汽车天然气加气站的好处对比.docx
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汽车天然气加气站的好处对比
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CNG 知识
01、什么叫“CNG”汽车？
以压缩天然气（简称 CNG）作汽车燃料的车辆，称为
CNG 汽车，对在用车来讲，将定型汽油车改装，在保留原车
供油系统的情况下，增加一套专用压缩天然气装置，便形
成 CNG 汽车。
02、我国 CNG 汽车发展状况如何？
天然气汽车是目前世界上公认的高节能、低污染、经
济、安全的新型代用燃料汽车随着国家日益重视环境保护,
车辆安全性能和经济性能的背景下，天然气汽车在我国成
都、重庆、北京、上海、兰州等城市正如火如荼地得到推
广和发展。
03、CNG 汽车有哪些优点？
1、燃料价格便宜；2、汽车排气污染小；3、不积炭
及车辆部件损耗小；4、安全可靠；5、车辆改装简单；6、
车辆运行平稳。
04、CNG 汽车能达到多大环保效果？
治理日益恶化的大气环境已成迫在眉睫之大事, 而发
展 CNG 汽车可以综合降低废气污染物排放量 82.2%，其中
HC 可降低 70%，CO 可降低 90%，NOx 可降低 25%，微粒排放
物可降低 42%，铅化物降低 100%，硫化物可降低 70%以上，
非甲烷烃类可降低 50%左右，可见推广 CNG 汽车是有效改善
城区大气环境的迫切需要，政府将强制推广清洁能源汽车。
05、CNG 汽车可节约多少燃油费和维修费？
按目前市场价格，1 公升 93#汽油 4.2 元左右，1 立
方米压缩天然气 1.8 元（成都地区），而 1 立方米天然气
动力值等于 1.13 公升汽油。
如一台公汽每天用汽油 300 元，
用压缩天然气只需花 140 元左右，一台的士每天用油 118
元，用压缩天然气只需花 50 元左右。
燃油税开征后减半征
收燃气税。
发动机使用天然气做燃料，运行平稳、噪音低、
不积炭、能延长发动机使用寿命,不需经常更换机油和火花
塞，可节约 50%以上的维修费用。
06、车辆改装后，汽油装置如何处理？
一次充气里程可
达多远？
原汽油装置系统不变，只是加装一套天然气专用装
置和车用贮气瓶，形成“双燃料汽车”，燃料的转换仅需
拨动开关。
加充一次天然气可行驶 200 公里左右，特别适
合公共汽车、市内的士、往返里程不超过 200 公里的中巴
车，面的车以及单位其它车辆。
07、改装一台 CNG 汽车要多少钱，多长时间能收回成本？
目前，改装一辆大客车约需 9800 元，中巴车 5600
元（两贮气瓶），的士车辆 4900 元，约五个月收回改装成
本。
08、CNG 汽车安全性如何？
天然气燃点高达 650 度以上，不易点燃；密度低为
0.48，很难形成遇火燃烧浓度；辛烷值高达 130 抗爆性能
好，爆炸极限仅为 5-15%，因而与汽油相比更为安全。
车用
贮气瓶都经火烧、爆炸、坠落、枪击等测试合格后使用。
中外发展天然气汽车 60 年来，从未出现过因天然气爆炸、
燃烧而导致车辆事故的事实证明。
09、CNG 汽车动力性如何？
改装双燃料汽车，因要兼顾燃油、燃气两种条件，
对原发动机压缩比和燃烧结构等均不做变动，所以汽车输
出功率约有细微的下降，但城区地势较为平坦，不会影响
驾驶效果。
10、CNG 气站气价是否随便涨价？
天然气价格的核定是由州市物价部门批准，省局备案
后实施，企业无权进行涨价，为保证油气价差推广天然气
