天然气性质.docx

天然气： 主要成分是甲烷，还含有少量乙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、一氧化 碳、硫化氢等无硫化氢时为无色无臭易燃易爆气体，密度多在0.6〜0.8g/cm3,比空气轻通常将含甲烷高于90%的称为干气，含甲烷低 于 90%的称为湿气天然气是一种多组分的混合气体，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大 多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般还含有硫化氢、二氧 化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体，如氦和氩等天然气蕴藏在 地下多孔隙岩层中，主要成分为甲烷，比重约0.65，比空气轻，具 有无色、无味、无毒之特性天然气是埋藏在地下的古生物经过亿万年的高温和高压等作用而形 成的可燃气，是一种无色无味无毒、热值高、燃烧稳定、洁净环保的 优质能源天然气其主要成分为甲烷，热值为8500 大卡/米 3 是一种 主要由甲烷组成的气态化石燃料它主要存在于油田和天然气田，也 有少量出于煤层天然气(natural gas)又称油田气、石油气、石油伴生气开采石油 时，只有气体称为天然气；石油和石油气，这个石油气称为油田气或 称石油伴生气爆炸极限5%--15%在O.IMPa -162°C时可液化成 LPG,气液比625： 1CNG( compressed natural gas)， LNG( liquefied natural gas)，天然气的特性(1) 1、比重：常温、常压下的甲烷、天然气以及与空气的比值： 天然气比重小于空气，当从储存容器、管道中泄漏出来 后，天然气将向上移动，扩散到空气中。

天然气的特性（2）2、热 值：热值是指单位重量或体积的燃料完全燃烧后产生的热量，分为高 热值和低热值 天然气 主要成分 的热值： 汽油的低热值为 4.44X104kJ / kg天然气的单位重量热值高于汽油按体积计量计算，1立方米天然气的热值高于一升汽油的热值天然气的特性（3）3、 状态、沸点：在常温、常压下，天然气为气体状态；甲烷的沸点-162°C, 在此温度以上，天然气呈气态由于非常低的沸点，天然气非常难于 液化，一般采用气体状态储存和输送天然气天然气的特性（4） 4、颜色、味道和毒性甲烷（天然气）是一种无色、 无味的物质，且没有毒性；天然气在空气中的浓度较高时，对人体有 一定的麻醉作用为便于识别其在空气中的存在，在生产过程中添加 了少量的臭味剂（硫醇、硫醚等物质）天然气的特性（5）5、点火（爆-炸）极限：气态的天然气与空气形成混合气，混合气浓度在一定范围内时能 够被点燃、燃烧，超过这个范围将不能被点燃，这个范围的上下 限即为点火下限和点火上限天然气的点火上限和点火下限分别为 5%和 15%天然气的特性（6）6、理论空燃比：单位重量（或体积）燃料完全燃烧需要的空气重量（或体积）即为该燃料的理论空燃比；汽油、甲烷的（重量）理论空燃比分别为 14.7、16.7。

相同质量的燃料完全燃烧，天然气需要更多的空气按照体积计算，天然气的理论空燃比约为和 10：1天然气的特性（7）7 、辛烷值：辛烷值是燃料抗爆震燃烧的能力，辛烷值越高，表示抗爆性越好，发动机可以采用更高的压缩比目前使用的汽油辛烷值一般为 90、93天然气的辛烷值一般在120—130 之间，其抗爆性要好于汽油天然气的特性（8）8、自燃温度：在没有外界火源的条件下，由于天然气内部的氧化、本身温度或介质温度变化而引起天然气自行着火燃烧，天然气自行着火燃烧的最低温度即为自燃温度；天然气的自燃温度为630—730 度；汽油的自燃温度为220—471 度；较高的自燃温度表明天然气的安全性好于汽油天然气的特性（9）9、起燃方式：天然气自燃温度高，难于压燃，适宜外火源点燃，同时高的辛烷值，适合在较高的压缩比下点燃工作天然气在汽车上使用一般采取两种方式工作：在天然气单燃料或两用燃料车上，采用电火花点燃的工作方式； 在柴油／天然气双燃料车上，在天然气工作时，一般喷射少量的 柴油，利用被压燃的柴油点燃天然气的工作方式车用天然气技术要求天然气的储存常温、常压下的天然气密度非常低，为有效的储存天然气，一般采用以下方式储存天然气，以提高天然气的储存压力：1、 压缩天然气 ompressed Natural Gas简称CNG （压缩天然气），汽车上使用的CNG的最高压力为20MPa （相当于将天然气压缩 200 倍）；2、 液化天然气 Liquefied Natural Gas简称LNG （液化天然气），液化后的天然气的密度是常温、常压下的气态天然气密度的 625 倍；3、 吸附天然气 Adsorbed Natural Gas简称ANG （吸附天然气），储存的能量密度介于CNG和LNG之间，且储存压力大为降低（在 4MPa 左右）。

