杜明波
(昆侖燃?xì)夂邶埥止?,黑龍江大慶 163453)
淺談液化石油氣混空氣的方式在小城鎮(zhèn)管道供氣的應(yīng)用
杜明波
(昆侖燃?xì)夂邶埥止荆邶埥髴c163453)
因東北三省LPG的大型生產(chǎn)廠家眾多,LPG的應(yīng)用在東北三省的發(fā)展有著較為充足的資源優(yōu)勢(shì)。由于近年來天然氣在東北各大城市得到了較快的發(fā)展,從而LPG的發(fā)展方向,應(yīng)該向小城鎮(zhèn)及天然氣未輻射的區(qū)域改變。本文簡(jiǎn)要介紹了液化石油氣混空技術(shù),同時(shí)闡述其在小城鎮(zhèn)的應(yīng)用空間,這種方式是城市燃?xì)庠谛〕擎?zhèn)供氣時(shí)的重要供氣方式之一。
液化石油氣混空混合方式管道
近幾年國內(nèi)城市燃?xì)庑袠I(yè)快速發(fā)展,隨著管道天然氣在我國城市的穩(wěn)步推進(jìn),使得液化石油氣業(yè)務(wù)在城市中的使用量逐步減少,經(jīng)營效益開始下滑。但一些小城鎮(zhèn)和天然氣管網(wǎng)為輻射的區(qū)域,依舊以液化石油氣為主要?dú)庠?,居民?duì)燃?xì)獾陌踩煽啃?、連續(xù)性、便捷等方面還是有較高的要求,液化氣液化石油氣混空氣的方式,是快速解決這一問題的最好方式。
運(yùn)用一定的技術(shù)設(shè)備,將液化石油氣的液態(tài)充分氣化,并用一定的科學(xué)原理與一定比例的空氣混合,形成混合燃?xì)?,以管道的形式輸送給用戶使用。
(1)補(bǔ)充性。適用于有燃?xì)夤艿佬枨?,而且短期?nèi)管道天然氣又入不了戶的城鎮(zhèn)居民小區(qū)和有一定規(guī)模用氣量的工商服用戶。(2)互換性。使用管道SNG(合成天然氣)時(shí),我們?cè)谠O(shè)計(jì)上采取與使用NG相當(dāng)?shù)拇胧碨NG設(shè)定的熱值與天然氣的熱值相當(dāng),終端用戶備用NG爐具活嘴。當(dāng)用戶具備使用CNG或管道天然氣供應(yīng)條件時(shí),可根據(jù)熱值相當(dāng)?shù)脑?,將SNG管道直接轉(zhuǎn)換過去即可使用天然氣供氣,不需要置換;用戶換掉活嘴即可使用。
當(dāng)城鎮(zhèn)居民供氣戶數(shù)少于200戶時(shí),可以采用自然氣化式瓶組供氣方式,當(dāng)居民供氣戶數(shù)少于2000戶時(shí)可以采用強(qiáng)制氣化式瓶組供氣方式,當(dāng)居民供氣戶數(shù)少于5000戶時(shí)可以采用儲(chǔ)罐儲(chǔ)存型LPG氣相直供方式,由于黑龍江地區(qū)的小城鎮(zhèn)一般居民用戶都在2000戶左右,所以可采用強(qiáng)制氣化式瓶組供氣方式。
瓶組連接--液相氣化--空氣混合--穩(wěn)壓供應(yīng)
3.1瓶組連接
將LPG鋼瓶并聯(lián)成2排,用高壓膠管聯(lián)到管線上,并接到氣化裝置上。在瓶組管路上設(shè)有穩(wěn)壓泵、壓力表和儲(chǔ)罐,使LPG進(jìn)入汽化器前壓力穩(wěn)定在5Kg左右。
3.2液相氣化
鋼瓶出口閥門有一根管子插到鋼瓶底部,憑借鋼瓶?jī)?nèi)壓使液相從管子流出,穩(wěn)壓后被壓入到氣化爐,在氣化爐中與熱水換熱氣化后,流出爐外管路里。氣化爐有6種:電熱水浴式、熱水加熱式、蒸汽加熱式、水循環(huán)式、空溫式、壁掛式。適合我們應(yīng)用的是電熱水浴式氣化爐,其構(gòu)造和工作原理是爐內(nèi)膽盛裝清水,水中有不銹鋼防爆電加熱器,以及浸在水中的液相LPG通過的不銹鋼盤管。當(dāng)給防爆電加熱器加熱時(shí),水開始升溫,水溫由防爆電控箱上的儀表自動(dòng)啟??刂圃谑孪仍O(shè)定的范圍內(nèi)(55-62.5℃),流經(jīng)在盤管中的液化氣吸收熱水的熱量后氣化,經(jīng)過氣液分離器脫去重組分后,進(jìn)入一個(gè)帶有浮球裝置的筒內(nèi),浮球控制出口開關(guān),當(dāng)盤管溫度降低到55℃下使液相不能汽化時(shí),盤管內(nèi)的介質(zhì)是液相,當(dāng)液位超高的時(shí)候,浮球頂?shù)介y門使閥門自動(dòng)關(guān)閉,保證液態(tài)液化氣不會(huì)沖出造成安全隱患;當(dāng)水位到下限時(shí),無論水溫高低,電加熱器均停止加熱以防止干燒。
3.3空氣混合方式
空混技術(shù)有4種:隨動(dòng)流量式、高壓比例式、文丘里引射式、配比式。