汽车，企业更不会随意调高价格。
11、能否直接买到国家定点生产的燃气汽车？
能。
日前，神龙富康推出了“节能王”燃气车，并
拟批量生产双燃料汽车，吉利公司、东风公司、长安公司
等厂家也纷纷转产双燃料汽车。
12、CNG 汽车操作复杂吗？
CNG 汽车驾驶没有更高的驾驶要求，只须在驾驶前
经过适当技术培训，了解一些注意点和安全知识即可，天
然气汽车本身的运行是平稳可靠的。
13、改装 CNG 汽车手续如何办理？
手续办理比较简单，但车辆燃料种类变更应经车管、
技监、燃气等部门批准许可。
CNG 加气站的系统配置
一、加气站的基本类型及其特点
纵观国内外 CNG 加气站，基本上分两大类。
一类是开放
式结构，一类是橇装式结构。
所谓开放式结构，是指将加气站所有设备分别安装在厂
房内，并按工艺流程用高、低压管道和各种阀门将这些设
备联系起来，形成一个开环工艺系统。
用国产设备建成的
加气站，基本都是这种形式。
它的设备空间较大，便于维
修保养，但自动化程度低，基本上是手动操作或半自动运
行。
由于投资低，所以能在国内得到广泛应用。
所谓橇装式结构，是指将加气站主要设备，如净化、压
缩、冷却、控制、储气等都尽可能的集成在一个称为橇装
项 目
进 口 橇 装 式
国 产 开 放 式
总体技术水平
高
低
结构形式
集成式
开放式
设备集成度
高
低
自动化程度
高
低
安全可靠性
高
低
运行操作
简单
复杂
运输
方便
不方便
需要建机房
不需要，可露天安
装
需要
工作人员
少
多
占地面积
小
很大
设备安装
简单、费用低
复杂、费用高
的底座上，形成一个可闭环控制的整体设备，可在工厂内
完成全部制造调试工作，便于运输和露天安装，大大减少
了现场安装调试工作量，只要通上电，接通气路就可工作。
进口加气站基本都是这种结构形式。
如表 1 所示，这两种加气站都各有优缺点，可根据用户
的条件择优选择。
表 1各种加气站特点比较
维护费用
低
高
设备总费用
高
低
基建费用
低
高
工程总投资
较高
较低
另外值得一提的是，橇装式加气站也有两种变异形式。
一种是不封闭型，即橇装上没有安装封闭的箱体，所有设
备都暴露在外面，适用在室内或棚下安装。
另一种是全封
闭型结构，即橇装上安装有一个类似集装箱那样的全封闭
型箱体，具有密封、防雨、防爆、保温，降噪等功能，适
于露天安装。
二、加气站的系统组成和基本配置
CNG 加气站一般由六个子系统组成：
（1） 调压计量系统；
（2） 天然气净化干燥系统；
（3） 天然气压缩系统
（4） 压缩天然气的储存系统；
（5） 控制系统；
（6） 压缩天然气的售气系统；
这六个子系统，对于不同地区，不同环境条件的用户来
说，其设备配置可能大不一样，有少，有多，有简单，也
有比较复杂的，但作为一个完整的加气站却是缺一不可的。
⒈调压计量系统
调压计量系统主要作用是，使从输气管道来的天然气的
压力保持稳定，并满足压缩机对入口压力的要求。
同时对
输入加气站的气量进行计量。
其主要设备为过滤器、调压
器、流量计、压力表、旁通阀，以及主阀门等。
⒉净化干燥系统
净化干燥系统，主要包括除尘、脱硫、脱油、脱水、干
燥等工序，可分为前置处理和后置处理两类形式。
严格讲，
压缩系统中每级压缩前后的冷凝除油过程也可归于净化系
统。
所谓前置处理，即在压缩前对天然气的干燥和净化，目
的是保护压缩机的正常运行；而所谓后置处理，即在压缩
后对压缩天然气的净化和干燥，其目的是保证所售气质的
纯净，不但确保在发动机中燃烧良好，不会对发动机产生
