液化石油氣第3章

1、LPG的氣化和管道供應(yīng)的氣化和管道供應(yīng)第一節(jié)第一節(jié) LPG的氣化原理的氣化原理nLPG從氣源廠儲配站罐瓶，以液相為主進(jìn)行輸送，這樣需要的管徑小，容積?。欢褂脮r是LPG的氣相，易和空氣混合，燃燒效率較高。燒鍋爐用的殘液也是氣化后再燃燒。液態(tài)LPG轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的過程叫氣化過程。按受熱方式分類：自然氣化強(qiáng)制氣化n自然氣化：液態(tài)LPG吸收本身的顯熱，或通過器壁吸收周圍介質(zhì)的熱量而進(jìn)行的氣化,叫自然氣化,是在貯存容器中自然進(jìn)行的。n由于靠吸收自身的顯熱或周圍熱量，所以熱量較小，氣化量也較小，用在家庭和小型的公共事業(yè)中。u原始溫度： 、容器內(nèi)初始壓力： u當(dāng)容器內(nèi)氣體不斷被導(dǎo)出時，液體不斷氣化，為保證P不

2、變，就需要Q熱量。開始時，液體t與周圍介質(zhì)t一樣，不能傳熱。所以，只能消耗自身顯熱氣化，使液體t。tP假設(shè)在氣化過程中容器內(nèi)的LPG總液量不變（換熱面積不變）n這時，有了溫差，LPG從傳熱獲得熱量。隨著液體t,傳熱。經(jīng)過時間 后，氣化Q=傳進(jìn)Q時，液溫就穩(wěn)定在 ,不再下降。以后所需的熱量全靠傳熱供給。00tp在實(shí)際使用條件下，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果得知，在氣化穩(wěn)定前的這段時間內(nèi)，如果導(dǎo)出氣流的速度一定時，液體溫度將以近似直線的形式下降，而容器內(nèi)的液量也不斷減少。 在氣化穩(wěn)定前的這段時間內(nèi)： u壓力逐漸下降；u液體溫度逐漸下降；u氣化速度（導(dǎo)出速度）的組成及變化：利用顯熱氣化的速度w1 ；原有氣體因壓力降至

3、P0時向外導(dǎo)出速度w2 ；依靠傳熱的氣化速度w3 ；在0 段內(nèi)，w1+w2從 逐漸減小到0，w3則從0變到 ； 以后全靠傳熱氣化。 00w0w0分析氣體的導(dǎo)出速度與穩(wěn)定后溫度、壓力的關(guān)系：導(dǎo)出速度越大，穩(wěn)定后的壓力越低，液溫越低；導(dǎo)出速度越小，穩(wěn)定后的壓力越高，液溫越高；能否無限大？ 臨界值：氣體壓力為大氣壓，液溫為該壓力下的飽和溫度，氣化速度最大，記為 。0wn實(shí)際上，容器出口壓力應(yīng)不低于調(diào)壓器入口的最低壓力P0，LPG的溫度不低于蒸氣壓力P0時的溫度t0。n為了要連續(xù)導(dǎo)出氣體并使氣化壓力保持在P0以上，就必須以比 小的w0導(dǎo)出氣體。nP0越高，液溫t0 也越高，氣溫與液溫差值越小，則氣化速

4、度就越小。n稱t0t0為最低允許液溫為最低允許液溫。0w式中： G總氣化量（kg）； G1依靠本身顯熱氣化的量（kg）； G2依靠壓力降低而導(dǎo)出的氣化量（kg） ； G3依靠傳熱的氣化量（kg）； w0氣化速度（kg/s）； 0氣化時間（s）。2、氣化能力的計算、氣化能力的計算如果t0為最低允許液溫，則 時間內(nèi)容器內(nèi)的氣化量及氣化速度可以用下式表示：000321wGGGG0pm1ttCG1G02GVG0032tttKF1G式中: r 氣化潛熱(kJ/kg) G容器內(nèi)的液量(kg) t 氣化前的液溫 t0最低允許的液溫 Cpm液態(tài)LPG在氣化前狀態(tài)至液溫降至為t0間的平均比熱 kJ/（kg.K）

5、n V 容器的內(nèi)容積n氣態(tài)LPG在氣化前狀態(tài)時的密度(Kg/m3)n0氣態(tài)LPG在液溫降為t0狀態(tài)的密度(Kg/m3)n K傳熱系數(shù)(kW/m2.K)n F液量為G時的濕表積(m2)液溫達(dá)到t0后的連續(xù)氣化能力為：00ttKF1Gn式中：G0當(dāng)液溫為t0時的連續(xù)氣化能力（kg/s）。00ttKF1Gn環(huán)境溫度t、最低允許液溫t0、K、F。nK：對地上50kg鋼瓶，在無風(fēng)狀態(tài)下，可取78.2W/(m2.K)； 在空氣有少許流動時可取1117.5 W/(m2.K)。n當(dāng)氣化過程中，由于液溫下降使容器外表面結(jié)露或結(jié)冰時，取正常情況的1/3。n對于埋設(shè)于冰凍線以下的容器，一般取36 W/(m2.K)n

