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c　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(lái)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(guó)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(guó)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(yíng)效益開(kāi)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)庠矗用駥?duì)燃?xì)獾陌踩煽啃浴⑦B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(wèn)題的最好方式。

1　氣化-空混含義

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)猓怨艿赖男问捷斔徒o用戶使用。

2　氣化-空混實(shí)用性

（1）補(bǔ)充性。適用于有燃?xì)夤艿佬枨螅叶唐趦?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恚瑢NG管道直接轉(zhuǎn)換過(guò)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。

3　應(yīng)用流程及主要原理

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(guò)的不銹鋼盤管。當(dāng)給防爆電加熱器加熱時(shí)，水開(kāi)始升溫，水溫由防爆電控箱上的儀表自動(dòng)啟停控制在事先設(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(guò)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(kāi)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(wú)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(guò)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。混氣比例可在爆炸極限的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(guò)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。控制系統(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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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。

4　供氣能力

（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(wèn)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/停可由可編程控制器PLC根據(jù)管網(wǎng)壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)。

5　氣化-空混安全性能

（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。

6　結(jié)語(yǔ)

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。