任何危害，同时也可避免可能出现的对售气系统的损害。
这两种净化干燥处理方式，既可同时应用，也可只采用
其中一种。
从目前国内外实际应用来看，基本上都采用一
种，而且近年来前置处理的方式逐步成为一种趋势，这样
可保护加气站的核心设备—压缩机不会受到腐蚀和损坏。
脱水干燥的方式还可按脱水装置在 CNG 加气站工艺流程
中的位置，分为低压、中压和高压脱水三种。
这三中脱水
方式都能达到车用 CNG 的脱水要求。
⑴低压脱水
脱水装置在压缩机的进口处，由于被干燥气体压力低、
水含量高，因此这种类型脱水工艺的特点是，干燥剂的再
生采用闭式循环回路，，整个脱水装置包括两台充填分子筛
干燥剂的干燥器、一台循环风机、一台冷却器、一台分离
器和一台加热器。
分子筛干燥剂的再生系通过风机反复循
环一定量的气体来完成。
这种方式的脱水装置，由于受再
生条件的制约，要达到低于-60℃（标准状态下）有一定的
困难。
⑵中压脱水
脱水装置放置在压缩机的中间级出口处，根据压缩机入
口压力的高低，确定放置在一级还是二级出口。
国内机组
的入口压力为 0.3Mpa，宜放置在二级出口。
一般说来，脱
水压力控制在 4.0Mpa 左右比较有利。
这样既可将气体中所
含水的大部分在 4.0Mpa 左右的压力下分离掉，又能使设备
和管、阀件的压力等级控制在 4.0Mpa 这一公称压力级上。
在 4.0Mpa 压力下，气体的饱和水含量约为常压下饱和水含
量的 3%，约为 0.3Mpa 压力下饱和水含量的 10.5%。
中压
项 目
低 压 脱 水
中 压 脱 水
高 压 脱 水
过程复杂程度
复杂
简单
简单
设备尺寸
大
中
小
设备压力等级
低
中
高
脱水量
1
0.105
0.03
干燥剂用量
多
较少
少
脱水的干燥剂也为分子筛。
⑶高压脱水
脱水装置放置在压缩机末级出口，通常压力为 25Mpa.由
于气体中所含水的绝大部分已在压缩机的逐级压缩---分离
中除去，所以，在 25Mpa 压力下气相中的饱和水含量已非
常少，仅相当于常压下饱和水含量的 0.91%，约为 0.3MPA
压力下饱和水含量的 3% 。
高压脱水仍需要加热再生，因此，
也需要加热器、冷却器和分离器，其工艺原理流程与中压
脱水相同，只是设备尺寸和压力等级不同而已。
另外，在高压脱水场合，在冬季最低气温不低于-7℃的
地区，干燥剂可选用硅胶，以降低再生操作温度。
但对冬
季最低温度低于-7℃的地区，则必须用分子筛作干燥剂。
表 2 给出了三种脱水方式优缺点的比较。
表 2三 种 脱 水 方 式 优 缺 点 的 比 较
一次投资费用
2.7
1.0
2.0
操作费用
高
中
低
维修费用
低
低
高
用于再生的产
品气比率
0
6%
2%
注：
表中所列数据基准为：
压缩机入口压力为
0.3Mpa,25Mpa 压力下 CNG 的水露点（PDP）相同，干燥剂
均为分子筛。
从表中可见，低、中、高压脱水各有优缺点，尤其在需
要深度脱水时高压方式更有其优势。
但由于高、中压脱水
无法对压缩机进行必要的保护，致使压缩机由于天然气中
的含水量大而导致严重故障的现象时有发生。
因而，近年
来国内外都趋向于采用低压脱水方式。
净化干燥系统的设备配置情况，主要依据当地气质来确
定，所以对不同地区来说，净化和干燥系统的差异可能很
大，而只要达到行业标准 SY/T7546-96《汽车用压缩天然气》
规定的气质要求即可。
设计和选用这一系统设备的依据是，
保证经过净化和干燥系统处理的 CNG 气体质量达到标准要
求，不必盲目追求进口设备或者设备的配套齐全。
⒊压缩系统
