天然氣CNG的屬性

2.2、天然氣的特性
2.2.1、比重
常溫、常壓下的甲烷、天然氣比重以及與空氣比重的比值
單位 比重 與空氣比重的比值
甲烷 kg/m3 0.71 55%
天然氣 kg/m3 0.78 60%
天然氣比重小于空氣，當(dāng)從儲(chǔ)存容器、管道中泄漏出來后，天然氣將向上移動(dòng)，擴(kuò)散到空氣中。
2.2.2、熱值
熱值是指單位重量或體積的燃料*燃燒后產(chǎn)生的熱量，分為高熱值和低熱值。
天然氣主要成分的熱值：
成分 高熱值104（kJ/kg） 低熱值104（kJ/kg）
甲烷 5.55 5.01
汽油的低熱值為4.44×104kJ/kg。天然氣的單位重量熱值高于汽油。按體積計(jì)量計(jì)算，1立方米天然氣的熱值高于1升汽油的熱值。
2.2.3、沸點(diǎn)
在常溫、常壓下，天然氣為氣體狀態(tài)；
甲烷的沸點(diǎn)-162℃，在此溫度以上，天然氣呈氣態(tài)。由于非常低的沸點(diǎn)，天然氣非常難于液化，一般采用氣體狀態(tài)儲(chǔ)存和輸送天然氣。
2.2.4、顏色、味道和毒性
甲烷（天然氣）是一種無色、無味的物質(zhì)，且沒有毒性；
天然氣在空氣中的濃度較高時(shí)，對人體有一定的麻醉作用。
為便于識(shí)別其在空氣中的存在，在生產(chǎn)過程中添加了少量的臭味劑（硫醇、硫醚等物質(zhì)）。
2.2.5、點(diǎn)火極限
氣態(tài)的天然氣與空氣形成混合氣，混合氣濃度在一定范圍內(nèi)時(shí)能夠被點(diǎn)燃、燃燒，超過這個(gè)范圍將不能被點(diǎn)燃，這個(gè)范圍的上下限即為點(diǎn)火下限和點(diǎn)火上限。
天然氣的點(diǎn)火上限和點(diǎn)火下限分別為5%和15%。
2.2.6、理論空燃比
單位重量（或體積）燃料*燃燒需要的空氣重量（或體積）即為該燃料的理論空燃比。
汽油、甲烷的（重量）理論空燃比分別為14.7：1、16.7：1。
相同質(zhì)量的燃料*燃燒，天然氣需要更多的空氣。
按照體積計(jì)算，天然氣的理論空燃比約為10：1。
2.2.7、辛烷值
辛烷值是燃料抗爆震燃燒的能力，辛烷值越高，表示抗爆性越好，發(fā)動(dòng)機(jī)可以采用更高的壓縮比。
目前使用的汽油辛烷值一般為90、93。
天然氣的辛烷值一般在120～130之間，其抗爆性要好于汽油。
2.2.8、自燃溫度
在沒有外界火源的條件下，由于天然氣內(nèi)部的氧化、本身溫度或介質(zhì)溫度變化而引起天然氣自行著火燃燒，天然氣自行著火燃燒的zui低溫度即為自燃溫度；
天然氣的自燃溫度為732℃；汽油的自燃溫度為232～482℃；較高的自燃溫度表明天然氣的安全性好于汽油。
2.2.9、起燃方式：
天然氣自燃溫度高，難于壓燃，適宜外火源點(diǎn)燃，同時(shí)高的辛烷值，適合在較高的壓縮比下點(diǎn)燃工作。
天然氣在汽車上使用一般采取兩種方式工作：
在天然氣單燃料或兩用燃料車上，采用電火花點(diǎn)燃的工作方式；
在柴油／天然氣雙燃料車上，在天然氣工作時(shí)，一般噴射少量的柴油，利用被壓燃的柴油點(diǎn)燃天然氣的工作方式。
3、車用天然氣的質(zhì)量要求
項(xiàng)目 質(zhì)量指標(biāo)
高位發(fā)熱值（MJ/m3） ＞31.4
硫化氫（H2S）含量（mg/m3） ＜ 15
總硫（以硫計(jì)）含量（mg/m3） ＜ 200
＊塵埃含量（mg/m3） ＜15
＊塵埃微粒直徑（μm） ＜10
二氧化碳（CO2）含量V/V ＜ 3.0
＊氧氣（O2）% ＜ 0.5
＊含水量（mg/m3） 一般地區(qū)＜16，冬季溫度在-20℃～-40℃時(shí)應(yīng)＜10。
水露點(diǎn)℃ 在汽車駕駛的特定區(qū)域內(nèi)，在zui高壓力下，水露點(diǎn)不應(yīng)高于-13℃,當(dāng)zui低溫度低于-8℃，水露點(diǎn)應(yīng)比zui低氣溫低5℃。
“＊”：目前未列入國家標(biāo)準(zhǔn)
4、壓縮天然氣汽車的特點(diǎn)
壓縮天然氣汽車儲(chǔ)存的天然氣量相對較少，且儲(chǔ)存容器的重量造成整車重量增加很多。但在汽油車的基礎(chǔ)上增加CNG系統(tǒng)而成的既能使用CNG，又能使用汽油的兩用燃料車目前廣泛使用，這種方式改裝方便、成本低，但整車性能下降較多。
