LNG可望能否可及?
2012年,国务院印发《“十二五”节能环保产业发展规划》的通知,工程机械等用钢大户成“十二五”节能环保规划重点工程。这一年,企业大打环保牌,单就bauma China 2012上展出的LNG工程机械设备,便赚足了人们的眼球——山重建机GC378NE型天然气挖掘机、柳工CLG862-LNG型装载机、雷沃LNG装载机、中集凌宇LNG混凝土搅拌运输车等,一股绿色能源风扑面而来。
其实,早在2010年,徐工就研制出了全球第一台LNG装载机。此后,为了解决油价一路攀升而增加的用户使用成本问题以及在国家可持续发展战略的推动下,业内企业相继推出LNG工程机械产品,并通过各大媒体加以报道。但是,不论企业使出多大能耐去吆喝,用户似乎并不买账。也就出现了文章开头,记者与一位工程机械用户在微博上的对话。其实,@两头忙很忙的观点,道出了绝大多数用户的心理——LNG工程机械的经济型、动力性、安全性、可靠性、便捷性等成为大家心中最大的疑虑和不愿购买的缘由。
2013年1月,影响我国逾100万km2的雾霾天气再次将话题定焦在“节能环保”上,未来的发展趋势已成为当下迫切需要兑现的承诺。对于工程机械用户而言,抉择之中,LNG,可望能否可及?
为此,本刊特邀了4位LNG工程机械主设人员以及一位已经购买LNG工程机械的用户,请他们一起来聊聊大家关心的那些事。
微访谈嘉宾:@两头忙很忙
采访嘉宾:
唐向阳 山重建机有限公司副总经理
王金华 福田雷沃重工装载机事业部副总经理
马兴龙 山东临工工程机械有限公司技术中心工程应用研究所所长
李步清 厦门厦工机械股份有限公司装载机研究所传动设计师
李云峰 圣吉集团李福煤矿车队经理
名词解释:
LNG(Liquefied NaturalGas)是液化天然气的简称。天然气是在气田中自然开采出来的可燃气体,主要成分由甲烷组成,将其在常压下冷却至-162℃,凝结成的液体即为LNG。LNG可以大大节约储运空间,具有热值大、性能高、硫含量极低等特点。
微博关于LNG工程机械设备的讨论
关键词一:经济性
使用成本是工程机械用户最为关心的一个方面,也是企业在LNG工程机械销售时的主打牌。
LNG使用成本是工程机械用户最为关心的问题之一
工程机械与维修:在售价上,LNG设备比普通柴油设备高多少?为什么?
唐向阳:相对普通柴油工程机械,LNG工程机械在燃气系统等方面增加了一些配置,因此售价略高。就山重建机挖掘机而言,同型号产品中,LNG挖掘机售价仅比普通柴油挖掘机高几万元,与用户可节省的使用成本相比,微乎其微。王金华:LNG装载机的发动机为气体专用发动机,科研成本和制造成本较普通装载机成本要高。此外,对整车进行优化匹配和专业气罐安装等软、硬件因素也会使雷沃LNG装载机的价格较普通柴油装载机有所抬升。
马兴龙:就临工LNG装载机看,与普通柴油装载机相比,同型号产品价格差距为十几万元,这主要是因为LNG装载机的气体发动机和储液罐价格较高。
李步清:一般来讲,同型号或级别的设备,厦工LNG工程机械售价比普通柴油工程机械高约30%左右,正如唐总所说,多出部分是在标配的基础上,增加的LNG配置的费用。
工程机械与维修:LNG工程机械为什么可以为用户降低使用成本?能降低多少?