这是 CNG 加气站的核心部分，主要包括：
①进气缓冲和
废气回收罐；②压缩机组；③压缩机润滑系统；④压缩机
和压缩天然气的冷却系统；⑤除油净化系统；⑥控制系统
等六大部分。
其中控制部分比较复杂，我们将把它作为一
个单独的子系统，预以讲述。
⑴ 进气缓冲和废气回收罐
进气缓冲罐，严格讲应包括压缩机每一级进气缓冲，其
目的是减小压缩机工作时的气流压力脉动以及由此引起的
机组的振动。
废气回收罐，主要是将每一级压缩后的天然气经冷却分
离后，随冷凝油一起排出的一部分废气；压缩机停机后，
滞留在系统中的天然气；各种气动阀门的回流气体等先回
收起来，并通过一个调压减压阀，返回到压缩机入口。
当
罐中压力超过其上的安全阀压力时，将自动集中排放。
同
时凝结分离出来的重烃油也可定期从回收罐底部排出。
实际上有的厂商在保证使压力脉动足够小的前提下，取
消了缓冲罐，或以进气分离罐代替缓冲罐的作用，还有的
将进气缓冲罐和废气回收罐合二为一，具有双重作用。
⑵压缩机组
公 司
代表机
型
结构形
式
优 点
缺 点
GEMI
NI
（美国）
MPSS--4
对称平
衡式
1.惯性力平衡最
好
2.振动很小
3.不需要设置大
飞轮
4.维护方便
5.驱动机功率脉
1.占地面积较
大，不利 于
小型化
2.活塞自重落
在气缸壁上，
磨损较严重，
不宜采用无油
ARIEL
（美国）
JGP GJR
JGM
JGA JGI
等
对称平
衡式
润滑
压缩机组包括压缩机和驱动机。
压缩机是压缩系统，也
是整个加气站的心脏。
不同厂商生产的压缩机结构形式都
不一样。
用于天然气的压缩机压比较大，基本上都是活塞
往复式压缩机。
其结构形式有卧式对称平衡式，有立式，
有角度式（V 型、双 V 型、W 型、倒 T 型等）。
国内生产的
压缩机主要有 V 型和 L 型两种类型。
表 3显示了国外几家著名压缩机公司的不同结构形式的
产品特点。
表 3不 同 结 构 形 式 的 压 缩 机 比 较
动小，最适宜电
机驱动。
NORW
ALK
（美国）
CENTR
Y
系列
对称平
衡式
NUOV
O
PIGEN
OE
（意大
利）
BVTN/2
2BVTN/
2
2BVTN/
2
2BVTN/
4
立式
1.气缸与活塞间
的摩擦磨损均匀
耗功最小
2.采用无油润滑,
从而提高气体质
量,免除液气分
离器等昂贵设备,
简化维修
3.占地面积小,宜
于小型化橇装式
1.惯性力不平
衡
2.要设置很大
的飞轮
3.驱动机功率
脉动最大,对电
网要求高
4.排气量受气
缸数的限制不
能设计得很大
NORW
ALK
（美国）
CHANR
GE
系列
立式
LMF
（奥地
利）
V15G、
V16G
V17G、
VGD
VP 系列
角度式
（V 型、
双 V 型、
W 型）
1.惯性力可以较
大程度地平衡
2.结构紧凑
3.气缸数较多,压
力比较小
4.宜于采用风扇
冷却气缸,尤其
适于缺水地区
5.宜于小型化
1.维护不太方
便
2.活塞与气缸
间仍存在偏
磨,不太适宜
无油润滑
3.结构复杂,制
造工艺要求
高
SWLZ
EV
BURC
KHAR
T
CU
CN
CC
CT
角度式
（V 型、
双 V 型、
W 型）
6.宜于系列化,变
型容易
（瑞士）
压缩机组的驱动机有两类，一是电机，用的最多，最方
便；二是天然气发动机，主要用于偏远缺电地区，或气田
附近，可降低加气站的运营成本。
⑶压缩机润滑系统
压缩机润滑系统，包括曲轴、气缸、活塞杆、连杆轴套，
以及十字头等处的润滑。
该系统由预润滑泵、循环泵、分