隨動(dòng)流量式的設(shè)備整體撬裝,或模塊化結(jié)構(gòu)(大型混氣站用),用高精度的流量檢測(cè)裝置、高智能的檢測(cè)控制儀表和快速反應(yīng)執(zhí)行裝置,自動(dòng)實(shí)現(xiàn)一種氣體相對(duì)另一種氣體的體積流量跟蹤,實(shí)現(xiàn)混合比例的自動(dòng)調(diào)節(jié)。同時(shí),將熱值或LPG混空系統(tǒng)的含氧量信號(hào)引入流量隨動(dòng)控制系統(tǒng),削弱由于LPG組分波動(dòng)對(duì)熱值及華白數(shù)的影響。混氣出口設(shè)專用的靜態(tài)混合器,保證氣體混合均勻。
高壓比例式是把LPG和外界壓縮空氣通過聯(lián)動(dòng)調(diào)壓器調(diào)整成同樣的壓力,并以不同口徑的截面積和浮動(dòng)閥口進(jìn)入同一裝置,按比例大小混氣,混氣流量根據(jù)輸出壓力變化,自動(dòng)跟隨變化?;鞖獗壤稍诒O限的1.5倍以上范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)整。需要配鼓風(fēng)機(jī)或空壓機(jī)、空氣儲(chǔ)罐。
配比式是將需混合的氣體在進(jìn)入混氣機(jī)前預(yù)先調(diào)成一定的壓力(低于0.2Mpa),每支混氣管上有獨(dú)立的轉(zhuǎn)子流量計(jì)、流量調(diào)整閥和防爆電磁閥,通過調(diào)整閥與流量計(jì),可將各氣體的流量依據(jù)希望達(dá)到的混氣比例一一確定??刂葡到y(tǒng)將依據(jù)用氣量同步啟閉各管路上的電磁閥,氣體進(jìn)入?yún)R總管后在靜態(tài)混合器中均勻混合供應(yīng)用戶。
文丘里引射式其工作原理是由氣化爐流出的LPG氣體,在較大口徑的管道空間流過較小口徑的管道空間時(shí),流速會(huì)瞬間增大,對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生負(fù)壓,即通過文丘里噴射形成負(fù)壓,提升旁側(cè)的吸氣閥即止回閥將外界空氣吸入,在文丘里管中壓縮擴(kuò)散后形成混合氣,經(jīng)過集氣管進(jìn)入緩沖罐。止回閥的作用是保證空氣被吸入后不會(huì)倒流。空氣的吸入量經(jīng)過設(shè)計(jì)嚴(yán)格按照預(yù)先設(shè)定的比例,穩(wěn)定可靠。文丘里混氣方式中空氣不須加壓,即不須配備空壓機(jī),全部混合過程的能量由LPG的壓力提供,空氣比例越高,則混合氣輸出壓力越低,在空氣不加壓情況下,混合氣壓力通常在40KPa以內(nèi)。
這里我推薦使用文丘里引射式,作為小城鎮(zhèn)液化氣混空供氣方式的首選。
(1)文丘里混氣機(jī)最大混氣能力5000m3/d,一般混氣能力在300m3/d的文丘里設(shè)備可供2000戶使用。
(2)文丘里混氣機(jī)的單管產(chǎn)氣能力是固定的,在使用時(shí)為緩解產(chǎn)氣和用氣匹配問題,我們選用多管混氣機(jī);并在混氣機(jī)后設(shè)緩沖罐,文丘里管啟/??捎煽删幊炭刂破鱌LC根據(jù)管網(wǎng)壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)。
(1)液空混合的安全性。①混氣比例設(shè)定在爆炸上限1.5倍以上的任意比例,一般為L(zhǎng)PG:AIR=40:60、45:55或50:50。②采用拉伐爾超音速噴嘴,可獲得較高的混氣壓力,且噴嘴和文丘里管按照設(shè)定比例確定,保證混氣比例穩(wěn)定。③緩沖罐有空氣壓力超限和雙氣差壓超限安全連鎖,有氧分儀或熱值儀及報(bào)警連鎖信號(hào),適時(shí)檢測(cè)和監(jiān)控氧含量或LPG含量,當(dāng)混氣比例超差時(shí),混氣機(jī)自動(dòng)停止混氣。
(2)混氣出口的安全性。①混氣出口設(shè)有壓力高限、溫度低限安全連鎖點(diǎn)。②混氣出口進(jìn)行二次調(diào)壓。
(3)自動(dòng)控制的安全性。系統(tǒng)上設(shè)有雙路氣動(dòng)緊急切斷閥,有全自動(dòng)防爆控制馬達(dá),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。
液化石油氣混空氣管道供應(yīng)方式具有投資少、建設(shè)周期短、單位燃?xì)獬杀镜偷葍?yōu)點(diǎn);當(dāng)居民供氣戶數(shù)少于200戶時(shí),可以采用自然氣化式瓶組供氣方式,當(dāng)居民供氣戶數(shù)少于2000戶時(shí)可以采用強(qiáng)制氣化式瓶組供氣方式,當(dāng)居民供氣戶數(shù)少于5000戶時(shí)可以采用儲(chǔ)罐儲(chǔ)存型LPG氣相直供方式,當(dāng)居民供應(yīng)戶數(shù)大于5000戶時(shí),應(yīng)采用LPG-AIR(混空)供應(yīng)方式。東北地區(qū)小城鎮(zhèn)一般居民戶數(shù)都在5000戶左右,因此液化氣混空在東北地區(qū)的應(yīng)用有著廣泛的市場(chǎng)空間。