燃气汽车(共5篇)
燃气汽车 篇1
在我国的能源结构中煤炭燃料占主要地位。伴随着我国汽车工业的发展, 车辆消耗能源比例在不断增加, 按照相关专家估计在2020年全国汽车保有量将突破1.8亿辆, 车辆燃料消耗量将达到2亿t。随着能源问题日益严峻, 车辆能源结构的调整和可再生化成为了研究的重要课题。在众多代用燃料中由于天然气和液化石油气的实用技术较为成熟和完善, 所以国内对于液化石油气与天然气汽车的推广应用十分重视, 为此专门设立了多个推广示范城市[1,2]。
实际上我国利用天然气作为车用燃料的历史很早, 在20世纪50年代四川等地就开始使用低压天然气作为公交车燃料。在80年代末, 全国已有十多个城市相继开始发展液化石油气和压缩天然气汽车。到目前为止, 随着相关技术进一步的发展, 代用燃料车辆的水平也上升了一个台阶[3,4,5,6]。不仅在燃料的能耗方面得到了降低, 而且在排放指标上也达到了同期国家限定水平, 促进了燃气汽车的飞速发展。
长春作为全国清洁汽车重点示范城市之一, 在清洁汽车行动中不仅建立起了相关组织体系, 而且根据长春市燃气源的结构情况在不同阶段实施了不同的汽车燃气化目标。
1 长春市清洁汽车发展历史
长春市作为全国早期燃气汽车发展的城市之一, 从国家八五计划开始就已经奠定了燃气汽车发展的基础。在上世纪80年代末, 吉林工业大学内燃机研究所所开展的压缩天然气汽车研究项目在吉林省科技厅立项。项目的研究实施, 形成了包括一个压缩天然气加气站和多台压缩天然气车辆的小型示范工程, 这一工程为后期吉林省清洁汽车的发展提供了经验和相关理论。随着燃气汽车被国人的认知, 吉林工业大学内燃机研究所又与石油天然气总公司下属石油勘探设计院联合, 开展了卡车用柴油机的天然气/柴油双燃料改装试验研究, 并取得了相应的成果, 丰富了天然气燃烧过程及排放物生成机理的理论。在此基础上吉林工业大学内燃机研究所又与一汽集团解放公司联合进行了汽油机的液化石油气改造研究。
注重能源结构的调整、改善环境污染问题较早地得到了长春市政府的重视。因此在国家开始实施清洁汽车行动之初, 市政府就筹建了相应机构, 由建委主抓这一工作。积极申请成为国家清洁汽车重点示范城市。
在成为国家13个重点示范城市后, 长春市更加重视清洁汽车在长春的发展问题, 按照国家清洁汽车协调领导小组的指导意见, 结合长春的具体情况, 建立了长春市清洁汽车协调领导小组的组织管理体系, 组织管理体系由主管市长负责, 组合市建委、市科委、环保局等13个部门形成了长春清洁汽车行动的组织管理体系, 奠定了长春清洁汽车发展的组织保障基础。
在组织保障落实的基础上, 建立了以长春汽车燃气发展有限公司为依托单位的实施体系, 作为依托单位长春汽车燃气发展有限公司联合一汽集团解放汽车公司等企业和吉林大学、吉林省化工研究设计院等院所形成了一个完善的产学研体系。并建立了长春市清洁汽车行动专家组。对长春市清洁汽车的发展形成了实体支撑和技术核心。
作为全国清洁汽车行动重点示范城市, 长春市承担了交通领域国家八五、九五和十五多项重点科技攻关及十一五863等项目, 重点发展了以LPG和CNG为主体的代用燃料汽车。到目前为止, 已经建立了较为完善的清洁汽车体系, 实现了城市交通60%以上的燃气化率。
2 长春市燃气汽车及基础设施建设情况
在九五期间长春市根据当地燃料资源情况, 形成了以液化石油气为重点发展的城市交通体系。为了适应这一发展, 长春燃气股份有限公司组建了长春汽车燃气发展有限公司。形成了一个以车用液化石油气的研究开发, 车用液化石油气的贮存、加工、供应, 车用液化石油气、天然气加气站的建设和经营, 燃气汽车的改装, 维修、维护为一体的实体公司。该公司先后建成了4 400 m3和年加工8万t的车用液化石油气贮配生产基地1个, 解决了车用液化石油气的质量保障问题。该公司还建设了车用液化石油气加气站12座、燃气汽车改装维修厂1个。成为了长春市清洁汽车发展的主体力量。
到目前为止, 长春市共有车用液化石油气加气站和天然气加气站31座, 加气站的分布覆盖了长春市的主要区县, 并形成了均匀的市区布局。大大地支撑了长春市清洁汽车的发展。
2000年以来, 长春市出租车改用燃气的车辆已近10 100辆, 占总出租车数的67%以上;公交车辆燃气化改造达到了1 325辆, 占公交车比例的49%。包括乙醇汽油的使用, 城市交通车辆能源替代率达到了65%以上。车辆的燃气化改造同时也大大降低了城市空气污染。长春的大气二级以上天数在2008年达到了266天。
3 长春市清洁汽车政策法规对当地清洁汽车发展的促进作用
长春市政府注重政策的引导性工作, 针对长春清洁汽车的发展先后制定了《长春市燃气汽车管理办法》、《长春市燃气汽车实施方案》、《关于整顿规范车用燃气市场秩序的通知》《统一车用液化石油气售气价格》、《统一车用液化石油气供气质量标准及车用液化石油气市场准入制度》、《车用燃气具市场准入制度》等8个政策性文件, 为规范车用燃气市场经营秩序, 维护燃气车辆的正常发展奠定了基础。这些文件不仅规范了市场, 而且保障了车辆使用者的权益, 增加了改装车辆的可靠性和安全性。为长春清洁汽车的稳定发展提供了政策性保障。
