液化天然氣的公路運輸承擔了將天然氣液化工廠生產的LNG運送到各個使用點的任務。隨著天然氣利用的日益廣泛，除了區(qū)域供氣、電廠、化工廠等大用戶通常采用管道氣供給外，對于中小用戶，特別是天然氣管網(wǎng)不及的地區(qū)，往往通過公路運輸將LNG供應給各個用戶(包括工廠、民用、調峰等)，因此，液化天然氣的公路運輸也是液化天然氣供應鏈的重要部分。

一、液化天然氣公路運輸特點

液化天然氣的公路運輸不同于海上運輸那樣量大、穩(wěn)定，除了運輸介質同樣是低溫、易燃的LNG外，液化天然氣的陸上運輸要適應點多、面廣的市場，要確保人多、路況復雜條件下的運輸安全等。

1. 變化多

天然氣的管道輸送和液化天然氣的海上運輸為天然氣的大宗供應提供了有效的方式，解決了天然氣管道用戶的供氣問題。但是，對于天然氣管網(wǎng)不及地區(qū)的天然氣利用，需要穩(wěn)定的氣源供給。而對于遠離消費地的中、小規(guī)模的天然氣資源的開發(fā)，需要穩(wěn)定的外運。LNG由于液/氣密度比大，儲存和運輸比氣態(tài)容易，通過汽車運輸，可以將用戶和氣源連接起來。一方面為分散用戶提供相對穩(wěn)定的氣源，另一方面為邊緣地區(qū)天然氣資源的開發(fā)提供穩(wěn)定的用戶。從這個意義上說，液化天然氣的陸上運輸是天然氣管道輸送和液化天然氣海上運輸?shù)难a充，更是有力地推動了分散用戶天然氣市場的拓展。

邊緣地區(qū)天然氣資源的開發(fā)和分散用戶的供氣都面臨著點多面廣變化大的情況，這與液化天然氣海上運輸量大、穩(wěn)定的情況有很大的不同，因而液化天然氣的汽車運輸需要發(fā)揮其靈活快捷的特點，努力適應市場的變化和需求。逐步建立液化天然氣的公路運輸網(wǎng)，形成穩(wěn)定、規(guī)范的LNG物流體系，使液化天然氣的汽車運輸切實成為天然氣管網(wǎng)的補充。

2. 安全可靠

液化天然氣的汽車運輸是將天然氣液化工廠或接收站儲存的LNG載運到各地用戶，LNG的載運狀態(tài)一般是常壓、低溫。而公路運輸又不同于海上運輸，陸上的建筑物和人流對裝載著LNG的汽車槽車提出了更高的安全要求。為了確保安全，對汽車槽車的隔熱、裝卸、安全設計都有專項措施。

二、液化天然氣運輸槽車

汽車槽車運輸LNG這種低溫、易燃介質，在槽車結構上，必須滿足物料裝卸、隔熱保冷、高速行駛的要求。20世紀70年代初，日本使用特殊的公路罐車把LNG從接收港轉運到衛(wèi)星基地。美國的衛(wèi)星型調峰裝置用40輛特殊罐車運輸LNG。最早的罐車為底盤式，載重6t。1988年開始采用載重為8.6t的拖車型罐車。表5-2^[1]列出了國外部分LNG汽車槽車的技術條件。

表5-2 LNG汽車槽車技術條件

(一) LNG槽車的裝卸

LNG槽車的裝卸可以利用儲罐自身壓力增壓或用泵增壓裝卸。

1. 自增壓裝卸

利用氣化部分LNG提高儲罐自身壓力，使儲罐和槽車形成的壓差將儲罐中的LNG裝入槽車，這就是自增壓裝車。同樣的方法，將部分氣化的LNG提高槽車儲罐的壓力，就可以把槽車中的LNG卸入儲罐。

自增壓襄卸的優(yōu)點是設施簡單，只需在流程上設置氣相增壓管路，操作容易。但是，這種方法的工作壓差有限，裝卸效率低、裝卸時間長。這是因為這種方法的儲罐(接收LNG的固定儲罐和槽車儲罐)都是帶壓操作，而固定儲罐一般是微正壓，槽車儲罐的設計壓力也不宜高，否則會增加槽車的空載質量，降低運輸效率(運輸過程都是重車往返九因而裝卸操作的壓差十分有限，流量低，裝卸時間長。

2. 泵增壓裝卸

采用專門配置的泵將LNG增壓，進行槽車裝卸。這種方法的輸送流量大、裝卸時間短、適應性強而得到廣泛應用。對于接收站的大型儲罐，可以用罐內潛液泵和接收站液體輸送流程裝車。對于槽車可以利用配置在車上的低溫泵卸車。由于泵的輸送流量、揚程可以按需要配置，流量大，裝卸時間短；揚程高，適應性強，可以滿足各種壓力規(guī)格的儲槽。而且，不需要消耗部分LNG增壓，槽車罐體的工作壓力低，槽車的裝備質量小，質量利用系數(shù)和運輸效率高。正因為如此，即使整車造價比較高、結構比較復雜、低溫泵操作維護比較麻煩，但泵增壓裝卸還是得到了越來越多的應用。