唐向阳:根据发改委[2007]301号《国家发改委关于调整天然气价格有关问题的通知》,为引导车用天然气合理消费,各地要按照与90#汽油零售基准价格不低于0.75∶1的比价关系,车用天然气的价格定为90#汽油的75%,相对汽油、柴油和LPG(液化石油气)等有巨大的价格优势。
从燃料的热值看,以0 #柴油为例。0 #柴油密度为0.828kg/m3,热值为42.6MJ/kg,相当于35.27MJ/L;液体状态下的LNG的热值为40MJ/ m3。以当前柴油和LNG单价计算(柴油价格约为7.00元/L,L N G气体价格较高的在4.00元/m3左右),使用1L柴油成本为7.00元,要达到与燃烧1L柴油同等的热值,所需天然气的成本仅3.53元。一台工程机械年使用成本可降低十几万甚至几十万元。同时,燃气发动机燃料消耗率比柴油机小,进一步提高了使用经济性。
王金华:未来,油价仍有上涨空间,柴油工程机械的使用成本也会水涨船高。L N G工程机械是以天然气为燃料,其价格不受国际油价浮动的影响,LNG工程机械用户可免去这方面的担忧。同时,天然气的主要成分是甲烷,具有热值大、性能高等特点,节能效果显著,大大降低了用户的使用成本。
工程机械与维修:同等工况下,就贵公司推出的LNG工程机械来看,用户的使用成本如何?
唐向阳:山重建机GC378LNG型挖掘机在燃料消耗费用上可节省40%。
王金华:雷沃LNG装载机每小时作业成本仅为普通柴油装载机的60%。
马兴龙:临工LNG装载机可节能40%左右,比柴油装载机每小时节约65元左右的使用成本。
李步清:从实验数据看,厦工LNG装载机一年可降低15万元左右的燃料成本。
关键词二:动力性
LNG设备的动力性能一直为业内诸多人士所担忧。以挖掘机为例,有人曾开玩笑表示,通过将斗容量降低来避免产品动力性不足的问题。
工程机械与维修:与同类普通设备相比,贵公司的LNG产品在动力性能方面表现如何?
唐向阳:LNG发动机通过与液压系统的合理匹配,可以降低发动机功率损失。因此,在任何工况下,LNG发动机只需通过少量柴油,就可在功率、扭矩、热效率等方面,达到与柴油发动机同样的性能。
王金华:雷沃LNG装载机配备潍柴气体专用发动机,动力输出与柴油发动机无异,甚至胜出。
工程机械与维修:贵公司通过怎样的设计来保证产品动力性能?
唐向阳:LNG发动机的技术优势需要依靠整机参数的合理匹配才能发挥出来。通过调整发动机外特性曲线,可保证发动机12h连续作业内的功率需求,提高动力性能。
马兴龙:客观地讲,当下的LNG工程机械设备在动力性方面会略显欠缺,但通过发动机与变矩器的合理匹配,基本可以弥补不足。
李步清:一方面,以全程调速器代替两级调速器,可以保证工程机械在任何状态下的动力性能;另一方面,通过ECU(电子控制单元)可实现LNG发动机的快速响应性能,在转速升降或同步模式下进行有效配置或校准,满足全程调速的要求,保证了LNG发动机外特性曲线可以与柴油发动机一样。
当然,大多数LNG工程机械从怠速到最高转速的时间比用普通柴油发动机的工程机械略长,即响应性能有待提高,这也就是用户感觉动力性“不足”的原因。从技术角度来讲,响应性能是可以通过调整外特性曲线来实现的。
关键词三:安全性
LNG设备需要将天然气储存在罐体内,如何配备安全保护装置以及气体发生爆炸的可能性等都是需要考虑的重要因素。
山重建机LNG挖掘机燃料储存系统图
工程机械与维修:在设备运输、工作以及燃料加注过程中,如何保证燃料的安全性?
唐向阳:LNG是一种非常安全的燃料,汽化后的密度很低,只有空气的1/2左右,稍有泄漏就会立即飞散开来,在非密闭空间内也不会引起爆炸。同时,规范的LNG供气系统是由专用车载低温绝热瓶、充装接口、安全限流装置、LNG汽化器、稳压器、压力显示器等装置组成,结合严格的LNG安全操作要求,安全性能完全可以保证。
王金华:LNG储存罐采用特殊材料制造,强度高、耐冲击,外壁与罐体内胆采用真空处理,且液化天然气的燃点为650℃,高于柴油的390℃,比柴油更难达到爆炸条件。设备出厂前,储罐都会经过震动、跌落、火烧等安全测试,有效保证其安全性。
马兴龙:LNG储存罐设有二级安全阀,一旦压力超过限值,安全阀将开始自动泄压,保证安全。李步清:用户对其安全性的顾虑可能一定程度上受CNG(天然气加压并以气态储存在容器中)影响,但与CNG不同的是,LNG储存罐内的天然气成液体状态,压力也比CNG内部压力小很多,正常状态下不存在安全隐患。
工程机械与维修:贵公司的燃料存储采用怎样的设计方式?