4 注重科学研究, 为清洁汽车的发展奠定技术基础
长春市积极响应国家清洁汽车发展号召, 在不断发展燃气车辆的同时, 全面推广使用乙醇汽油, 大大地提升了本地区车辆清洁能源替代率。因此, 长春的清洁汽车示范工作在国内名列前茅。从九五到十一五期间, 长春市清洁汽车行动先后承担了国家科技部下达的“用国产液化石油气解决汽车燃料问题及其产业化”, “单一燃料 (LPG) 公共汽车示范工程”;“东北地区清洁汽车区域化应用研究”, “国产高烯烃液化石油气作为车用燃料实验研究”等重大科技攻关课题。在“用国产液化石油气解决汽车燃料问题及其产业化”课题研究中, 解决了脱除国产液化石油气中影响汽车燃气燃用中的有害物质的工艺技术, 获得国家两项发明专利。这项技术改变了我国汽车燃气因成分复杂应用受限的局面。当前, 长春市还承担着国家863计划“长春市市况下新能源汽车运行考核与应用技术研究”。
5 结论
目前, 长春市正在根据当地车辆能源结构的变化以及燃料价格的变动情况进行燃气汽车发展的战略调整, 考虑到液化石油气受国际石油影响较大, 从液化石油气为主体的燃气汽车逐渐向液化石油气和天然气并举发展的燃气汽车结构调整。在清洁汽车的发展过程中, 不仅仅考虑社会效益, 同时处处为用户着想, 让利于民, 紧紧把握燃油和燃气价格差的杠杆, 充分利用这一杠杆来驱动这一事业的发展。
摘要:长春市作为全国早期燃气汽车发展的城市之一, 从八五开始就已经奠定了燃气汽车发展的基础。长春燃气汽车的发展依托于长春汽车燃气发展有限公司, 联合一汽集团解放汽车公司等企业和吉林大学、吉林省化工研究设计院等院所形成了一个完善的产学研体系, 并建立了长春市清洁汽车行动协调领导小组。对长春市清洁汽车的发展形成了领导核心。作为全国清洁汽车行动重点示范城市, 承担了交通领域国家八五、九五和十五多项重点科技攻关及十一五863等项目, 重点发展了以LPG和CNG为主体的代用燃料汽车, 已经建立了较为完善的清洁汽车体系, 实现了城市交通60%以上的燃气化率。
关键词:液化石油气,压缩天然气,燃气汽车,加气站
参考文献
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(6) 李秋利.发展滨海新区天然气汽车的构思 (J) .煤气与热力, 2008, 28 (2) :B23-B25.
燃气汽车 篇2
应用RFID技术实现燃气汽车安全管理
本文介绍了RFlD技术的工作原理,分析了它在燃气汽车安全管理中的应用,针对天然气汽车加气站对燃气汽车充装前的.检验和安全管理等问题,提出了切合实际的射频识别技术解决方案,具有较好的应用效果和推广前景.
作 者:刘德峰 作者单位:胜利油田海兴商贸有限责任公司,山东东营,257000刊 名:科技与生活英文刊名:TECHNOLOGY AND LIFE年,卷(期):“”(5)分类号:U469.7关键词:RFID技术 燃气汽车 识别、应用
燃气汽车 篇3
随着我国可持续发展战略的进一步实施和石油资源的日益紧缺, 天然气汽车在环保和节能方面的作用会越来越受到重视, 其发展前景广阔。国家已经颁布严格的天然气汽车技术标准。从加气站设计、储气瓶生产、改车部件制造到安装调试等, 每个环节都形成了严格的技术标准。设计上考虑了严密的安全保障措施。对高压系统使用的零部件, 安全系数均选用1.5~4以上。储气瓶出厂前要进行特殊检验。气瓶经常规检验后, 还需充气作火烧、爆炸、坠落、枪击等试验, 合格后, 方能出厂使用。但是为了保证驾驶员在驾驶汽车过程中不会出现因燃气泄漏而引发的悲剧我们仍需对汽车前后舱内的天然气浓度进行实时监测。
目前探测气体的方法主要有气相色谱法、催化 (生物膜) 传感器以及光谱法等, 但各有其缺点。例如气相色谱法多用于检测变压器中的气体浓度, 气相色谱定期检测法作业程序十分复杂而且价格昂贵;催化传感器的缺点是寿命短, 稳定性较差, 受环境影响较大。本系统外部环境影响较小采用MQ-2传感器作为检测工具实现燃气检测功能。
2 检测系统整体设计
根据检测的要求, 可以将整个系统分为三部分如图1所示可分别为主控模块、检测模块和人机界面, 主控模块和检测模块通过LIN总线进行通讯, 而人机界面则通过UART与主控模块进行交流已完成整个检测过程并实现个性功能。
主控模块是控制系统的主要部分, 以STM32103系列为主控芯片, STM32系列是由意法半导体公司设计的ARM Cortex-M3内核。该系列芯片具有高性能, 低成本与低功耗的特点, 在嵌入式系统中得到了广泛的应用。外接8M和32K晶振, 拥有LIN和UART两种通讯方式。主控模块是LIN的主模块, 用以控制两个从模块的工作和交流, 同时也会实现对监测数据的测量, 当达到阀值时会进行报错处理。此外, 主控模块拥有三种工作模式, 可以实现节能效率两不误。主控模块与上位机的交流是人们能控制监测系统地主要方式, 在主控模块中现有8种指令解读方式并预留数据位以方便新系统地扩展。