(二) LNG槽車的隔熱

為了確保安全可靠、經(jīng)濟高效地運輸，LNG槽車的隔熱必須經(jīng)濟有效，而低溫儲罐的隔熱設計決定了儲罐的性能。可以采用的隔熱方式有真空粉末隔熱(CF)、真空纖維隔熱(CB)、高真空多層隔熱(CD)等。

隔熱形式的選用原則是經(jīng)濟、可靠、施工簡單。由于真空粉末隔熱的真空度要求不高，工藝簡單，隔熱效果好，因而以往比較多地被采用。近年來，隨著隔熱技術的發(fā)展，高真空多層隔熱工藝逐漸成熟，LNG槽車開始采用這一技術。高真空多層隔熱的優(yōu)點是：

(1) 隔熱效果好，高真空多層隔熱的厚度僅需30～35mm，比真空粉末隔熱小近10倍^[4]。對于相同容量的外筒，高真空多層隔熱槽車的內筒容積比真空粉末隔熱槽車的內筒面積大27%左右。因而，相同外形尺寸的槽車，可以提供更大的裝載容積。

(2) 對于大型半掛槽車，采用高真空多層隔熱比真空粉末隔熱的材料要少得多，從而大大減少槽車的裝備質量，增加了槽車的裝載質量。如一臺20m³的半掛槽車采用真空粉末隔熱時，粉末的質量將近1.8t，而采用高真空多層隔熱時，隔熱材料質量僅200kg。

(3) 采用高真空多層隔熱可以避免因槽車行駛所產生的振動而引起的隔熱材料的沉降。高真空多層隔熱比真空粉末隔熱的施工難度大，但在制造工藝逐漸成熟適合批量生產后，廣泛應用的前景是好的。

隔熱方式的技術比較見表5-3^[3]。表中的日蒸發(fā)率值是指環(huán)境溫度20℃，壓力為0.1MPa時的標準值。自然升壓速度為環(huán)境溫度50℃時，初始充裝率為90%，初始壓力為0.2MPa(表壓)升至終了壓力為0.8MPa(表壓)條件下的平均值。

表5-3 隔熱方式技術比較

對于三種方法的成本比較，主要是材料、人工和抽真空費用。CB材料價格介于CF材料及CD材料之間。但CB技術是以人工包扎進行的，因此人工費用接近CD，高于CF。就低溫隔熱所需最佳真空度而言，對獲得與維持真空度所需的成本是CB低于CD，比較接近CF。因此，總成本是CB介于CF及CD之間。CB技術較CF所增加的費用相對于低溫液體儲槽的總成本而言，上升不超過5%。這與采用CF技術，因膨脹珍珠巖粉末下沉所引起的售后服務費用相比肯定是合算的。

    (三) LNG槽車行駛高速化

為適應低溫儲罐的需要，LNG槽車的結構有一定的特殊性。如采用雙層罐體和隔熱支撐。罐體結構相對比較復雜，隔熱支撐又要兼顧減少熱傳遞和增大機械強度的雙重性，加上運輸LNG的危險性，因此，對LNG槽車的行駛需要限速。按我國修改后的JB/T 6898—1997(低溫液體儲運設備使用安全規(guī)則》規(guī)定：最高時速在一級公路上≤60km/h，二、三級公路為30～50km/h。

隨著我國高速公路網(wǎng)的形成，提高了運輸車輛韻平均速度，低溫液體槽車在高速公路上的行駛速度也提高到70～90km/h。運行速度的提高，可以提高運輸效率，LNG低溫槽車的高速化是必然趨勢。由此，對槽車底盤的可靠性、整車的動力性、制動性、橫向穩(wěn)定性、隔熱支撐的強度等槽車的結構提出了更高的要求。

為了適應LNG低溫槽車的高速行駛的需要，應該選擇性能可靠的汽車底盤和牽引車，使軸載和牽引車的負荷低于允許值；為保證改裝后整車的動力性能，半掛車的比功率宜在5.88～6.22kW/t之間，并盡量提高牽引車驅動橋的附著質量；盡量降低整車高度和重心高度，以提高槽車的橫向穩(wěn)定性；為保證槽車有良好的制動性能，半掛槽車應采用雙管路制動系統(tǒng)。制動時，掛車應先于牽引車制動，以防止列車緊急制動時出現(xiàn)轉向；為使槽車行駛平穩(wěn)，使用適應高速行駛的子午線輪胎為好；雙層罐體間的隔熱支撐，應能承受高速行駛緊急制動時的沖擊載荷。

總之，對于LNG低溫槽車適應高速行駛的研究，不僅會促進LNG公路運輸?shù)陌l(fā)展，而且也是當前適應公路運輸整體高速化的需要。

參考文獻

1 徐文淵等.天然氣利用手冊.北京：中國石化出版社，2002

3 顧安忠等.液化天然氣技術.北京：機械工業(yè)出版社，2004