液化石油气汽车改装及加气站建设

提要：发展液化石油气汽车是治理汽车尾气污染，改善城市空气质量的重要途径之一。而双燃料汽车改装部件及加气站设备的国产优质化，车用液化石油气质量，城市建设汽车加气站等一系列相关问题的标准化、规范化，是这一发展过程中需解决的重要环节。

关键词：液化石油气汽车；加气站设计。

1、概况

　　目前深圳市汽车拥有量在30万辆以上，其中公交与出租车辆约2万辆，这类车上路行驶时间长，车况一般较差，尾气排放严重超标，因此深圳市1998年开始对1000辆营运车辆进行改装，建成汽车加气站8座，到2000年将共改装LPG汽车1.5万辆。

　　LPG汽车与汽油车特性比较见表1。由表可看出，LPG热值高，辛烷值高，抗爆性好，压缩比高于汽油，可提高发动机性能，减少汽车噪音。

　　表1 汽油与LPG性能及燃烧排放物比较

性能		汽油	LPG
辛烷值		92-95	100-111
热值（MJ/kg）		44	46.1
着火温度（℃）		250	460
爆炸范围（%）		1.5-7.6	2.3-9.5
压缩比		10：1	11：1
清洁程度（%）		含硫0.01	含硫0.001
排放 废气 有害 物质	CO（%）	6.30	0.95
	HC（%）	0.60	0.12
	NOX（%）	0.22	0.17

　　LPG燃烧范围宽，燃烧状况好，发动机性能保持稳定。LPG很容易同空气很好混合，燃烧更完全、更均匀、更平稳，不会稀释机油，不会在汽缸壁上产生腐蚀性物质，同时烟气中CO含量大量减少。LPG着火温度远高于汽油，比汽油更安全。LPG汽车的排放物中，一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化合物(NOX)以及硫的含量都比燃烧汽油大量减少。这些物质都是对大气产生污染的祸首，象氮氧化物已被公认是对大气产生光烟雾的主要祸害，当与不饱和烃结合在一起并受到紫外线辐射时，就产生对人体有害的东西。LPG比重小于汽油，每升LPG行驶的路程会比汽油减少约20%，但由于LPG售价低于汽油，加之机器寿命延长，发动机性能提高，LPG作为清洁、绿色燃料给人们带来巨大的经济效益与环保效益正在日益被认可和接受。作为汽车代用燃料的CNG与LPG相比，LPG来源灵活、广泛，热值高，储存压力低，加气站布点不象CNG受气源输配管网限制，因此更容易作为双燃料汽车的燃料而推广。我国LPG有标准，主要对C2、C5含量作了严格规定，而对C3、C4中烯烃含量未作规定，炼油厂生产的LPG烯烃含量占60%以上，烯烃燃烧后容易结碳，且易腐蚀橡胶密封件，不适宜作汽车用LPG。石油天然气总公司已经制定了车用LPG质量的行业标准。

2.LPG汽车的改装

　　目前世界上各个国家生产的汽车绝大部分仍为燃油汽车，又由于LPG汽车还处于起步阶段，汽车加气站尚未在城市中形成网络，因此就需将燃油汽车改装成油---气双燃料汽车，并要使切换过程快速、平稳、不影响车辆行驶性能，LPG汽车改装主要部件：

（1） LPG储气瓶安装在汽车行李箱中，专门用于储存液态LPG，长圆形筒体，一般容积
约为60L，钢材采用压力容器专用钢，设计压力2.55MPa。

　　瓶上装有阀门与仪表，阀门包括充装阀、限位阀、出气阀、过流阀与安全阀。当钢瓶内
装到规定液位（一般不大于85%）时限位阀即关闭，使其不能再充装；在意外事故下，管线破裂，LPG大量泄漏时，过流阀立即关闭，将事故控制在最小状态；如果钢瓶内压力超过规定值，安全阀即启跳泄压。瓶上还装有浮标式液面计，它与驾驶室内仪表盘相连，以便于司机能随时观察燃料储存量。上述阀门与仪表均安装在钢瓶外壁上的密封保护箱内，当安全阀排气或阀门产生泄漏时，通过箱内接到车外的专用管路排出车外。汽车用LPG装置系统见图1。

（2）LPG气化器液态LPG经过滤器进入到气化器，在发动机起动时，靠自身显热气化，
随着散热器热水经过气化器循环，液态LPG吸热而气化，再由调压器经一次或二次调压减至常压送入混合器。