TOP二、天然气汽车天然气汽车的分类（按储存方式分）1、压缩天然气汽车 Compressed Natural Gas Vehicle 简称 CNGV， 储存的天然气量相对较少，且储存容器的重量造成整车重量增加很多2、 液化天然气汽车 Liquefied Natural Gas Vehicle 简称 LNGV,天然气的储存密度大为增加，但整车成本增加很多，且储存容器的热交换,造成容器内的压力升高,在一定条件下,将向外界排出天然气,以避免容器内的压力升高,,保证安全使用3、 吸附天然气汽车 Adsorbed Natural Gas Vehicle 简称 ANGV,天然气储存的一个研究方向,目前还没有成熟的产品投入商业使用 天然气汽车分类（按使用燃料种类）1、单一燃料的CNG汽车：使用按照CNG特性设计的发动机，整车性能大为提高，但由于使用条件的限制,使用量较少,单车成本高；2、汽油—CNG两用燃料汽车：在汽油车的基础上增加CNG系统而成的既能使用CNG、又能使用汽油的两用燃料车；目前广泛使用，改装方便、成本低，但整车性能下降较多3、柴油一CNG双燃料汽车：在柴油车上增加CNG系统而成的能够单独使用汽油，又能使用CNG—柴油混合燃料的双燃料车。

控制较为复杂，天然气的替代率低、成本相对较高天然气汽车特点（1）1、排放性能：天然气作为一种气体燃料，与空气混合更均匀，燃烧更加充分，排放的 CO 、HC 等有害物质更少；其他一些没有受排放法规控制的有害成分（如对区域环境影响的毒性物质、烟雾、酸性物质等也比汽油、柴油要少；在所有碳氢燃料中，天然气的碳氢比小，碳与氢的比例为4： 1, C02排放量比汽油少 25%左右，有利于保护全球的环境质量发达国家基于天然气的这一特性，将天然气确定为真正的清洁燃料而加于推广使用天然气汽车特点（2）2、经济性：维护费用：天然气 不会稀释润滑油，燃烧后没有积碳，可减少发动 机磨损，延长润滑油更换周期，维护保养费用低，延长发动机寿命，； 燃料费用：按 1 立方米天然气相当1.1 升汽油计算，可减少燃料费用50%以上使用CNG作为汽车燃料，可大大降低燃料费用TOP 天然气汽车特点（3）3、动力性：目前的CNG车基本是在汽油车上增加CNG系统而成的两用燃料车，发动机的压缩比、点火系统、进气系统等均没有变动，使用 CNG时的性能没有得到充分发挥；天然气的理论空燃比为 10： 1，在进入发动机时，天然气将占有约10%的体积空间，导致吸入发动机的空气量减少约 10% ，进气效率 下降，从而引起动力性的下降； 天然气性质稳定，燃烧速度慢，点燃需要更多的能量； 与使用汽油相比，使用CNG时的动力性约下降15%。

