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进入21世纪,环境与发展问题受到国际社会的普遍关注,石油资源的日益短缺以及燃烧油品对环境造成的污染已成为许多国家调整能源政策的出发点,不少国家将液化石油气作为未来汽车的代用燃料。以清洁汽车燃料棗LPG为背景,系统分析了其应用可能性,并对其进行了建设加气站和汽车改造的投资回收分析。建议加大LPG论文网开发力度,加快LPG应用推广进程。

关键字:液化石油气技术经济清洁燃料汽车尾气

液化石油气(LiquefiedPetroleumGas,简称LPG)是以三个或四个碳原子的烃类(如丙烷。丙烯。丁烷。丁烯)为主的混合物,常温常压下是无毒。无色。无味的气体,具有辛烷值高。抗爆性能好。热值高。储运压力低等优点,是一种性能优良的汽车代用燃料。

1LPG应用可能性分析

表1列出了LPG与天然气。汽油的一些物理性质的比较情况。

表1LPG与天然气。汽油的物理性质比较

性质

液化石油气

天然气(甲烷)

汽油(90#)

丙烷

丁烷

H/C原子比

2。67

2。50

4

2～2。30

沸点/℃-42。1-0。5-161。530～90

热值/MJ·kg-1

45。77

46。39

50。05

43。90

辛烷值

111。5

95

130

92

着火温度(常压下)/℃

466

430

537

390～420

火焰传播速度/cm·s-1

38

37

33。8

39～47

火焰温度/℃

1970

1975

1918

2197

由表1可以看出,与汽油和压缩天然气(CNG)相比,使用LPG作为汽车燃料有许多优点:

(1)大幅度减少废气的排放,有利于环境保护。

LPG和CNG是比汽油更清洁“的燃料,但天然气中未燃烧的甲烷等成分对大气温室效应影响较大,需在内燃机缸内烧掉或选用新的催化剂加以处理。而LPG的蒸发温度低,雾化性能好,更易于与空气混合,且LPG的燃烧速度比汽油快8百分号~21百分号,即LPG能在与汽油相同的燃烧时间内燃烧得更充分,因此LPG汽车排气中的CO。HC。NOx等有害成分大为减少,没有黑烟和积炭。

(2)大幅度降低汽车的燃料费用。

LPG的热值比汽油高约4百分号~5百分号,且从理论空燃比看,一定量的空气匹配的LPG比汽油燃料消耗少约6百分号[1],所以燃用LPG的燃料费用比燃用汽油要节省,对不同车型燃料费节省不等,一般汽车燃用LPG比燃用汽油可节省燃料费用5。0元/100km(如表2所示)。天然气的热值略高于汽油,但理论混合气的热值要比汽油低,随着甲烷含量的增加,天然气的热值有所降低,因此,采用LPG作为车用燃料,可提高发动机的经济性。另外,天然气的着火温度为537℃,火焰传播速度慢,需要较高的点火能量,汽油的着火温度为390~420℃,火焰传播速度快且诱导期较短,抗爆性较差,而LPG介于两者之间,只要适当调整点火提前角,即可获得较好的动力性和经济性[2]。

表2LPG车与汽油车的燃料经济性比较

燃料

2001年10月市场零售价

燃料消耗/L

燃料消耗费用/元

节省燃料费/元

元·t－1

元·L－1

汽油

3866。9

2。71

9。225

25。00

-

LPG

3272。7

1。80

11。099

19。98

5。02

注:燃料消耗及费用都是以100km计。

(3)延长汽车使用寿命。

汽车使用汽油作为燃料稀释了运动部件的润滑油,运动部件润滑情况变差,加快了零部件的磨损。LPG主要成分是丙烷。丙烯。丁烷。丁烯等化合物,沸点低,挥发性好,在燃烧过程中不产生焦油。无积炭,且呈气态,润滑油不会被稀释,更换时间为汽油车的3倍左右,且LPG汽车发动机运转平稳,噪音小,因而发动机耐用,使用寿命为汽油车的3倍[1]。

(4)改善汽车性能,提高发动机的热效率。

LPG辛烷值高达100~110,比优质汽油高8％~16百分号,故抗爆性能好,LPG进入空气混合器之前为气态,与空气混合均匀,燃烧充分,由于LPG的辛烷值高,所以可适当提高发动机的压缩比,这对提高发动机的效率有明显作用;而且LPG汽车发动机运转平稳。低速性能比汽油车好,尤其适用于车辆拥挤。人口密集的大城市使用。天然气的主要成分是甲烷,甲烷的研究法辛烷值为130,具有高的抗震性能,两者均优于汽油的抗爆性,可用于高压缩比的发动机,有利于提高发动机的效率[3]。

(5)低温启动性好。

实验证明,在环境温度－30℃时,LPG汽车无须采取特别措施仍可顺利启动。

(6)安全性能可靠。

由汽油车改装成的LPG汽车的钢瓶上设有安全阀,其开启压力为2。55MPa,压力过大时它自动开启放散。钢瓶上还设有限流阀和紧急切断阀,当输液管发生断裂漏气时,限流阀短时间内自动切断漏气。发动机停止工作或发生意外时,紧急切断阀立即关闭以切断液化气。蒸发器是全密封组件,当汽车熄火。停车时,调压阀自动关闭燃料的供给。车用LPG系统设有安全保护装置,不易泄露,LPG的比重是0。54,即使稍有泄露,在极短的时间内空气含量很难达到1。7百分号~9。7百分号的爆炸极限,而且自燃温度为458~481℃,比汽油的220~260℃高,火焰传播速度较低且诱导期较长,即使因意外事故碰撞亦不会爆炸燃烧。

(7)缓解汽车燃料短缺的供需矛盾。

经济正处于高速发展阶段,交通运输事业迅猛发展,汽车数量以100万辆/年的速度递增,对汽油资源需求量大幅度增加,以石化生产过程中副产品LPG作为汽车动力燃料调整了动力燃料能源结构,既缓解了汽油供应紧张的问题又满足交通事业迅猛发展的需要。

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