LNG燃料的其他运输工具

2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：该机车是专门针对在相同功率等级机车中,能够提供最低的NOx排放量,从而满足在大规模工商业区调车作业日益增长的需要而设计的。燃料箱内设有隔板,用以控制燃料的晃动。LNG燃料通过由发动机缸套水加热的气化器气化后送压缩机。因此,在氢成为一种价格合理的主要能源之前,LNG作为飞机燃料是最佳的选择。

1.LNG机车^[32-35]

1993年,美国莫里森-努逊(MK)公司推出了首台MK1200G型完全以LNG为燃料的调车机车。该台机车装用一台卡特彼勒公司生产的G3516型火花点火式涡轮增压中冷(SITA)低排放V-16发动机,配用包括低温燃料箱、输送管路、气化器和控制系统在内的先进的LNG单燃料系统,其中LNG储备量为5300L,机车牵引功率为895kW,最高速度112km/h,最低持续速度10km/h,最大持续牵引力267kN。该机车是专门针对在相同功率等级机车中,能够提供最低的NO_x排放量,从而满足在大规模工商业区调车作业日益增长的需要而设计的。据测定,NO_x排放量仅为0.3mg/(kW·s)。

容量为5300L的双壁不锈钢低温燃料箱,固定在机车底架的下方。中央燃料箱直径1143mm,两个侧燃料箱直径为635mm。燃料箱内设有隔板,用以控制燃料的晃动。LNG燃料通过由发动机缸套水加热的气化器气化后送压缩机。

据分析,895kW(1200马力)的LNG机车,较之在许多铁路上担任调车工作而功率较大的1119kW(1500马力)GP7型和1306kW(1750马力)GP9型内燃机车,具有许多优点。在给定的同一运行条件(线路坡道和牵引重量)下的机车性能,MK的LNG机车比GP7型机车高出50%,较GP9型机车高出33%。

MK1200G型LNG电车机车生产成功后,已先后有联合太平洋铁路(UP)公司、圣菲铁路公司等美国著名铁路企业,在洛杉矶等地使用,获得了良好的效果。

除了采用单燃料LNG的机车外,伯灵顿北方铁路公司改装的SD40-2型机车和GM下属的EMD公司及GE公司分别开发的干线机车,则是燃用LNG和传统燃料的双燃料机车。

2.LNG飞机^[36]

在未来飞机中,采用煤油替代燃料的要求正日益增长。对于民用飞机,采用液化气体燃料是可行的,但需要大容积、大表面积的储气瓶。由于存储条件限制,不大可能设置制冷设备,因此对绝热的质量要求很高。飞机载荷和机身变形度制约着储罐的大小。在飞机上采用氢只有在航空煤油进一步涨价的条件下才可能是经济的,而这大概不会早于2010年。飞机最理想的低温燃料当然首推液氢。德国和俄罗斯于1993年合作的Cryoplane(低温飞机)研究项目,以空中客车A310为原型飞机,以航程5000km为目标,采用液氢为燃料。液氢储罐容积245m³,携带液氢16t。此外,还有Do328等模型机项目。但鉴于液氢价格等方面的原因,液氢燃料飞机尚未投入实际运营。因此,在氢成为一种价格合理的主要能源之前,LNG作为飞机燃料是最佳的选择。

在国土广袤的俄罗斯北部和远东地区,燃油供应时常短缺,但当地拥有非常丰富的天然气资源,因此开发LNG飞机在俄罗斯具有实际意义。世界上第一架以LNG为燃料,发动机型号为HK-88的图-155试验飞机顺利通过试飞后,在图-154客机基础上研制的发动机型号为HK-89的图-156客货两用机,成为第一架用LNG为燃料,能长时间飞行的飞机。在现阶段,考虑到一些机场无法加注LNG燃料,飞机采用航空煤油-LNG双燃料系统,这样不仅燃料加注灵活,在飞行中两种燃料系统还可在5s内互换。为了保持飞机的空气动力性能,降低结构成本,把容量为13t的LNG主低温罐放在客舱后部,容量为3.8t的辅助低温罐放在客舱下面前行李舱内。飞机的商务载重为14t,当只用LNG作燃料时,实际飞行距离2600km,同时用两种燃料时为3300km。低温燃料罐正常操作压力0.2MPa,主罐直径3100mm,长度5400mm,罐体用低温下常用的AMΓ6铝合金材料制作,外包50mm聚氨酯泡沫隔热层。低温罐采用类似发动机吊架的方式挂在机身结构上,并采取了一些减少通过吊架漏热的措施。主低温罐中隔出一个供给腔。燃料消耗过程中,用喷射泵从主腔对供给腔进行补充。用排量为20m³/h、压差为0.17MPa的电动离心泵,将燃料从供给腔经过不同的管线送往3台发动机。HK-89发动机有专门的涡轮泵机组,将LNG增压至近4MPa后,送进换热器气化,然后送入燃烧室。

除了图-156客货两用飞机外,俄罗斯还开发了图-206型客机、图-330C运输机等低温飞机。

LNG燃料的其他运输工具

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