川省压缩天然气汽车安全管理办法(2017修正)

1. LNG CNG LPG的组成成分、特性、物理参数等

LNG:(Liquefied Natural Gas)，即液化天然气的英文缩写。天然气是在气田中自然开采出来的可燃气体，主要成分由甲烷组成。LNG是通过在常压下气态的天然气冷却至-162℃，使之凝结成液体。天然气液化后可以大大节约储运空间和成本，而且具有热值大、性能高等特点。

CNG:

压缩天然气（pressed Natural Gas，简称CNG）是天然气加压（超过3,600磅/平方英寸）并以气态储存在容器中。它与管道天然气的组分相同。CNG可作为车辆燃料利用。LNG可以用来制作CNG，这种以CNG为燃料的车辆叫做NGV(Natural Gas Vehicle)。

LPG:

液化石油气（Liquefied Petroleum Gas，简称LPG）经常容易与LNG混淆，其实它们有明显区别。LPG的主要组分是丙烷（超过95%），还有少量的丁烷。LPG在适当的压力下以液态储存在储罐容器中，常被用作炊事燃料

2. 天然气的相关知识

天然气系古生物遗骸长期沉积地下，经慢慢转化及变质裂解而产生之气态碳氢化合物，具可燃性，多在油田开采原油时伴随而出。

天然气蕴藏在地下多孔隙岩层中，主要成分为甲烷，比重0.65，比空气轻，具有无色、无味、无毒之特性， 天然气公司皆遵照 *** 规定添加臭剂（四氢噻吩），以资用户嗅辨。 若天然气在空气中浓度为5%~15%的范围内，遇明火即可发生爆炸，这个浓度范围即为天然气的爆炸极限。

爆炸在瞬间产生高压、高温，其破坏力和危险性都是很大的。 依天然气蕴藏状态，又分为构造性天然气、水溶性天然气、煤矿天然气等三种。

而构造性天然气又可分为伴随原油出产的湿性天然气、与不含液体成份的干性天然气。 天然气主要有以下几个用途： 1、天然气发电，具有缓解能源紧缺、降低燃煤发电比例，减少环境污染的有效途径，且从经济效益看，天然气发电的单位装机容量所需投资少，建设工期短，上网电价较低，具有较强的竞争力。

2、天然气化工工业，天然气是制造氮肥的最佳原料，具有投资少、成本低、污染少等特点。天然气占氮肥生产原料的比重，世界平均为80%左右。

3、城市燃气事业，特别是居民生活用燃料。随着人民生活水平的提高及环保意识的增强，大部分城市对天然气的需求明显增加。

天然气作为民用燃料的经济效益也大于工业燃料。 4、压缩天然气汽车，以天然气代替汽车用油，具有价格低、污染少、安全等优点。

目前人们的环保意识提高，世界需求干净能源的呼声高涨，各国 *** 也透过立法程序来传达这种趋势，天然气曾被视为最干净的能源之一，再加上1990年中东的波湾危机，加深美国及主要石油消耗国家研发替代能源的决心，因此，在还未发明真正的替代能源前，天然气需求量自然会增加。 天然气（natural gas） 在石油地质学中，通常指油田气和气田气。

其组成以烃类为主，并含有非烃气体。广义的天然气是指地壳中一切天然生成的气体，包括油田气、气田气、泥火山气、煤撑器和生物生成气等。

按天然气在地下存在的相态可分为游离态、溶解态、吸附态和固态水合物。只有游离态的天然气经聚集形成天然气藏，才可开发利用。

天然气主要用途是作燃料，可制造炭黑、化学药品和液化石油气，由天然气生产的丙烷、丁烷是现代工业的重要原料。天然气主要由气态低分子烃和非烃气体混合组成。

（1） 天然气 天然气与煤炭、石油并称目前世界一次能源的三大支柱。天然气的蕴藏量和开采量都很大，其基本成分是甲烷。

它除了是廉价的化工原料外，主要作为燃料使用，它不仅作为居民的生活燃料，而且还被用作汽车、船舶、飞机等交通运输工具的燃料。由于天然气热值高，燃烧产物对环境污染少，被认为是优质洁净燃料。

随着世界经济的发展，石油危机的冲击和煤、石油所带来的环境污染问题日益严重，使能源结构逐步发生变化，天然气的消费量急剧增长。天然气用于联合发电、供冷和供热、燃料电池等方面都具有十分诱人的前途，发达国家都在竞相进行应用开发。