配器、油压表、油温表、传感器、油冷却器、油管、过滤
器、油箱（曲轴箱）、废油收集器等部件组成。
其中气缸润滑方式可分为有油润滑，无油润滑和少油润
滑三种。
①有油润滑：
优点：
●对气缸和活塞环材质要求不高；
●可利用气缸润滑油带走部分摩擦热量，保证压缩
机工作在可靠程度范围内；
●有油润滑技术难度小，安全可靠，同时可以减少
摩擦功耗。
缺点：
●必须在排气口安装昂贵的油分离器；
●机组体积较大，成本上升；
● 润滑系统复杂、维修工作量大；
● 耗油量较大；
● 从气缸带出的润滑油可能使后置处理的干燥物
质污染失效。
②无油润滑：
优点：
●不需安装昂贵的油分离器；
● 节省了费用和机器空间；
● 耗油量低；
● 润滑系统简化；
● 维护工作量降低。
缺点：
●对气缸特别是活塞环材质要求极高，成本
上升。
③少油润滑
少有润滑的优点介于有油和无油润滑之间。
它是通过
一个专门机构，定时定量地将润滑油供给每一个气缸。
既
能保证气缸润滑需要，又可将润滑油消耗量控制到最小。
美国艾里尔公司（ARIEL）生产的压缩机就采用了这种润滑
方式。
⑷压缩机和压缩天然气冷却系统
压缩机和压缩天然气冷却系统可以分为水冷、风冷两大
类。
水冷又分为开式循环和闭式循环两种。
风冷也可分为
两种，一种是气缸带有散热翅片的，多用于结构紧凑的角
度式，另一种是气缸不带散热翅片的，用于结构分散的对
称平衡式。
开式循环的水冷却方式由于要求建有专门的冷却水池，
属于落后技术，国内还有厂家采用。
而另外三种方式的应
用更为合理，技术也比较成熟。
下面我们将这三种冷却方
式的优缺点予以比较。
①闭式循环水冷方式
优点：
●冷却效果好，气缸壁工作温度低；
● 降低了压缩机对高温环境的敏感度，确保高可
靠性，高效率；
● 减轻冷却器的热负荷，减少其体积。
缺点：
●气缸结构复杂；
● 需要定期更换冷却液；
● 增加一套冷却水循环系统，使得整机系统变复
杂。
②气缸无散热翅片的风冷方式
优点：
●气缸结构简单；
● 不需要对气缸套清洗水垢；
● 不需冷却水循环系统；
● 冷却风扇可以同时对压缩机和冷却器进行冷却，
冷却效果好。
缺点：
●气缸工作温度最高，对材料要求高；
● 冷却效果好坏完全取决于冷却器；
● 同样进排气条件下冷却器体积最大。
③气缸设置散热翅片的风冷方式
优点：
●气缸结构比较简单；
●冷却风扇可以同时对压缩机和冷却器进行冷却，
冷却效果好。
缺点：
●气缸散热翅片使得铸造工艺复杂。
⒋压缩天然气的储存系统
压缩天然气的储存方式目前有四种形式，一是每个气瓶
容积在 500L 以上的大气瓶组，每站 3—6 个，在国外应用
得最多；二是每个气瓶容积在 40—80L 的小气瓶组，每站
在 40—200 个，国内外，尤其国内基本上是这种形式；三
是单个高压容器，容积在 2M3 以上,国内现仅有一个生产厂
应用；四是，气井存储，每井可存气 500NM3，这是我国石
油行业的创造，在四川等地应用很多。
合理的储气瓶组的容量，不但能提高气瓶组的利用率和
加气速度，而且可以减少压缩机的启动次数，延长使用寿
命。
根据经验，通过编组方法，可提高加气效率，即将储
气瓶组分为高、中、低压三组，瓶数比例以 1：
2：
3 较好。
当压缩机向储气瓶组充气时，应按高、中、低压的顺序进
行，而当储气瓶组向汽车加气时，则恰恰相反，应按低、
中、高压的顺序进行。
就常用的两种形式，大气瓶和小气瓶相比较可知，大气
瓶一次性投资较高，而小气瓶相对较小；当储气容积相同
时，大气瓶所用数量很少，每年的维护量小，费用较低，