检测模块有两个分别在前舱和后舱各一个, 检测模块作为LIN的从模块同样以STM32103系列为主芯片, 外接8M晶振提供系统时钟。检测模块主要控制检测头温度以及检测燃气浓度。两个检测头在主模块的控制下交替工作。
人机界面是在WINDOWS环境下实现的基于QT的界面编写主要是实现查询错误信息以及设定时间等功能。让人们可以更好地控制此燃气检测程序并为后续的检修燃气罐提供依据。
3 硬件设计
针对气体检测系统的功能要求, 主控模块除了最基本的电源, 晶振, JTAG, UART端口外, LIN芯片电路 (TJA1020) 与STM32的UART1端口相连通过STM32自带的LIN功能实现基本的通讯。同时报警电路设置有一个蜂鸣器和四个报警灯完成。芯片端口提供的电压只有3.3V因此需要接一个同相驱动器实现报警灯的高亮。
检测模块需要连接一个MQ-2气体传感器, 传感器与检测电路的功能实现如图2所示:气体传感器的检测端口的电阻随着气体浓度的增加而减小, 可以通过主芯片的AD端口进行检测。STM32有12位ADC是一种逐次逼近型模拟数字转换器。各通道的A/D转换可以单次、连续、扫描或间断模式执行。ADC的结果可以左对齐或右对齐方式存储在16位数据寄存器中。
气体传感器的阻值不仅随气体浓度的变化而变化, 同样还受温度的影响。为了准确地判断气体浓度的变化需要去除温度这个影响因素, 即将气体传感器的温度控制在一定的范围内, 在检测传感器电阻前需要对其进行预热, 加热电压为5V。在检测电路靠近传感器部分设置一个热敏电阻同时串联一个10k电阻通过AD检测其电压值的变化而判断出当前温度。为了保证测量数据的准确性和调节控制功能执行的有效性, 在实现温度数据采集时可以采用多点检测方式。
4 检测系统软件设计
前面提到主控模块有三种工作模式, 分别为正常工作模式, 节能模式和断电模式。
工作模式的启动方式有两种一种是上电启动, 一种是从省电模式唤醒。两种模式都是同样的流程, 首先开机自检并等待传感器加热到指定温度, 然后需要测量前后舱的初始浓度以作为判断基准, 此基准优先度低于预设的判断基准以防在设备启动前已经发生漏气情况。预设基准值为天然气浓度6500ppm时的值, 但不同条件下漏气的浓度不一, 仍需要测量基准值为判断标准, 基准浓度升高30%为危险值, 当测量浓度达到任何一个判断标准时都会报警。
工作模式是在两个检测头之间不停的循环检测当检测到未连接或者错误时都会报警。当发生泄漏故障时报警器会报警, 并将发生故障的时间与错误信息保存到FLASH中等待上位机的查询, 该数据在断电后由电池供电不会消除只能人为擦除。
STM32有三种低功耗模式:
(1) 睡眠模式 (Cortex™-M3内核停止, 所有外设包括Cortex-M3核心的外设, 如NVIC、系统时钟 (Sys Tick) 等仍在运行) 。
(2) 停止模式 (所有的时钟都已停止) 。
(3) 待机模式 (1.8V电源关闭) 。
如果上电后不需要在工作模式下工作, 可以通过按键使系统进入节能模式 (PWR) , 同时LIN芯片NSLP脚置地使LIN进入睡眠模式。在此模式下功耗将大大减小, 同时可以通过WAKE-UP端口唤醒重新进入工作模式。
当断电后系统在自带电池的作用下只有实时时钟 (RTC) 工作, 并保存后备寄存器 (BKP) 和FLASH中的数据。RTC由外部32k低速晶振提供时钟, 根据上位机提供的初始时间计算当前时间用以记录泄漏事故发生的时间。但是由于晶振提供的时钟不是十分准确, 所以需要对其进行一定的校准。
5 LIN通讯
LIN总线协议的开发主要是作为高速总线 (例如CAN总线) 的辅助总线, 其传输速率为2.4Kbps~20Kbps, 用在汽车内部不需要高速传输数据的控制场合, 例如车灯控制、车窗控制、座椅调节和风挡雨刷调节等[4]。
LIN是基于通用SCI (UART) 的硬件接口, 几乎所有的IC都带有SCI (UART) 接口。由于其低成本和开发方便, LIN很快就在车内低端控制器领域取得领先地位[5]。LIN的单总线方式可大大减少线束, 降低车内布线的复杂性, 这也是其应用的潜力所在。
LIN收发器的控制电路模块为一个数字电路, 其主要的功能为控制收发器的工作模式, 使收发器能够在不同的工作模式之间转换。LIN收发器有四个工作模式, 正常工作模式、睡眠模式之外、准备模式和低斜率模式。各模式之间的转换如图3所示。
收发器通电之后默认的工作模式是睡眠模式。在四种工作模式下, 睡眠模式的耗电量最低, 此时收发器处于关闭状态, 并且LIN总线端保持12V高电平, 消耗的电流非常小。
准备模式为一个过渡工作模式。处于睡眠模式下的收发器如果TXD端没有数据发送并且被唤醒信号NWAKE信号 (低电平有效) 唤醒, 收发器进入准备模式, 可以根据接下来TXD端的数据电平的不同进入正常工作模式或者低斜率模式。
正常工作模式是LIN总线收发器的常规工作模式。在此模式下, 收发器可以完成数据发送, 数据接收等工作。
低斜率模式为LIN收发器在低发送速率下 (速度低于10Kbps) 的工作模式。在此模式下, 收发器数据信号电平的上升和下降时间被拉长, 其电平过渡时间为正常工作模式下的两倍。这样能够在低传输速率下降低电磁干扰。