王金华:雷沃LNG装载机采用不锈钢储气罐,安装在发动机上方,可方便燃料加注和罐体维护。储气罐测试时,在100℃高温和10m高空垂直落地时,均完好无损。
马兴龙:我们把LNG气瓶布置在撞击的死角,能有效避免意外的发生。
李步清:在产品测试过程中,我们提出了加设储存罐保护装置的建议,防止高空坠落物对储存罐的意外砸伤等。
关键词四:便捷性
尽管国家大力鼓励推广LNG产品,但作为一种新能源,LNG的供给问题仍是一个短板。
LNG工程机械涉笔的供给问题仍是短板
工程机械与维修:用户在使用过程中,能否保证燃料的及时供给?
唐向阳:LNG气化站是一个接收、储存和分配液化天然气的基地,我们设有专用的LNG转运瓶,在LNG气化站可以灌充。
王金华:中国对LNG产业的发展越来越重视,目前,我国正在规划和实施沿海LNG项目的地区包括广东、福建、浙江、上海、江苏、山东、辽宁、宁夏和河北唐山等,这些项目将最终构成一个沿海LNG接收站与输送管网。福田雷沃重工已经与国内各大能源公司建立合作关系,对于LNG装载机集中区域,公司会与当地的天然气公司联系,建设天然气气站或设立加气车,方便用户使用。
马兴龙:可通过加液车来加液。之前较为成熟的LNG卡车、公共汽车等很多都配备了加液车,LNG装载机加液接口与之可实现兼容。
工程机械与维修:LNG工程机械在维护保养方面有哪些特殊性?
唐向阳:从燃料上看,燃气与燃油有本质差异,因此,LNG发动机和LNG供气系统的维护保养有其特殊性,如用户需要定期检查安全阀性能,而检查的过程必须遵循专业的操作要求等。当然,在产品销售时,我们会向客户培训这些专业知识和技能。
马兴龙:最大区别就是气瓶检测、保养。我们建议用户每年去规范的气瓶生产企业进行密封性等检测。
李步清:要定期检查气瓶、管路等泄漏情况,防泄漏阀需要定期进行更换。一旦出现泄漏等问题,要由专业人员进行检查维修。燃料在进入发动机前需要保证其呈液态状态,因此,储存罐及相关管路的保温性能非常好(保证-160℃左右),无论是维修人员还是用户,都不能让皮肤直接触碰管路,以免发生冻伤。
关键词五:可靠性
LNG工程机械的可靠性是决定其能否被广泛推广和应用的关键。
工程机械与维修:与燃油工程机械相比,LNG工程机械产品的可靠性如何?原因是什么?
唐向阳:可靠性差异主要体现在发动机上,LNG发动机与柴油发动机的区别为:(1)燃料供给系统,取消了原柴油机燃油喷射系统相关的零部件,增加了燃料电磁阀、电控调压器、混合器、滤清器等燃料供给相关零部件组合。(2)点火系统,柴油机采用压燃式点火,而气体发动机由于受燃料特性限制(抗爆振性能),采用的是与汽油机一样的点燃式点火。(3)控制系统,天然气系统气体发动机是一种电控发动机,对空燃比、点火提前角和增压压力等实现了精确控制。(4)压缩比,根据燃料特性,一般LNG发动机压缩比高于LPG发动机,但比柴油机低。压缩比的选取与燃料的抗爆震性能相关,抗爆震性能是用燃料的辛烷值来衡量,辛烷值越高抗爆震性能越好。常用的几种燃料按抗爆震性能由高到低排序依次为:柴油、天然气(甲烷)、丙烷、丁烷(LPG是丙烷和丁烷的混合物)和汽油。(5)LNG车辆发动机必须使用厂家提供的专用机油(或规定级别的高标号机油),严禁使用其他机油代替。(6)LNG发动机的冷却系统全年应使用防冻液,防止系统堵塞,避免由此带来的热交换器供气不足而无法正常行驶。
王金华:液化天然气的体积约为同量气态天然气体积的1/625,质量仅为同体积水的45%左右,更便于储存和运输。液化天然气气质洁净,发动机运行平稳、振动小、噪声低,能有效提高驾乘的舒适性,且燃烧后不会产生积炭,发动机寿命更长,维修频率更低。
工程机械与维修:在用户使用过程中,反馈的主要问题是什么?是否有解决方案?