（3）混合器气态LPG与空气在混合器内均匀地混合成可燃气体，供给发动机燃烧。

（4）在发动机燃料供给系统上装有分别用于LPG和汽油的电磁阀。司机在驾驶室内控制
燃料转换开关，即可随时改变汽车的燃料系统。

3、LPG加气站及其设备

　　加气站又可以按贮罐形式分为地上贮罐式加气站与地下贮罐式加气站，地下贮罐式加气站因 防火间距要求低，占地面积小，安全可靠性强，更适宜在城区内建设。

3.1 加气站工艺流程

　　槽车内的LPG经气体压缩机卸入到站内的贮罐中储存，为汽车加气时，加气机与加
气泵联动，当加气装置与汽车上罐装接头接通时，泵同时启动，加气泵将贮罐内的LPG抽出
经过滤、加压后输送给加气机，经计量送至需加气汽车，运行过程中产生的气体返回到贮罐中。

3.2 加气站主要设备

　　加气站内主要设备除贮罐、石油气压缩机外，加气泵与加气机作为加气站主要及关键
设备，直接影响到加气站安全供气与经营。

3.3 汽车加气站布置防火间距

　　汽车加气站由于是一相比较新的建设项目，以前从未被列入城市用地规划中，尤其在大城市人口稠密，道路流量较大的城市中心地带新批空地兴建加气站非常困难，在现阶段我们在加气站的设计中依据现行规范中有关条款，如贮罐的布置，贮罐与机泵房的间距等。贮罐与站外其它建、构筑物间距等。贮罐与加气岛的间距没有规定，但可以参照贮罐与汽车槽车装卸台的规范要求，虽然加气岛外来车辆不安全因素较多，不完全等同于汽车槽车装卸台，但加气岛在经营区，与贮罐区之间有安全间距分隔，且分区管理，功能区分清楚，足以保证安全操作。

3.4 设计实例

　　为尽快建起深圳市第一座LPG汽车加气站，我们以红岭东储配站进行扩建，参照国内外相关规范进行设计。红岭东储配站投产于1989年，具备LPG装卸车、储存、残液倒空功能，站内建有地上式100M3LPG储罐10M3台，10残液罐1台，压缩机3台，烃泵2台，站内布局合理，设备完好。加气站建于储配站正大门西侧站外空地，毗邻储配站站前道路边，利用储配站已建储罐中的1号罐作加气站专用储罐进行储存并为汽车充气。加气站规模150辆车/日，供气设备为100M3LPG储罐1台，LPG加气泵与加气机各2台。

（1）总平面布置

　　加气站设在储配站围墙外空地，与储配站间建有2.2m高实体围墙，将加气站 与储配站分隔，功能区分清楚，站内地面采用不发火花地面。

　　加气岛与最近的LPG贮罐、邮品罐间距分别为42.9m、57.9m，与泵、压缩机房间距为41.25m，与汽车槽车装卸台间距18.6m，这些间距均参照有关规范并且考虑到既满足加气站汽车槽车卸车回转场地要求，且中间有实体围墙，不会造成相互干扰。

（2）工艺系统

　　为确保安全与便于管理，将储配站内10号罐作加气站专用储罐，保留原进出液及倒罐功能，在储罐气、液相出口管与加气机气、液相接管均安装气动紧急切断阀，且成单独的控制气源系统，事故状态下能迅速切断气源，使加气站与储配站之间工艺系统尽量减少非安全因素的相互干扰（工艺流程见图2）

（3）设备选用

　　加气泵与加气机一泵一机相匹配，均为进口普遍使用的成熟产品，这在我国汽车加气站建设刚刚起步的时候是必要的，能最大程度地保证安全可靠供气，相信随着加气站设备国产化、标准化，选用国产优质设备将有节省投资的优势。

（4）消防、安全措施

　　电气专业除按有关规范要求所有用电设施采用防爆电器，所有设备、工艺管线做防静电接地外，还在站内设置了燃气泄露浓度报警装置，探头设在加气岛等处，报警器安装在站内值班室，无论站内有无操作人员在场，一旦发生泄露，均可在值班室收到报警信号，以迅速采取应急措施。消防专业在加气岛设手提式干粉灭火器，站区内设推车式干粉灭火车，增设消火栓，依照有关规定，并在加气岛顶棚安装消防喷淋水管，保证了足够的消防措施。

4、结语

　　大力发展LPG汽车是改善能源结构、减少汽车对环境污染的一条有效途径，但也面临着许多制约因素，象加气站设计规范、车用LPG质量标准、燃气汽车改装标准的制定，贮气罐、加气设备生产的标准化，国产化，燃料价格，税收优惠等政策性法规的出台等。国家主管部门正在组织力量积极制定有关燃气汽车的一系列法规，相信燃气汽车必将作为推动城市环保建设的重大举措得以迅速推广