本系统中用到的是低斜率模式和睡眠模式, TXD始终置低, 当主控模块进入节能模式时LIN的NSLP脚置低使LIN进入睡眠模式。睡眠模式有三种唤醒方式, 除了图中的NSLP置高和NWAKE接地外还有总线唤醒 (0x80) , 在本系统中, 从机无唤醒主机功能, 只能主机单方面唤醒从机。
当温度过高时会使电路工作性能下降并有可能造成晶体管击穿损坏芯片, LIN芯片中集成有过温保护电路, 用以保护芯片, 而且因为传感器和电源部分都有发热, 电路设计时LIN芯片需要远离这两部分。
6 结论
该汽车燃气检测系统基于ARM芯片和LIN总线设计, 在汽车日益发展得今天是必然的趋势, 而小型化单片机设备的开发是微智能化设备的产物。该系统提供完善的判断条件并能很好地与上位机进行交互, 充分体现了人性化、智能化的特点。并且在车载电子的稳定性方面下了很大功夫, 尽量去除不利因素, 为人身安全和产品安全提供保障。LIN总线指令模式与上位机交流指令都预留了很大空间, 为以后功能拓展与兼容提供基础。
参考文献
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燃气汽车 篇4
审批前公示
一、项目基本情况
1、项目名称:中石化丽园北路加油加气站项目
2、建设地点:中山西路与丽园北路交叉口西南侧
3、建设单位:中国石油化工股份有限公司浙江宁波石油分公司
4、总投资:4700万元
5、建设内容及规模:建成后形成年售1400吨柴油、5600吨汽油以及700万N m3压缩天然气的生产规模;本次建设内容主要为站房、油罐、压缩机、储气井和加油、加气工艺装置地坪等。
二、建设项目产生影响及防治措施
1、施工期
1.1废气
工程建设期间,施工场地的废气主要是扬尘,而由运输车辆的行驶产生约占扬尘总量的60%。一般情况下,场地、道路在自然风作用下产生的扬尘影响范围在100m以内。实验结果表明,实施每天洒水4~5次抑尘,可有效控制施工扬尘,并将TSP污染距离缩小到20~50m范围。因此建设期间需采取一定的措施,如经常对区块进出的运输道路进行洒水抑尘可有效缩小扬尘的影响范围和影响程度。
建议企业应加强施工管理,合理安排砂石料搅拌与建筑材料的堆放场地,按照《关于进一步加强宁波市中心城区建设工程施工扬尘污染防治工作实施方案》和《宁波市建筑施工现场扬尘控制管理规定》及《关于印发建筑扬尘污染防治三级挂牌考核管理办法的通知》文件要求,建设单位需做到以下几点,同时报环保部门备案:
1)建设施工现场沿工地四周设置连续围栏,外脚手架密目式安全网安装率达100%;
2)建设施工场地内水泥、石灰等易产生扬尘的建筑材料应存入库、池内,遮盖率达100%;建设施工场地主要道路硬化率100%;
3)建设施工现场余土集中堆放,采取固化、复盖、绿化等措施落实率为100%;
4)拆迁工地临近主要道路和生活区的,必须采取硬质封闭围档,拆迁作业全洒水压尘率100%;拆迁余料集中堆放,采取固化、复盖率达100%;
5)施工现场出场车辆冲洗设施及冲洗制度落实率为100%; 6)运输建筑渣土等车辆密闭率100%;
此外,施工期扬尘控制还需参照《关于落实建筑扬尘控制管理台帐制度的通知》的文件要求:
1)制定扬尘防治方案,明确扬尘污染防治设施及管理措施和资金保障,确保扬尘防治措施落实到位;
2)建立扬尘防治工作管理责任制度,明确责任人,落实操作人员,加强考核,将扬尘防治管理列入日常管理工作中,把考核结果与奖惩挂钩;
3)规范记录日常管理台帐,日常管理台账主要包括扬尘观测报告单、道路清扫洒水记录表、车辆进出工地冲洗记录表、建筑垃圾每日清理记录、隔油地、沉淀池清理记录等,台帐记录明确记录工作时间、工作内容、规范落实情况等相关信息。
建筑垃圾、工程渣土在24小时内不能清运出场的,设置临时堆场,堆场周围进行围挡、遮盖、保温等防尘措施。预计施工期的大气影响在可接受范围内。1.2废水
该项目主要由建筑施工废水、施工人员日常生活废水和管道试压废水。项目建设期施工废水包括施工期混凝土废水、泄漏的工程用水、混凝土保养废水以及施工过程筑路材料、挖方、填方、遇暴雨冲刷进入水体的废水。施工期混凝土废水、泄露的工程用水以及混凝土保养废水中悬浮固体高达1000 mg/L ;施工过程筑路材料、挖方、填方(如碎石、粉煤灰、黄沙、泥块等),如不妥善放置,遇暴雨冲刷会进入附近水体,影响水质。
施工人员生活污水经现有化粪池预处理后排入市政污水管网,送至宁波南区污水处理厂处理后排入奉化江。建设期所产生的废水将不会对周围环境造成明显
影响。
本项目天然气管道安装后需采用清洁水为介质进行试压,此部分废水主要污染物为悬浮物(管道内尘埃),此部分废水水质较为清洁排入市政污水管网,送至宁波南区污水处理厂处理后排入奉化江。建设期所产生的废水将不会对周围环境造成明显影响。
1.3噪声
本项目建设期主要噪声来源是各类施工机械设备噪声。施工噪声具有阶段性、临时性和不固定性,不同的施工设备产生的噪声不同。在多台机械设备同时作业时,各台设备产生的噪声会产生叠加,根据类比调查,叠加后的噪声增值约为3-8dB。在这类施工机械中,噪声较高的为挖掘机、混凝土搅拌机等,在80dB以上。