我国的天然气资源比较丰富，据不完全统计，资源量约为3.8*1013m3。近年来，我国在勘探、开发和利用方面均有较大的进展。

（2） 液化天然气（LNG） 由于天然气的产地往往不在工业或人口集中地区，因此必须解决运输和储存问题。天然气的主要成分是甲烷，其临界温度为190.58K，在常温下无法仅靠加压将其液化。

天然气的液化、储存技术已逐步成为一项重大的先进技术。 目前，液化天然气（LNG）在我国已经成为一门新兴工业，正在迅猛发展。

液化天然气（LNG）技术除了用来解决运输和储存问题外，还广泛地用于天然气使用时的调峰装置上。 （3） 液化煤层气 我国是世界煤炭生产大国，煤层气相应的储藏量也很大，储藏量和天然气基本一样。

其基本成分是甲烷。它除了是廉价的化工原料外，主要作为燃料使用，它不仅作为居民的生活燃料，而且还被用作汽车、船舶、飞机等交通运输工具的燃料。

由于煤层气热值高，燃烧产物对环境污染少，被认为是优质洁净燃料。 将煤层气液化后使用，主要有几方面好处： ① 经济性 投资成本较低，回收快。

② 安全性 “先采气，后采煤”的方式已成为发达国家能源利用的基本方式。“先采气，后采煤”大大提高了采煤的安全性。

③ 政策性 此方式可节约能源，做到能源的彻底利用，符合国家的相关政策。有利于获得 *** 的支持。

煤层气液化设备和天然气液化设备基本一样，只是由于大多数煤层气中氧、氮的含量比天然气略高，需要增加一套精馏系统。 （4）液化天然气生产和使用的必要性 液化天然气与天然气比较有以下优点： ①便于贮存和运输 液化天然气密度是标准状态下甲烷的625倍。

也就是说，1m3液化天然气可气化成625 m3天然气，由此可见贮存和运输的方便性。 ②安全性好 天然气目前的储藏和运输主要方式是压缩（CNG）。

由于压缩天然气的压力高，带来了很多安全隐患。 ③间接投资少 压缩天然气（CNG）体积能量密度约为汽油的26%，而液化天然气（LNG）体积能量密度约为汽油的72%，是压缩天然气（CNG）的两倍还多，因而使用LNG的汽车行程远，相对可大大减少汽。

四川省压缩天然气汽车安全管理办法(2017修正)

成熟的改装技术：CNG汽车采用定型汽油车改装，在保留原车供油系统的情况下，增加一套“CNG型车用压缩天然气装置”。改装部分由以下三个系统组成。1、天然气系统。主要由充气阀、高压截止阀、天然气钢瓶、高压管线、高压接头、压力表、压力传感器及气量显示器等组成。2、天然气供给系统。主要由天然气高压电磁阀、三级组合式减压阀、混合器等组成。3、油气燃料转换系统。主要由三位油气转换开关、点火时间转换器、汽油电磁阀等组成。

1.发动机功率下降及其原因

天然气汽车使用中的一个主要问 题是发动机的功率比使用汽油时有明显下降。据资料报道，汽车在使用天然气作燃料时，功率一般要下降15%左 右，个别时候下降更多。功率下降的结果，一方面导致汽车重载、爬坡或加速时动力不足，另一方面导致燃料消耗相对增加，并增加污染物排放量。

天然气汽车的功率下降主要原因在于燃料本身的特性和发动机的构造。

在燃料性质方面，汽油是液体燃料，而天然气是气体燃料。使用汽油时，液态汽油的体积与进气 体积相比几乎可以忽略不计，但用天然气作燃料时，燃料本身的体积在整个进气中占有较大比例，因此导致进入气缸的空气量减少，充气系数下降，从而导致发动机功率下降。

在发动机构造方面，决定发动机功率的主要因素是发动机的压缩比，压缩比越大，热效率越高，有效功率就越大。同时，压缩比越大，发动机爆震的倾向也越大。因此，发动机压缩比还必须与燃料的抗爆性相适应。汽油的抗爆性决定了汽油机的压缩比不可能太大，但天然气的抗爆性很好，完全可以用于压缩比较大的发动机，从而提高其功率。天然气汽车的应用还处在起步阶段，

天然气的供应远不象汽油那样普及，在这种情况下，专门设计的天然气发动机汽车很难推广。目前投入运行的天然气汽车大多是两用燃料汽车，既可以用天然气，也可以用汽油。这种两用燃料汽车为了兼顾使用汽油的需要，压缩比提高较小或者没有提高。因此天然气高抗爆性的特性并未得到充分发挥，导致发动机功率下降。