4.1、排放性能：
天然氣作為一種氣體燃料，與空氣混合更均勻，燃燒更加充分，排放的CO 、HC等有害物質(zhì)更少；其他一些沒有受排放法規(guī)控制的有害成分（如對區(qū)域環(huán)境影響的毒性物質(zhì)、煙霧、酸性物質(zhì)等也比汽油、柴油要少；
在所有碳?xì)淙剂现?，天然氣的碳?xì)浔刃?，碳與氫的比例為4：1，CO2排放量比汽油少25%左右，有利于保護(hù)的環(huán)境質(zhì)量。發(fā)達(dá)國家基于天然氣的這一特性，將天然氣確定為真正的清潔燃料而加以推廣使用。
4.2、經(jīng)濟(jì)性：
維護(hù)費(fèi)用：天然氣不會(huì)稀釋潤滑油，燃燒后沒有積碳，可減少發(fā)動(dòng)機(jī)磨損，延長潤滑油更換周期，維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用低，延長發(fā)動(dòng)機(jī)壽命；
燃料費(fèi)用：按1立方米天然氣相當(dāng)1.1升汽油計(jì)算，可減少燃料費(fèi)用50%以上。使用CNG作為汽車燃料，可大大降低燃料費(fèi)用。
4.3、動(dòng)力性：
目前的CNG車基本是在汽油車上增加CNG系統(tǒng)而成的兩用燃料車，發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比、點(diǎn)火系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)等均沒有變動(dòng)，因而造成使用CNG時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能沒有得到充分發(fā)揮；
天然氣的理論空燃比為10：1，在進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，天然氣將占有約10%的體積空間，導(dǎo)致吸入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量減少約10% ，進(jìn)氣效率下降，從而引起動(dòng)力性的下降；
天然氣性質(zhì)穩(wěn)定，燃燒速度慢，點(diǎn)燃需要更多的能量；
與使用汽油相比，使用CNG時(shí)的動(dòng)力性約下降15%左右。
4.4、安全性：
系統(tǒng)的每一個(gè)部件的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)充分考慮了安全性：
儲(chǔ)氣瓶必須是的專業(yè)廠家生產(chǎn)；
儲(chǔ)氣瓶的承壓能力是CNG工作壓力的數(shù)倍；
每一個(gè)儲(chǔ)氣瓶出廠之前必須進(jìn)行安全檢驗(yàn)；
儲(chǔ)氣瓶發(fā)上設(shè)有安全閥、手動(dòng)截止閥，保證安全使用和便于維護(hù)；減壓器上設(shè)有安全閥，保證在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)的安全性；
天然氣性質(zhì)穩(wěn)定，密度小，自燃溫度溫度高，安全性好于汽油燃料。
國內(nèi)外的使用經(jīng)驗(yàn)表明，因CNG系統(tǒng)發(fā)生的安全事故要遠(yuǎn)低于汽油車、柴油車。
4.5、續(xù)駛里程：
壓縮方式儲(chǔ)存天然氣，儲(chǔ)存燃料的能量密度低，相同體積的儲(chǔ)存容器，續(xù)駛里程僅相當(dāng)于汽油的1/4，且儲(chǔ)存容器的重量大， 導(dǎo)致整車自重增加。對于小型車，在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到自重增加的限制，以及車上有限的空間，不允許安裝過多的天然氣儲(chǔ)氣瓶，所以使用天然氣的續(xù)駛里程較少。
5、壓縮天然氣在車輛上的儲(chǔ)存
常溫、常壓下的天然氣密度非常低，為有效的儲(chǔ)存天然氣，一般采用壓縮方式儲(chǔ)存天然氣，以提高天然氣的儲(chǔ)存量。汽車上使用的CNG的zui高壓力為20MPa（相當(dāng)于將天然氣壓縮200倍）。