施工噪声对该地块周边地区的影响较大,项目周界平均声级会超标,夜间影响更为明显。因此,为减小噪声对该区域的污染,施工单位在施工作业中必须合理安排各类施工机械的工作时间,根据《中华人民共和国环境噪声污染防治法》,禁止夜间进行产生环境噪声污染的建筑施工作业,但抢修、抢险作业和因生产工艺上要求或者特殊需要必须连续作业的除外。如有特殊原因须有县级以上人民政府或者有关主管部门的证明,并且夜间作业必须公告附近居民。同时对不同施工阶段,按《建筑施工场界环境噪声排放标准》(GB 12523-2011)对施工场界进行噪声控制。
1.4固废
施工期间需要挖土,会产生弃土和弃渣,在运输各种建筑材料(如砂石、水泥等)过程中以及在工程完成后,会残留不少废建筑材料。对于建筑垃圾,其中的钢筋可以回收利用,其它的混凝土块连同弃渣等均为无机物,可送至专用垃圾场所或用于回填低洼地带。另外,建设单位应要求施工单位规范运输,不能随意撒落、倾倒堆放建筑垃圾和装修废弃物,施工结束后,应及时清运多余或废弃的建筑材料和建筑垃圾并根据宁波市人民政府令186号“宁波市建筑垃圾管理办法”,委托有关有资质的部门清运及处置。
建设项目所在地由于开方量一般大于填方量会产生一些弃土、弃碴,委托专门碴土办清运处置,不会对环境产生大的影响。同时,在施工期间施工人员还将
产生一定量的生活垃圾,须合理堆放,委托环卫部门清运,日产日清,对环境产生的影响较小。
2、营运期 2.1废气
(1)加油部分
本项目加油部分废气主要为储罐大小呼吸、加油机作业等排放的非甲烷总烃。项目共产生非甲烷总烃废气约2664.94kg/a,平均排放速率4901.37g/h。为减少项目废气对周围环境的不利影响,根据省环保厅等七部门《关于印发浙江省加油站储油库油罐车油气回收治理实施方案的通知》(浙环发〔2010〕41号)和宁波市环保局(甬环发〔2010〕145号)《关于全面开展油气回收治理工作的通知》要求,项目油罐及加油机必须配设油气回收系统,建设单位在油罐和加油机配设油气回收系统(η≥95%),油罐配设活性炭吸附(η≥50%),同时用于油罐呼吸排气管高度不低于4m;在此基础上,工作人员对机动车做好引导工作,缩短机动车怠速时间,从源头减少机动车尾气的排放。
另本项目设置50m卫生防护距离,西侧望春堂(教堂)离本项目最近距离为71m,西北侧西成小区最近距离为76m,均能满足卫生防护距离要求。在卫生防护距离范围内,禁止规划新建住宅、学校、医院等环境敏感点。
为进一步减小无组织排放的非甲烷总烃对环境的影响,可采取以下措施进行防范:
A、油罐区装卸及日常维护 ①加强设备维护和严格操作规程
加强设备维护保养,严格执行操作规程,是减少油气损耗的重要保证。重点保障油罐的严密情况,特别是机械呼吸阀、液压安全阀。如果采用人工检尺测量,应尽可能在储油罐内外压差最小的清晨或傍晚计量油。采用密闭装车技术,减少装车损耗。
②加强收发油和储存管理
加强收发油和储存管理,尽量保持高液位储存,减小气体空间和蒸发面积。③安装挡板
在呼吸阀下端安装挡板,使油罐内部空间蒸气分层。有资料表明,安装呼吸
阀挡板的油罐,可减少油品蒸发损耗20%-30%。
B、加油区加油及日常维护
加强设备维护,定时进行检修;加强人员培训,规范操纵规程;采用自动化比较高的加油设备,尽量减少和防止油品在站内损失。
(2)加气部分
本项目在正常工况下无废气产生。加气站在设备检修时会产生少量无组织排放的天然气,据同类型加气站有关资料和类比调查,加气站内天然气无组织排放量约为加气量的十万分之一,据此,年产700万m3天然气的排放量约为70m3/a,本项目天然气密度为0.78kg/m3,则年排放量为0.05t。压缩天然气主要组分为甲烷,非甲烷总烃的含量很小且其排放方式为偶然瞬时冷排放,不会对周围环境带来较大影响。
本项目来自兴光燃气集团公司中山西路天然气中压管道的天然气本身已作加臭处理,天然气中人工添加的臭剂为四氢噻吩,又叫噻吩烷或简称THT。该加臭剂是国际上广泛使用的燃气气味添加剂,它具有抗氧化能力强,化学性质稳定,燃烧后无残留物,高压下不会液化、不污染环境、腐蚀性小等特点。根据《城市燃气设计规范》(GB50028.2006)要求“应能察觉”的加臭量一般为臭味二级,即健康状况正常,且嗅觉能力一般的人能够识别,相当于报警或安全浓度;加臭剂用量为20mg/ m3,则产生量为1.4g/a,基本不会对周围环境产生影响。
另外,由于进站加气时的机动车发动机处于关闭状态,且机动车在站内运行时间较短,由此产生的机动车尾气量较小,不会对周围环境带来较大影响。
2.2废水
1)生活污水:生活污水经化粪池预处理后纳入市政污水管网排入宁波南区污水处理厂,经处理达《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标准后排入奉化江。
2)高压再生干燥器冷凝水:废水排入市政管网,送至宁波南区污水处理厂处理,最终排放于奉化江。
3)设备检修清洗废水和场地冲洗废水:废水经隔油池预处理后纳入市政管网,送至宁波南区污水处理厂处理,最终排放于奉化江。