而小气瓶所用数量很大，每年的维护量大，费用也高；大
气瓶一般都设有排污孔，便于定期排出瓶内油污，小气瓶
则没有排污孔，每年清除油污很费劲；大气瓶上的气阀和
管件很少，可靠性较高，而小气瓶数量多，气阀和管件必
然很多，漏气和不安全因素大大增加。
这些都需要我们在
建站时权衡利弊综合考虑。
表 4 将常用的三中储气方式的
优缺点进行了简要对比，供用户选用时参考。
表 4常 用 储 气 方 式 的 对 比（3000Nm3）
内
容
地面大储
气瓶组
地面小储
气瓶组
地下储气
井
高 压 容
器
设计标准
ASME（美
国压力容
器标准）
DOT-
3AA（美国
运输部标
准），国内
暂时无标
准
石油钻井
工艺，三
类压力容
器相关标
准
GB150-
95《钢制压
力容器》中
的三类容
器
安全系数
3：
1
2.48：
1
无法确定
安全性能
无缝结构；
材质要求
高，在现
场最低温
度下作冲
击试验，
保证材料
硬度；瓶壁
厚，安全
性高
无缝结构，
材质达国
家标准
选材不合
理，套管
材料含碳
量过高；结
构设计不
合理，影
响连接强
度；无法检
测强度、
密封性和
制造缺陷；
无法定期
检测；使用
中发现有
漏气现象
内表面材
料不含锰，
多层包扎
式结构，
提高了储
罐的安全
可靠性和
抗御 H2S
应力腐蚀
的性能
无法解决
容器数量
（支）
9
240
6
4
气瓶水容
积（L）
1311
50
2000
3000
总水容积
3
（m ）
11.8
12
12
12
储气体积
3
（Nm ）
3055①
3000②
3000
3000
总 重 量
（Kg）
27932
24000
48512
安装许可
通常为地
面储存
通常为地
面储存
只能地下
安装
通常为地
上安装
排污方式
有排污口，
可定期排
污
无排污口，
要定期拆
开排污清
洗
直立结构，
吸管排污
不彻底
有排污口，
可定期排
污
配管接头
配管少、
接头少
配管多、
接头多
配管少、
接头少
配管少、
接头少
占地面积
2
（m ）
8～10
＞60
＜15
10 左右
气体利用
40%
30～40%
20%
30～40%
率
成本费用
初期投资
高，运行
维护成本
低
初期投资
低，运行
成本高
初期投资
高
初期投资
较高，运
行维护成
本低
例行检测
除一般内、
外部直观
检测外，
不需再检
测其它项
目
每 3 年一
次，须拆
开单元，
对每支气
瓶进行水
压试验。
若允许 AE
检测，也
需拆开
无法进行
定期检测，
存在安全
隐患
需要定期
例行检测
最大工作
压力
25
25
20
25
快速充气
能力
接头少、
管线尺寸
大，允许
大流量充
气
接头多、
管线尺寸
小、流动
阻力大、
流量小
接头少、
管线尺寸
可大，允
许大流量
充气
结构性能
坚固，整
结构松散，
结构不合
坚固，整
体结构能
更好的承
受冲击载
荷及地震
波动
没有结构
整体性
理，存有
隐患
体结构，
能承受冲
击载荷及
地震波动
使用年限
10～15
10～15
无法确定，
无法进行
安全评定，
无法确定
预期服役
寿命
15 以上
设备价格
（万元）
150③
进口
100④，国
产 36
90
68
注：
①数值计算中考虑了天然气的压缩因子；②按理想气
体近似计算；③不含关税和增值税；④不含关税、增值税和
运费。
⒌控制系统
完整的加气站控制系统对于加气站的正常运行非常重要。
一个自动化程度高，功能完善的控制系统可以极大地提高
加气站的工作效率，保证加气站安全、可靠地运行。
加
升级会员 