6、F為變量，隨著氣化時間的增加而減少?？筛鶕?jù)用戶所需的氣化能力計算總濕表面積，繼而求得所需鋼瓶數(shù)量。影響氣化能力的因素：影響氣化能力的因素：nLPG是多種成分的混合物，低沸點(diǎn)的物質(zhì)易氣化，在液相中的比例減少；高沸點(diǎn)的成分在液相中的比例增多。n蒸氣壓也在改變。n在初始階段的短時間內(nèi)可獲得較大的氣化量；且如果減少或停止氣化，液溫可以回升，還可以再次利用由此積蓄起來的顯熱在短時間內(nèi)以較大的速度氣化。v 如果液體LPG 溫度同周圍介質(zhì)溫度相同，不會再液化v 如果液體LPG 溫度低于周圍介質(zhì)溫度,也不會再液化。因?yàn)榘l(fā)生液化的條件是溫度低于該壓力下的蒸汽露點(diǎn)溫度，所以周圍介質(zhì)的溫度等于或高于氣化時溫度不會液

7、化。v如以很高的蒸汽壓長距離輸送，而且高壓部分的環(huán)境溫度比氣化容器的環(huán)境溫度低，那么這部分氣體會出現(xiàn)再液化現(xiàn)象。（3 3）再液化問題）再液化問題 （4 4）氣化速度變化）氣化速度變化 液量減少 ，換熱面積減小，氣化速度減小。二、強(qiáng)制氣化 v強(qiáng)制氣化就是人為地加熱從容器中引出的液化石油氣使其氣化的方法。在專門的氣化裝置中進(jìn)行。v適用條件：用氣量較大；要求熱值穩(wěn)定；用自然氣化不經(jīng)濟(jì)。（一）強(qiáng)制氣化的特點(diǎn)v1氣化后的氣體組分始終與原料液化石油氣的組分相同；v2通常在不大的氣化裝置中可氣化大量氣體，不同于自然氣化受條件限制；v3如仍然保持氣化時的壓力進(jìn)行輸送，則可能出現(xiàn)再液化問題。所以應(yīng)盡快降到適當(dāng)壓

8、力，或加熱提高溫度。處于過熱后再輸送。v強(qiáng)制氣化系統(tǒng)再液化的條件v環(huán)境溫度25，組分50%丙烷，50%丁烷，其飽和蒸氣壓0.6Mpa，氣化;v如果在0.6Mpa下不再液化，其最低溫度約40 ，因此加熱溫度不宜低于40 ，否則剩液中丁烷越來越多。v若在此氣化溫度壓力下（40、0.6Mpa）輸出，環(huán)境溫度25，發(fā)生液化。v如果要在環(huán)境溫度25時不再液化，其最高壓力約為0.3Mpa，以防止出現(xiàn)再液化。 （二）強(qiáng)制氣化的工藝流程p液化石油氣的強(qiáng)制氣化屬于等壓氣化，即進(jìn)入汽化器的液體壓力等于導(dǎo)出氣體的壓力。按進(jìn)入汽化器的方式分類 等壓進(jìn)液強(qiáng)制氣化 加壓進(jìn)液強(qiáng)制氣化 減壓進(jìn)液強(qiáng)制氣化 1、等壓進(jìn)液強(qiáng)制氣化

9、n儲罐 1 中的液化石油氣借本身的壓力通過液相管道，經(jīng)過濾器 8 、浮球式極限液位調(diào)節(jié)器 2 至氣化升壓器 3 中。n浮子式極限液位調(diào)節(jié)器控制汽化器內(nèi)的最高液位。 n氣化量自動調(diào)節(jié)：在載熱體的流量、溫度穩(wěn)定的情況下，氣化升壓器內(nèi)液位高度取決于液化石油氣的用量。 2. 加壓強(qiáng)制氣化加壓強(qiáng)制氣化v3 3減壓強(qiáng)制氣化減壓強(qiáng)制氣化第二節(jié)第二節(jié) LPG的氣化站的氣化站一、氣化站站址選擇p 為了保證用戶的供氣壓力穩(wěn)定，站址宜靠近負(fù)荷區(qū)。氣化站、混氣站屬于甲類火災(zāi)危險場所，站內(nèi)儲罐與明火、散發(fā)火花地點(diǎn)和建筑物、構(gòu)筑物的防火間距應(yīng)不小于相關(guān)規(guī)范的規(guī)定。二、氣化站平面布置p包括儲罐、氣化間、調(diào)壓間、值班室等建筑

