我国批量生产和使用LNG汽车始于2007年,至今已超过10个年头。截止2017年底,LNG汽车的保有量已达35万辆左右。十分遗憾的是,至今还没有车用LNG的国家标准或行业标准。显然,这对于我国LNG汽车的健康发展及其应用技术水平的提高是非常不利的。因此,讨论车用天然气气质的具体要求对于指导实际使用和今后制标工作来说都是件颇有意义的工作。
一、 《液化天然气的一般特性》(GB/T19204-2003)不适合车用
该标准称:“本标准所涉及的LNG,甲烷的含量应高于75%,氮的含量应低于5%”。很明显,甲烷含量的最低限值设置过低,而氮气含量的最高限值又规定过高。按照该标准,很难保证车用LNG所需要具备的热值和很容易产生LNG的“老化”现象。
二、 车用LNG的热值不应低于35MJ/Nm3
众所周知,汽油发动机改燃天然气后,一般最大功率会下降15%左右,最大扭矩会下降10%左右。这主要是因为天然气与空气形成的可燃混合气和汽油与空气形成的可燃混合气的热值虽然相差无几,但前者的充气效率明显低于后者。正因为如此,故要求车用LNG的低热值尽量高一点,即不应低于35MJ/Nm 3。此外,我国西一、二、三线天然气,缅气、川气、陕气等主要气源的热值均能达到此限值。而海外进口的LNG也大都能满足此限值要求。这个规定可以使发动机燃用LNG后动力性的下降减少到最大程度。
三、 车用LNG的甲烷含量建议不低于95%
这是由于如果LNG的甲烷体积含量过低,如低于90%,则可能在使用中产生“老化”现象。所谓LNG“老化”是指LNG气瓶中所储存的LNG组分浓度,由于自然气化的影响而不断变化的现象。会对发动机正常运转造成不良影响,可让天然气发动机很难达到40%以上的热效率,更无法达到“国五”的排放标准。据资料介绍,美国车用LNG的甲烷含量规定为不低于99.4%。而占我国今年LNG进口量达46%之多的澳大利亚LNG,其甲烷含量仅为88.7%。这样的LNG若作为汽车燃料,则难免有产生“老化”之虞。
四、 车用LNG的氮气含量建议不大于2%
氮含量过高,会直接导致LNG的热值下降,不利于发动机动力性的控制。同时也不利于氮氧化合物的排放控制。
五、 车用LNG的硫含量建议不大于20mg/Nm3
目前,我国“国五”汽油的硫含量限值为10PPm,而GB18047-2017中规定CNG的总硫限值为100mg/Nm3。综合各方面因素,建议将LNG的总硫限值规定为20mg/Nm3。这样做,可以确保LNG气瓶及发动机零部件不受硫化物腐蚀,且有利于发动机后处理催化剂不被毒化,从而大大有利于LNG汽车的使用安全和环保。
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