本项目压缩机的冷却采用循环水间接冷却,循环水不外排,因此产生的废水
主要为员工生活污水、高压再生干燥器冷凝水、设备检修清洗废水和场地冲洗废水且排放量不大,故对周围环境及纳污水体影响不大。
2.3噪声
本项目噪声主要是压缩机、冷却塔以及车辆产生的交通噪声,噪声值在75~90dB(A)。为降低本项目对周围环境的影响,工程设备选型应选用低噪设备,并严格落实隔声、降噪措施,压缩机外应设置隔声罩(本项目压缩机自带隔声罩,其噪声能控制在50dB以内),场界四周种植绿化,车辆进出时应慢速缓行且禁止鸣笛,通过以上措施本项目场界噪声可达到《工业企业厂界环境噪声排放标准》(GB12348-2008)1类标准限值。
2.4固废
本项目固体为主要生活垃圾、废分子筛、废油渣以及废活性炭。员工生活垃圾年产量为4.38t/a,经厂内收集后由环卫部门统一清运;高压再生干燥器中分子筛每2年更换一次,产生量约为1.5t(0.75t/a),由于分子筛大部分吸收的是天然气中水分,因再生能力失效而更换,因此,属于一般固废,直接由厂家回收处理。废油渣产生量为16.67kg/a,委托有资质的单位收集处置。废活性炭产生量约为30kg/a,委托有资质的单位收集处置。根据国家危险废物名录,其中的废油渣和废活性炭属于危险废物,具体如下:
1、废油渣属于危险废物,废物类别为HW08废矿物油,废物代码900-208-08;
2、废活性炭属于危险废物,废物类别为HW49其他废物,废物代码900-039-49。
对于上述2种危险废物应送交具有资质的单位进行无害化处理处置,企业必须做好危险废物的申报登记,建立台帐管理和转移联单等制度,危险固废处理暂存应按《危险废物贮存污染控制标准》有关规定专门设置防雨、防渗、防扩散的临时堆放仓库,并设置明显标志。本项目产生的固废对周围环境影响不大。
三、环境影响评价结论
燃气汽车 篇5
在汽车的污染控制技术方面, 零排放是我们追求的理念。但囿于技术完善, 目前能做到的只能是科学选用最合适的新能源;而且只能“没有最好, 只有更好”。
LPG (液化石油气) 、CNG (压缩天然气) 和LNG (液化天然气) 都是目前正选用的汽油柴油替代能源。但“替代能源”和“清洁替代能源”是两个不同的概念。三种燃气中, CNG (压缩天然气) , LNG (液化天然气) 属于清洁替代能源;LPG只属于替代能源, 而不是清洁替代能源。LPG尽管已试用多年, 但目前尚没有专用配套发动机, 且燃气掺假容易, 不能保证质量而造成氮氧化物超标。CNG则受制于燃料瓶的容积而使续驶里程受限。LNG本身完善的生产工艺和生产设备使之基本无掺假的可能, 也有LNG专用发动机, 对LPG有着不可比拟的优势, 而对CNG则在车型适应性、燃料加注便利、安全性和营运成本上更具优势。
随着经济的发展, 汽车作为便捷的交通工具, 在人们的生产生活中起到越来越重要的作用。然而, 与之相伴的是严重的空气污染——珠三角一些城市环保部门统计显示, 机动车排放对城市污染“贡献率”达到50%以上, 部分甚至达到了污染物排放总量的70%。机动车一般排放20多种有害的化学物质, 包括碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物、碳粒, 而碳粒就含有造成阴霾天气的PM2.5。
为了代替污染严重的传统燃料汽油、柴油, 各国竞相研发新能源汽车。相比储能不足的蓄电池, 储运困难的氢和与民争粮的生物乙醇, 天然气以其运行成本低、技术成熟、安全可靠的特点, 成为当前最实用的汽车替代能源。据国际天然气汽车协会统计, 截止2010年12月。我国已有天然气汽车550000辆, 加气站2350座, 位居世界第六。
燃气汽车使用的燃料有三种形式:压缩天然气 (CNG) 、液化石油 (LPG) 和液化天然气 (LNG) 。目前, 我国各地在推广燃气汽车过程中处于各行其是的状态:广州使用LPG公交车和出租车, 重庆推广CNG汽车, 河北廊坊则将LNG公交车投入运营。笔者认为, 三种燃气分别割据一方的形势并不利于燃气汽车在全国推广。不同的燃气, 其发动机构造不同而不能相互通用;在每一加气站同时存储三种性能相近的燃气更会造成效率降低和成本上升。为了推动燃气汽车产业的进一步发展, 中国应当在目前起步阶段就立即确定一种燃气为全国通用的车用燃气。
从以上图1、图2可以看到, 我国CNG与LPG作为汽车燃料已经有相当成熟的应用, 不过, LNG作为后起之秀, 具有比CNG和LPG都能量密度大、安全、排放低的巨大优势, 是一种更具有发展潜力的汽车代用燃料。笔者认为, 在当前传统动力汽车尾气污染日益严重, 而太阳能电池成本高、电池蓄电量低、车用电机技术和充电基本设施不够完善、其它新能源汽车尚无法投入商业运营的情况下, LNG是最合适的汽车燃气, 应当确定LNG取代CNG与LPG, 成为与汽油、柴油地位相同的全国通用汽车燃料。为了说明问题, 下面在环保性、经济性、安全性和适用性上把LNG与CNG、LPG分别作对比分析。
1 LNG与CNG相比, 更加安全可靠, 营运成本低而且适用车型更广泛