王金华:(1)气瓶压力持续下降,且增压盘管结霜。这是因为经济阀的设定值低于升压调节阀的设定值,且低于发动机的需要,可通过把经济阀调整到适当压力,用水清洗干净增压盘管来解决。(2)加气时加气管口附近有雾气,好像漏气。这是因为低于-160℃的低温气体在加气管口发生水蒸气雾化,造成漏气假象,属于正常现象。(3)安全阀持续泄压,压力低于1MPa,但安全阀仍在漏气。这是因为安全阀被卡或损坏,需更换安全阀,在日常使用中注意加气的清洁以及安全阀周围的清洁度。
马兴龙:目前,天然气的覆盖区域还有一定的局限性,这对用户使用和企业推广都有一定的限制。对于没有加液站的区域,可通过联系燃料公司用罐车的方式供液。
“保证性能要求的前提下,大大降低了使用成本”
——对话李云峰,分享使用心得
对话李云峰,分享LNG设备使用心得
工程机械与维修:您何时购买的LNG装载机?设备工作性能如何?
李云峰:2012年,我购买了福田雷沃重工的FL956F-ETX(LNG)装载机,到目前为止已经使用了1年多。对于大多数用户而言,LNG工程机械的动力性是大家担忧的一个问题。就我的亲身体验看,FL956FETX(LNG)从启动到工作状态的响应时间很快,大多数工作状态下的动力性能良好,仅是在装车时略有不足,但并不影响作业要求。节能环保是未来的发展趋势,企业既要顺应趋势,又要满足用户需求,就必须在技术层面多下功夫,解决动力性问题。我认为,就LNG工程机械的动力性而言,大多数工程机械企业都可以通过技术提升来改进。
工程机械与维修:购买这台设备后,您的使用成本是否真的降低了?
李云峰:当然。1年多来,就燃料费用看,成本降低了40万~50万元。使用成本是我及绝大多数用户购买设备时考虑的主要因素之一。LNG工程机械的燃料用天然气代替柴油,其价格本身比柴油低,同时还避免了因油价上涨而成本增加的问题,这对用户是最实惠的。
工程机械与维修:燃料补充是否及时?
李云峰:因为其他一些需求,在购买LNG装载机之前,我们公司就设立了天然气加气站,因此,燃料供给对我而言不存在问题。对于其他需要通过公共加气站或企业提供燃料的用户而言,在购买LNG工程机械前,要对这方面做详细的调研。
工程机械与维修:日常维护保养方面,您有感到繁琐或其他问题吗?
李云峰:目前没有,自购买到现在,该设备还没有出现过任何故障。这首先要感谢福田雷沃重工的售后服务人员,他们会定期回访,对设备进行检查维护。与普通柴油工程机械相比,LNG要定期更换滤芯,在工作300h、500h和700h的时候,该设备分别更换了滤芯。此外,我自己对燃料储存瓶做了防护铁板,日常可防止一些坠落物将其砸伤,夏季可防止阳光直射。
工程机械与维修:这是您购买的第一台LNG工程机械设备吗?是否还会有购买计划?
李云峰:这是我购买和使用过的第一台LNG工程机械设备,个人感觉不错,特别是在保证性能要求的前提下,大大降低了使用成本。同时,在节能减排方面,也算是做了一点小小的贡献。2013年春节过后,预计再购买3~4台5t级的LNG装载机。
责任编辑:Daisy
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