2 .腐蚀与早期磨损及其原因

汽车以天然气作燃料时，发现燃烧室部件明显腐蚀，甚至曲轴也出现腐蚀 ，气门、活塞环和气缸磨损严重，与使用汽油时相比，汽车大修期通常要缩短1/3-1/2。

这是天然气汽车面临的另一个问题。天然气汽车出现腐蚀和早期磨损的原因是由于天然气中含有微量硫化合物(硫化氢 )，引起气缸、气缸壁的腐蚀与磨损，使发动机动力下降，使用寿命缩短，汽车大修期缩短。

3.提 高天然气汽车功率的措施

3.1提高充气系数

充气系数下降是导致天然气汽车功率下降 的重要原因，从理论上讲，提高充气系数是提高功率的一种途径。但充气系数下降是由天然气本身的性质所决定的 ，从燃料方面显然无法解决这一问题，唯一的解决办法是采取进气增压措施。但进气增压无疑会加大发动机的体积 和质量，在实施中存在一定难度。

3.2适当提高发动机压缩比

天然气的辛烷值很高，抗爆性非常好，如果直接在汽油机上使用天然气，就不能充分利用天然气的这种优点，提高发动机功率。如果将发动机气缸盖减薄一部分，提高发动机的压缩比，就可以提高发动机的功率，在一定程度上弥补部分功率损失。这种方法是人们通常采用的一种方法。但是，考虑到目前大部分天然气汽车都是两用燃料汽车，发动机压缩比不可能提高太多，否则一旦换用汽油作燃料，有可能产生爆震。因此压缩比的提高有一定限度，应根据实际情况确定。例如 ，原来使用70号汽油的汽车，改成两用燃料汽车时，可将压缩比提高到使用90号汽油的压缩比；原来使用90 号汽油的发动机改成两用燃料汽车时，可将压缩比提高到使用93号或95号汽油的压缩比。

对于象城市公共汽车那样在固定线上行驶，天然气供应有保障的汽车，应当提倡使用压缩比与天然气抗爆性相适应的单一 燃料天然气汽车，充分发挥天然气高压缩比的特点，以提高汽车发动机功率。

3.3使用专用天然气 汽车发动机润滑油

天然气是气体燃料，使用中不会出现发动机润滑油稀释现象，因此可以使用粘度较低的润滑油，这样可以减少粘度造成的功率损失，提高发动机的效率。同时，天然气汽车专用发动机润滑油可以有效防止气门、活塞环等燃烧室部件的腐蚀与磨损，防止气缸压力下降引起的功率损失。

在CA610 2天然气发动机台架上，对使用天然气发动机润滑油和使用ESC30汽油机润滑油进行了对比试验，外特性和负荷特性曲线如图1、图2所示。试验中所用燃料均为天然气，燃料消耗量以天然气在标准状况下体积计算。从图1 中可以看出，与使用ESC30汽油机润滑油相比，使用天然气发动机润滑油可以增大发动机的功率和扭矩，降低燃料消耗率10%左右。

4.减少腐蚀和磨损的措施

4.1天然气脱硫

如前所述，天然气汽车发生腐蚀和早期磨损的根本原因是由于天然气中含有微量硫化氢。因此，对天然气进行脱硫处理是减少腐蚀和磨损的重要手段。但对天然气进行脱硫处理，也很难将硫化氢完全除去，因此，天然气对发动机的腐蚀是很难完全避免的。

4.2采用耐腐蚀材料

采用抗硫化物腐蚀的金属材料制造发动机也是防止腐蚀的一个重要措施。但这种方法仅适用于新发动机的制造，对于现有发动机是无能为力的。

4.3使用专门的天然气汽车发动机润滑油

使用天然气汽车发动机润滑油代替目前使用的汽油机 润滑油是防止天然气汽车发动机腐蚀的有效措施，这种方法不但简便，而且不增加成本。

天然气汽车发动机润滑油与汽油机润滑油相比具有较高的碱值，有很强的酸中和能力。5万km行车试验表明，该润滑油能有效防止硫化氢的腐蚀，减少发动机磨损，延长发动机大修期1/2以上。

2011年7月出租车使用汽油和天然气的数据对比： 名称

项目 汽油93# 天然气 百公里燃料消耗量 9.4L 8.5立方 燃料单价 7.45元/升 4.6元/立方 每公里消耗的燃料费（元） 0.7元/公里 0.39元/公里 每天行驶的公里数 使用汽油93#费用（元） 使用天然气的费用（元） 每天节省费用（元） 3个月节约的成本（元） 6个月节约的成本（元） 1年节约的成本（元） 2年节约的成本（元） 3年节约的成本（元） 50公里 35 19.5 15.5 1395 2790 5580 11160 16740 100公里 70 39 31 2790 5580 11160 22320 33480 200公里 140 78 62 5580 11160 22320 44640 66960 300公里 210 117 93 8370 16740 33480 66960 100440 400公里 280 156 124 11160 22320 44640 89280 133920