1.1 环保性——两者均为清洁能源, 减少尾气污染效果明显且基本相同。LNG与CNG的主要成分均为甲烷, 进入发动机后燃烧情况和排气的组分是一样的。与使用汽油相比, 排放废气污染明显降低:一氧化碳减少97%, 碳氢化合物减少72%, 氮氧化物减少39%, 二氧化碳减少24%, 二氧化碳减少90%。
1.2 经济性——目前CNG价格为4.5元/公斤, LNG价格为5.5元/公斤 (各地价格略有不同) 。虽然LNG价格略高, 但L N G汽车成本与维护费用少, C N G加气工艺比LNG复杂, 生产设备多, 故占地面积较大, 一般LNG加气站用地约1000m2~1500m2, 而CNG加气站用地面积约为1000m2~3000m2;建站投资CNG加气站工艺较LNG复杂, 设备多。初步估算CNG加气标准站投资约600万元/座, LNG加气站投资约500万元/座 (使用进口设备) 。如果再考虑土地价格, 则CNG建站投资更高。
笔者认为, LNG和CNG是两种不同存在形式 (液化和压缩) 的燃气, 单纯对比价格有点不公平:LNG储配量较大, 故运输成本较高, 但保障能力强, 是大型工业用户的首要选择;LNG热值较高, 相比CNG高10%以上;LNG热值稳定而CNG比较波动;LNG组分变化也十分稳定, 不似目前的CNG变化较大。可见是工艺的复杂造成了LNG价格偏高。另外, 在营运成本、燃气发动机制造成本和整车性价比上, LNG都比CNG更具优势。
1.3 安全性——LNG气瓶破裂释放的能量更少。天然气属于易燃易爆气体, LNG和CNG气瓶爆炸分为化学爆炸和物理爆炸两方面。由于两者主要成分相同, 相同质量LNG和CNG释放的能量也相同。LNG以液体形式带压贮存于气瓶中, 物理爆炸所有具有的能量等于液体介质的作功能力, 可按下式计算: (计算式参照陈淑平, 刘志东, 刘振全, 车用燃料LNG及汽油的性能比较 (J) 真空与低温, 2002年12月8卷第4期:233~235页)
式中h1为贮存压力 (P1) 下饱和液体的比焓 (kJ/kg) , hO为环境压力 (PO) 下饱和液体的比焓 (kJ/kg) , s1为贮存压力下饱和液体的比熵 (kJ/kg·K) , So为环境压力饱和液体的比熵 (kJ/kg·K) , v1为贮存压力下饱和液体的比容 (m3/kg) , TO为环境压力下饱和液体的温度 (K) , m为LNG的质量 (kg) 。
如L N G气瓶的有效容积为6 0 L, 即m=2 5.5 6 k g, 安全装置设定的P1=0.9MPa, Po=0.1MPa, 查出有关数据并代入上式, 得EL=1.304MJ。
CNG物理爆炸的能量近似等于绝热膨胀所作的有用功, 可按下式计算:
式中P1为气瓶内天然的绝对压力 (M P a) , P0为环境压力, 可取P0=0.1MPa, V1气瓶容积 (m3) , k为绝热指数, 对于甲烷可取k=1.32。
对于1个60L, 盛装压力为25MPa的C N G气瓶, 其产生的物理爆炸的能量为Ec=3.085MJ, 2.5个60L的CNG气瓶 (25.56kg) 的物理爆炸能量为7.713MJ。可见在相同质量下, LNG的物理爆炸能量远比CNG小, 安全性高。
1.4 适用性——LNG气瓶体积小, 可用于多种车型, CNG只能用于客车。LNG的储存效率更高, 继航里程长。标准状态下的天然气液化后体积仅为原体积的1/625, 而压缩成25MPa的CNG体积为原来1/250, 因此LNG的能量密度是CNG的2.5倍。补充相同重量的燃料, LNG可以使用车辆获得较长的行驶里程。在汽车上装一个自重100多公斤的160升LNG储罐, 可行驶400多公里。
同时, 存储效率高也使LNG燃料箱的体积比CNG燃料箱小, 可以节省汽车空间, 扩大了LNG使用的范围。CNG由于燃料箱体积的限制, 一般只能在公共汽车上使用, 而LNG不仅可以用于公共汽车, 还可以用于工程车辆, 载重车和轿车。
目前已开发出天然气液化小型装置, 可以为不需要压缩机而利用天然气的压力来制冷, 集中压能转换成的冷能将部分天然气制成LNG, 供调峰和LNG汽车用, 余下部分低压天然气作城市民用燃料, 这样可减少一道补液氮的工序, LNG的生产成本可得到一定的降低。在气瓶方面, 由于LNG储存效率更高, 可以使用更少的气瓶, 节省可观的费用。
而在配套设施上, 如前述LNG加气站的建设、运营成本远低于CNG, 这对于全国能源建设来说是非常重要的。还有, CNG加气站上的主要设备, 橇装式压缩机站和售气机, 都是机电一体化设备。自动化程度高, 工作安全可靠。这类设备一般都没有设置手动操作系统, 一旦出现故障, 哪怕是很小的故障, 都可能引起系统的保护性自动停机, 而无法手动启动。只有熟练掌握这些设备的故障诊断和排除技术, 才能及时排故, 使设备恢复生产, 确保加气站的正常运营。这也促使CNG加气站保障成本的增加。
2 LNG与LPG相比, 环保优势明显;价格不单低而且更加安全环保
2.1 环保性——LNG的优势十分明显, 其中氮氧化物减排最为显著。