10、物、構(gòu)筑物。站區(qū)四周應(yīng)設(shè)置高度不低于2m的非燃燒體實(shí)體圍墻，儲罐應(yīng)與氣化間及其他建筑物用防火墻隔開。 v自然氣化管道供應(yīng)適用于用氣量不大的系統(tǒng)（幾百戶），這種系統(tǒng)投資少、運(yùn)行費(fèi)用低。一般采用50kg的鋼瓶，布置成兩組，一組為使用側(cè)，一組為待用側(cè)。鋼瓶起到儲氣和自然氣化的作用。v根據(jù)高峰負(fù)荷及自然氣化的能力確定鋼瓶的數(shù)量。1自然氣化的管道供應(yīng)n根據(jù)供氣規(guī)模的大小、輸氣距離的遠(yuǎn)近、環(huán)境溫度的高低確定液化石油氣管道供應(yīng)的氣化站是自然氣化或強(qiáng)制氣化、低壓輸送或中壓輸送。三、氣化站內(nèi)的工藝三、氣化站內(nèi)的工藝v當(dāng)輸氣距離較短、管道阻力較小時，氣化站通常采用高低壓調(diào)壓器，管道采用低壓供氣。v當(dāng)輸氣距離較長（

11、超過200m時），氣化站可設(shè)置高中壓調(diào)壓器或自動切換調(diào)壓器，中壓供氣，在用戶處二次調(diào)壓。v液化石油氣強(qiáng)制氣化管道供應(yīng)方式的特點(diǎn)是：供氣量與供應(yīng)半徑較大。v強(qiáng)制氣化站可以采用50kg鋼瓶的瓶組，也可以采用較大容積的金屬儲罐。在強(qiáng)制氣化系統(tǒng)中，鋼瓶瓶組或儲罐只起儲存作用，和換熱面積沒有關(guān)系。液態(tài)液化石油氣在專門的氣化器中進(jìn)行氣化。v強(qiáng)制氣化的供氣系統(tǒng)根據(jù)輸送距離的遠(yuǎn)近可以選擇中壓供氣或低壓供氣兩種方式。與自然氣化管道供應(yīng)方式一樣，當(dāng)采用中壓供氣時，在用戶處需要二次調(diào)壓。2強(qiáng)制氣化的管道供應(yīng)汽車槽車汽車槽車氣化器氣化器(或電熱或電熱)LPG泵泵LPG儲罐儲罐調(diào)壓器調(diào)壓器熱水鍋爐熱水鍋爐熱水循環(huán)泵熱水

12、循環(huán)泵城市管網(wǎng)城市管網(wǎng)液化氣液化氣強(qiáng)制氣化工藝流程框圖強(qiáng)制氣化工藝流程框圖計量計量p采用50kg鋼瓶，可以采用氣液兩相引出的鋼瓶。p高峰時，依靠強(qiáng)制氣化供氣；p低峰或停電時依靠自然氣化供氣，即可以節(jié)省電能，又提高了供氣的可靠性。第三節(jié)第三節(jié) 液化石油氣混氣站液化石油氣混氣站v液化石油氣混空氣作為中小城鎮(zhèn)的氣源，與人工燃?xì)庀啾?，具有投資少、運(yùn)行成本低、建設(shè)周期短、供氣規(guī)模彈性大的優(yōu)點(diǎn)；v與液化石油氣自然氣化和強(qiáng)制氣化管道供應(yīng)相比，由于混合氣的露點(diǎn)比液化石油氣低，即使在寒冷地區(qū)也可以保證常年供氣。v同時，這種系統(tǒng)還適宜作為城鎮(zhèn)天然氣到來之前的過渡氣源，在天然氣到來之后，混氣站仍可作為調(diào)峰或備用氣源留用。一、液化石油氣混空氣的原因一、液化石油氣混空氣的原因二、混氣工藝要求二、混氣工藝要求1、互換性、互換性 2、混氣比、混氣比液化石油氣的體積分?jǐn)?shù)必須高于其爆炸上限的1.5倍。3、溫度、溫度 采用管道供應(yīng)氣態(tài)液化石油氣，或液化石油氣與其他氣體混合時，其管道外壁溫度應(yīng)比管道內(nèi)氣體露點(diǎn)溫度高5以上。汽車槽車汽車槽車氣化器氣化器LPGLPG泵泵LPGLPG儲罐儲罐調(diào)壓器調(diào)壓器熱水鍋爐熱水鍋爐熱水循環(huán)泵熱水循環(huán)泵混合器混合器加壓加壓儲氣罐儲氣罐城市管網(wǎng)城市管網(wǎng)液化氣液化氣混氣工藝流程