第一章　总　则第一条　为加强压缩天然气汽车安全管理，保障公民生命、财产安全和公共安全，促进压缩天然气汽车产业健康发展，根据《中华人民共和国安全生产法》、《中华人民共和国城镇燃气管理条例》、《中华人民共和国特种设备安全监察条例》和《中华人民共和国道路运输管理条例》等有关法律法规，结合本省实际，制定本办法。第二条　本省行政区域内的压缩天然气汽车产业发展、压缩天然气汽车加气站建设与经营、压缩天然气汽车改装与维修、车用气瓶安装与使用及相关安全管理活动，适用本办法。第三条　省发展改革部门承担全省压缩天然气汽车产业发展的综合协调职责，负责压缩天然气汽车产业发展规划及产业信息公布、压缩天然气汽车加气站（以下简称加气站）项目核准、压缩天然气汽车定点改装企业（以下简称定点改装企业）的备案及监督管理。

燃气管理部门负责加气站建设、燃气经营许可及监督管理。

质量监督管理部门负责加气站的压缩天然气工业产品生产许可、气瓶充装许可、站用特种设备及车用气瓶的许可及监督管理。

交通运输管理部门的道路运输管理机构（以下简称道路运输管理机构）负责压缩天然气汽车专用装置定点维修企业（以下简称定点维修企业）的备案及监督管理。

公安机关交通管理部门负责依法改装的压缩天然气汽车车辆的登记。

住房城乡建设、国土资源、公安、经济和信息化、环境保护、科技等有关部门按照各自职责，协同做好压缩天然气汽车的相关管理。第四条　加气站、定点改装企业、定点维修企业、道路运输企业是安全生产经营的责任主体，应当遵守有关安全生产经营法律法规，加强安全生产经营的管理，完善安全生产经营条件，建立健全安全生产经营责任制度，确保安全生产经营。企业主要负责人对企业的安全生产经营活动全面负责。

鼓励实行特种设备责任保险制度，提高事故赔付能力。第五条　鼓励压缩天然气汽车产业技术进步，运用先进技术增强防范安全事故的能力。对符合产业政策的项目和产品，按照国家和省有关规定享受优惠政策。

优先发展压缩天然气汽车在城市公共客运、出租客运、环卫等公共交通领域的推广应用。第六条　压缩天然气汽车行业相关协会应当加强行业自律，宣传法律法规和安全管理知识，推广先进技术和科学方法，引导企业依法诚信经营。第二章　加气站安全管理第七条　加气站实行统一规划、合理布局、确保安全、协调发展的原则。

省发展改革部门制定产业发展规划前应当征求燃气、安全生产监督、质量监督、公安、国土资源、环境保护等有关部门意见。第八条　投资建设加气站项目，应当向省发展改革部门提出项目核准申请。具体条件和程序由省发展改革部门会同省直相关部门按照国家关于企业投资项目核准的规定和本办法制定，并向社会公布。

未经项目核准，燃气、安全监管、质量监督、公安、国土资源、环境保护等部门不得办理相关手续，金融机构不得发放贷款。第九条　加气站项目的选址、设计、施工、竣工验收等应当按照有关法律法规规定的基本建设程序办理，依法取得压缩天然气工业产品生产许可、燃气经营许可、危险化学品经营许可和气瓶充装许可后方可经营。第十条　加气站生产经营活动应当符合以下规定：

（一）建立健全安全管理责任制度；

（二）企业主要负责人、安全生产管理人员、特种设备作业人员按照国家规定考核合格；

（三）生产气体质量符合国家强制标准并予以公示，按照政府定价销售；

（四）在显著位置公示车用气瓶充装和使用的安全注意事项；

（五）使用符合国家规定的计量器具并定期检定；

（六）使用符合国家和省规定的站用设备设施，并按规定安装、检验、使用、维护、修理；

（七）建立业务记录和站用设施设备档案，按规定报送统计资料；

（八）制定安全事故应急救援预案并定期演练；

（九）其他法律法规规定。第十一条　加气站应当执行车用气瓶充装安全技术规范，对有下列情形之一的车用气瓶禁止充装：

（一）无使用登记证或者与使用登记证不一致的；

（二）超期未检验或者定期检验不合格的；

（三）未进行安全状况检查或者经检查气瓶及专用装置有松动、损伤、泄漏等安全隐患的；

（四）驾驶和乘坐人员未离开车辆的。