从表1可以看出:LPG汽车与汽油、柴油为燃料的传统汽车相比, 一氧化碳减少80%, 碳氢化合物减少63%, 二氧化碳减少15%, 氮氧化物增加30%, 减排效果确实不凡, 但与LNG相比, 就小巫见大巫了, 尤其是氮氧化物的排放反而有所增加, 这也是近来广州和北京相继停驶LPG公交车、出租车的重要原因。
对于今年春季全国众多城市出现时间持久的阴霾天气, 汽车尾排对PM2.5贡献度问题引起严重关注和热议。由于国标制定的滞后, 目前尚未见有关于LPG和LNG对PM2.5贡献度的准确数据, 但是, 在广州一些专家讨论会上, “LNG比LPG更清洁、更好”已是共识, 专家具体认为“在PM2.5的贡献度方面, 燃油最高, LPG次之, 而LNG最小, ”甚至对比了甲醇燃料和LNG, 认为“LNG非常好, 非常清洁”。
2.2 经济性——LNG价格低, 且纯度更高, 减少发动机损耗。
LPG成分较复杂, 主要为丙烷、正丁烷及异丁烷, 三者总比例一般为50%~60% (具体数值与石油气制取方式有关) , 伴有氢气和碳链长度1~5的多种烷烃、烯烷等组分。各组分的辛烷值不同, 不利于发动机压缩比等设计参数的确定, 与之相对应, LNG生产过程中先通净化处理几乎除掉了天然气中的全部杂质, 接下来的深冷净化处理又分离出不同沸点的重烃类和其他气体成分, 因此LNG的纯度很高, 甲烷含量达到97.5%~99.5%, 避免了乙烷, 丙烷等成分的爆燃对发动机部件造成的不良影响, 可以延长发动机寿命, 降低汽车维护成本。
目前, 广州市车用LPG价格为5.16元/升, 折合10.32元/公斤。这一价格是前文提到的LNG价格的将近2倍, 而且LPG的热值也低于LNG, 即提供相同的能量, 需要消耗更多的液化石油气。性价比低也是促使LPG退出广州市公交车燃气市场的另一个原因。
2.3 安全性——甲烷密度低易挥发, 达到爆炸极限可能性小。
汽车上使用的LPG钢瓶压力1.6MPa, LNG气瓶的压力只有0.9Mpa, 大约只有LPG气瓶的一半, 发生生物理爆炸的可能性更小。而且, LPG比空气重, 以往发生的泄漏事件表明都是燃气聚集于低洼处, 存在一定的爆炸危险性 (LPC的闪点为-74C, 爆炸极限5%~33%) ;而甲烷比空气轻, 发生泄漏时迅速向上扩散, 由于空气流动及车载燃料箱体积有限的原因, 不可能形成爆炸气云, (甲烷闪点-188°C, 爆炸极限5.3%~14.%) 。
综上所述, LNG相比LPG具有全面的优越性, 在汽车燃料领完全可以取代LPG。况且, 石油气在工业领域有广泛的用途, 是一种重要的化工原料, 作为燃料直接烧掉也是极大的浪费。因此, 以LNG作为统一的汽车燃料是可行的。
目前, LNG汽车在我国的发展还处于起步阶段。2008年, 我国LNG客车仅有50台, 没有LNG重卡:2009年LNG客车达250台, LNG重卡1000台:2010年LNG客车有2830台, LNG中卡车2952台, 而据预测, 今年LNG汽车总数将达4万辆以上, 这一规模与CNG, LPG汽车相比, 实在无不足道, 随着西气东输二期工程的完工和沿海各大港口LNG储备项目的上马, LNG作为非常有前途的汽车燃料。我国各地天然气供应将日益充足。在这一大好形势下, 我国应当大力加快LNG汽车产业化发展, 笔者希望:
1) 加大政策引导和资金支持:对购置LNG汽车的用户给予一定的补贴, 对于尚未到报废期而提前更新为LNG车辆给予补贴, 出台LNG汽车免费消费税, 购置税等最优惠的财激励政策, 通过减税或补贴的方式, 减低LNG的销售价格, 刺激用户使用LNG汽车。
2) 加大科普知识的宣传力度, 转变人们观念, 加深人们对清洁燃料汽车的了解, 增强人们的环保意识, 为清洁燃料汽车的推广打下坚实的群众基础。LNG作为最有前途的汽车其燃料, 也是当前最成熟、最可靠的汽车新能源之一, 它的大规模发展将为缓解我国能源压力, 改善空气状况和提高居民生活水平做出非常大的贡献。
3 结语
目前广州市的出租车和公交车, 几乎全部使用LPG作为燃料, 而很多营运公司修理厂技术负责人都认为:使用LPG作为汽车燃料的弊端问题越来越突出。另外, 随着中石化等大炼油厂综合利用水平的提高, LPG外供量越来越少, 这就使市场上LPG来源的渠道复杂多样, 有不法商乘机掺假, 质量难以保证, 造成汽车排放出现氮氧化物严重超标, 甚至碳氢化合物过度排放, 这是技术上无法解决的问题。因此, 呼吁推广使用更环保更安全成本更低的LNG燃料。
摘要:根据目前我国各地在推广燃气汽车过程中处于各行其是的状态, 笔者认为, 三种燃料分别割据一方的形势并不利于燃气汽车在全国推广。由于不同燃料的发动机构造不同而不能相互通用;在汽车加气站同时存储三种性能相近的燃料更会造成效率降低和成本上升。为了推进燃气汽车产业的进一步发展, 中国应当在目前起步阶段确定一种清洁燃料为全国通用的车用燃气。
关键词:LNG,环保性,经济性,安全性
参考文献
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