天然气汽车特点(4)4、安全性：系统的每一个部件的设计、生产、检验充分考虑了安全性：储气瓶必须有指定的专业厂家生产；储气瓶的承压能力是CNG工作压力的数倍；每一支储气瓶出厂之前必须进行检验；储气瓶发上设有安全阀、手动截止阀，保证安全使用和便于维护；减压器上设有安全阀，保证在系统出现故障时的安全性；天然气性质稳定，密度小，自燃温度温度高，安全性好于汽油燃料国内外的使用经验表明，因 CNG 系统发生的安全事故要远低于汽油车、柴油车天然气汽车的特性(5)5、续驶里程：压缩储存天然气，储存燃料的能量密度低，相同体 积的储存容器，续驶里程仅相当于汽油的1/4，且储存容器的重量 大， 导致整车自重增加对于小型车，在设计时考虑到自重增加 的限制，以及车上有限的空间，不允许安装过多的天然气储气瓶， 使用天然气的续驶里程较少三、CNG供给系统CNG 供给系统分类1、 混合器方式的开环供给系统：类似于汽油机化油器技术的 CNG系统，利用发动机的真空度进行供气，使用在化油器式汽车上；2、 混合器方式的闭环供给系统：在开环拱给系统的基础上增加闭环控制系统而成，应有在电喷车上；3、 CNG 燃料喷射系统：完全不同于以上两种系统，供气方式由依 靠发动机真空度的被动供气发展到利用燃料的压力主动供气。

CNG 燃料喷射系统1、燃料喷射点数划分：单点喷射、多点喷射；2、燃料喷射时间划分：同时喷射、顺序喷射；3、喷射燃料位置划分：缸内喷射、缸外喷射4普遍采用的CNG燃气系统目前，国内外的电喷车上普遍采用混合器方式的闭环控制系统；采用混合器方式的闭环控制系统匹配的两用燃料车，其动力性、排放性能、燃料经济性等指标基本能够满足国家有关标准的规定和使用的要求，系统稳定性和性能的一致性难于保证四、JETTA电喷车燃气系统匹配JETTA电喷车使用混合器方式的闭环控制系统存在的主要问题解决存在问题的办法1、 回火问题：采用燃气喷射技术，消除产生回火的外界条件（可燃混合气在进气管内的聚集），从而基本解决回火问题2、 模拟信号问题：由固定模式的模拟信号，改为采用随ECU控制的喷油时间的趋势而变化的动态模拟信号针对 JETTA 电喷车的特殊性而开发的 Dream XXI 燃气喷射系统针对JETTA电喷车的特殊性,北京恩吉威公司联合意大利OMVL公司，经过长达三年的研究、开发，推出满足 JETTA 电喷车特殊需要的 Dream XXI 燃气顺序喷射系统在一汽大众有关部门的支持下，经过近一年的试验工作，北京恩吉威公司完成了 Dream XXI燃气喷射系统与捷达电喷车的匹配工作，匹配后的 CNG —汽油两用燃料车的动力性、排放性能、燃料经济性通过一汽-大众的试验，结果符合有关标准、法规和一汽-大众的规定，正式得到一汽-大众产品部的认可，取得与JETTA车配套的资格。

五、 Dream XXI 燃气喷射系统 Dream XXI 燃气喷射系统组成 按照完成的功能划分， Dream XXI 燃气喷射系统可分为两个部分：1、 CNG 供给系统：充装、储存天然气，并向发动机输送天然气，对 CNG 压力进行调节，并执行天然气的分配和喷射2、 CNG 供给控制系统：根据输入的各个发动机工作信号，对天然气的工作过程进行控制；TOP1、CNG 供给系统CNG 供给系统基本功能1、有效储存 CNG2、充装 CNG3、向发动机供给 CNG4、截止 CNG 的供给5、过滤 CNG 中杂质6、CNG 状态调节7、燃料向发动机的定时分配8、安全保护功能CNG 供给系统组成2、储气瓶阀4、充气阀1、储气瓶3、导气管路5、供气（充气）管路 6、减压器7、低压管路 8、高频电磁阀组 9 、分配管CNG 供给系统流程CNG 储。