空溫式氣化器在LPG氣化站的應用

在中小城鎮小區燃氣供應中，液化石油氣管道供應由于具有集中管理、調控方便、運行安全可靠、供氣方式靈活。向天然氣過渡方便等特點而得到廣泛應用。液化石油氣管道供應的核心設備是液化石油氣氣化器。

目前國內的LPG氣化器按結構分有蛇管式、組合套管式和列管式；按傳熱介質和加熱方式分有電熱水浴式、熱水加熱式和蒸汽加熱式，其中電熱水浴式和熱水加熱式氣化器的使用較廣泛。

1、氣化器的選擇

1.1選擇氣化器需要考慮的因素

①用戶用氣設備的最大負荷。氣化器的氣化量必須與用戶用氣設備的最大負荷相匹配。

②氣化器的造價。造價相對較低是選擇氣化器的條件之一。

③氣化器的能耗及運行費用。在造價較低的情況下，氣化器的能耗及運行費用要盡可能低。

④氣化器占地面積。受氣化站空間位置限制，根據用地情況而定。

⑤當地的氣候條件。氣溫的高低決定著氣化器的類型。

⑥液化石油氣的成分。C3組分含量高的液化石油氣更容易被氣化。

氣化器選型時，宜將氣化器選得略大一些，足以補償因其換熱面結垢造成負荷的減少。

氣化器的運行費用與其類型有關，一般電熱水浴式氣化器能耗高，運行費用較高，熱水式氣化器運行費用相對較低。

若氣化器需要的空間位置受到限制，則首先必須遵守標準規范及各地法規要求的安全距離，再考慮影響氣化器選擇的其他因素。

一般供氣規模較小且用電不緊張的地區可采用電熱水浴式氣化器，若供氣規模較大則宜采用熱水加熱式或蒸汽加熱式氣化器。

1.2空溫式氣化器的應用

無論是電熱式、熱水式還是蒸汽式氣化器，均有一個共同特征，即耗能。這里僅以電熱式和熱水式氣化器為例說明設備本身的能耗費用之高。

常見的液化石油氣瓶組氣化站供氣系統的氣化設備多用電熱水浴式氣化器，對于這類氣化設備，根據我們幾年來在供氣管理方面積累的經驗數據，每氣化1t液化石油氣，氣化器用電量約90 kW·h，若電價按0.80元/(kW·h)計算，則能耗費用約72元/t。目前液化石油氣瓶組氣化供氣市場一般僅維持300元/t左右的進銷差價，僅能耗費用一項就占了相當大的比例。如果再考慮瓶組氣化站的人工工資、經營管理費、氣瓶充裝和運輸費，瓶組氣化供氣的利潤就所剩無幾了。

對于熱水式氣化器，根據我公司氣化站的統計數據，每氣化1t液化石油氣，熱水式氣化器需消耗液化石油氣約11 kg，循環水泵用電量約10kw·h ，若電價按0.80元/(kW·h)、液化石油氣按6.00元/kg計算，則熱水式氣化器的能耗費用約74元/t。隨著液化石油氣價格的不斷走高，氣化過程需要耗氣的熱水式氣化器的能耗費用還將升高。

近年國內有些地方陸續采用另一種形式的氣化器——LPG空溫式氣化器。該氣化器主要由減壓器、吸熱段和蒸發段構成，吸熱段由導熱管串聯而成，蒸發段由并排連接的導熱管構成。液相LPG在經過減壓器減壓后，經過吸熱段充分吸熱后以混合狀態或霧狀進入蒸發段，進一步蒸發后完全氣化，氣化后的氣相自氣化器上方進入供氣管道。

相對于電熱式和熱水式氣化器，空溫式氣化器有如下優點：

①利用大氣與LPG的溫差進行氣化，不消耗水、電等能源，在停電時也不影響供氣。

②整體采用不銹鋼和鋁合金制造，耐腐蝕性很好。

③不需要供電、水循環系統等外接配置。在有工業廢水的地方還可配置廢水換熱系統，以增大氣化量。

④操作及保養簡單，可大幅度降低管理費用。隨著工藝技術的不斷改進及市場的逐步規范優化，空溫式氣化器的價格也有大幅度下降，因此在造價，運行費用、運行管理等方面與電熱式及熱水式氣化器綜合比較，有較大優勢。

以佛山市南海燃氣總公司為例，該公司現有1號、2號兩座氣化站聯網供氣，兩座氣化站總儲氣量(液態)為90m3，原來各配置3臺氣化量均為1500kg/h的熱水循環式氣化器。根據氣化站運行統計數據，兩座氣化站2000年向管網總供氣量為1867t，氣化設備運行所耗水、電、液化石油氣及有關費用見表1，平均每氣化1t液化石油氣的能耗費用為47.41元。從2001年開始，對原氣化設備進行了改造，在1號氣化站增加了2臺、2號氣化站增加了1臺氣化量均為300kg/h 的空溫式氣化器，原熱水循環式氣化器保留，僅在用氣高峰期及氣溫較低時開啟，氣化設備改造總費用為52.6 ×104元。2002年度兩座氣化站向管網總供氣量為5327 t，能耗總費用為6.90×104元，平均每氣化1t液化石油氣的能耗費用僅為12.95元，比改造前節約34.46元。按2002年總供氣量計算，1年內僅費用一項就節約了18.36 x104元，設備改造費用3年即可收回。實際上，公司在總結了使用空溫式氣化器的好處和充分掌握了空溫式氣化器的運行工況后，從2003年開始，兩座氣化站的熱水循環式氣化器只在春節用氣高峰期作為空溫式氣化器的補充而短暫開啟。因此，雖然此后幾年總供氣量在不斷增加，但是能耗費用卻一直保持在較低水平。氣化設備改造后因操作及維修簡單方便，人員配置未再增加，管理成本也隨之降低。

由于有以上諸方面的優勢，空溫式氣化器近年在南方許多地區得到了廣泛認可與應用，并逐漸向北方地區擴展，多用于小區液化石油氣氣化站、工廠和企事業單位液化石油氣氣化站等。

空溫式氣化器的不足之處是對液化石油氣質量有較高的要求，尤其是在我國北方地區，冬季氣溫低于0℃后要求液化石油氣中丙烷的質量分數≥70%。在市場液化石油氣組成不能隨意改變的情況下，如何提高空溫式氣化器在0℃以下的氣化能力，直接關系著其能否被我國北方地區的廣大用戶認可和使用。近幾年有些空溫式氣化器的生產廠家也認識到了這個問題，著手對氣化器進行改進，以盡可能地提高其氣化能力。通過采取兩級調壓、增加換熱面積及熱水補熱循環系統等措施，空溫式氣化器在氣溫較低時氣化能力不足已基本解決，完全能滿足北方地區用戶冬季的氣化要求，對地域性和LPG組成無特殊要求，值得在市場上推廣。

2、結論

①空溫式氣化器不消耗外加能源，氣化能耗費用低，在我國南方地區得到廣泛認可與應用。

②經改進調壓部分及換熱部分的設計，并配置熱水補熱循環系統的空溫式氣化器，對地域性和LPG組成無特殊要求，完全能滿足不同地區的氣化要求，是一種安全可靠﹑管理簡單、經濟耐用的LPG氣化設備，值得在市場上推廣。

作者：王福強 陳敬明（燃氣與熱力）