液化石油氣第3章

1、LPG的氣化和管道供應的氣化和管道供應第一節(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，以液相為主進行輸送，這樣需要的管徑小，容積??；而使用時是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的熱量而進行的氣化,叫自然氣化,是在貯存容器中自然進行的。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： 、容器內初始壓力： u當容器內氣體不斷被導出時，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假設在氣化過程中容器內的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。經過時間 后，氣化Q=傳進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在實際使用條件下，從實驗結果得知，在氣化穩(wěn)定前的這段時間內，如果導出氣流的速度一定時，液體溫度將以近似直線的形式下降，而容器內的液量也不斷減少。 在氣化穩(wěn)定前的這段時間內： u壓力逐漸下降；u液體溫度逐漸下降；u氣化速度（導出速度）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時向外導出速度w2 ；依靠傳熱的氣化速度w3 ；在0 段內，w1+w2從 逐漸減小到0，w3則從0變到 ； 以后全靠傳熱氣化。 00w0w0分析氣體的導出速度與穩(wěn)定后溫度、壓力的關系：導出速度越大，穩(wěn)定后的壓力越低，液溫越低；導出速度越小，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實際上，容器出口壓力應不低于調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)導出氣體并使氣化壓力保持在P0以上，就必須以比 小的w0導出氣體。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 時間內容器內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)液溫達到t0后的連續(xù)氣化能力為：00ttKF1Gn式中：G0當液溫為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當氣化過程中，由于液溫下降使容器外表面結露或結冰時，取正常情況的1/3。n對于埋設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，低沸點的物質易氣化，在液相中的比例減少；高沸點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以較大的速度氣化。v 如果液體LPG 溫度同周圍介質溫度相同，不會再液化v 如果液體LPG 溫度低于周圍介質溫度,也不會再液化。因為發(fā)生液化的條件是溫度低于該壓力下的蒸汽露點溫度，所以周圍介質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、強制氣化 v強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；用自然氣化不經濟。（一）強制氣化的特點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行輸送，則可能出現(xiàn)再液化問題。所以應盡快降到適當壓

8、力，或加熱提高溫度。處于過熱后再輸送。v強制氣化系統(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）強制氣化的工藝流程p液化石油氣的強制氣化屬于等壓氣化，即進入汽化器的液體壓力等于導出氣體的壓力。按進入汽化器的方式分類 等壓進液強制氣化 加壓進液強制氣化 減壓進液強制氣化 1、等壓進液強制氣化

9、n儲罐 1 中的液化石油氣借本身的壓力通過液相管道，經過濾器 8 、浮球式極限液位調節(jié)器 2 至氣化升壓器 3 中。n浮子式極限液位調節(jié)器控制汽化器內的最高液位。 n氣化量自動調節(jié)：在載熱體的流量、溫度穩(wěn)定的情況下，氣化升壓器內液位高度取決于液化石油氣的用量。 2. 加壓強制氣化加壓強制氣化v3 3減壓強制氣化減壓強制氣化第二節(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，站址宜靠近負荷區(qū)。氣化站、混氣站屬于甲類火災危險場所，站內儲罐與明火、散發(fā)火花地點和建筑物、構筑物的防火間距應不小于相關規(guī)范的規(guī)定。二、氣化站平面布置p包括儲罐、氣化間、調壓間、值班室等建筑

10、物、構筑物。站區(qū)四周應設置高度不低于2m的非燃燒體實體圍墻，儲罐應與氣化間及其他建筑物用防火墻隔開。 v自然氣化管道供應適用于用氣量不大的系統(tǒng)（幾百戶），這種系統(tǒng)投資少、運行費用低。一般采用50kg的鋼瓶，布置成兩組，一組為使用側，一組為待用側。鋼瓶起到儲氣和自然氣化的作用。v根據(jù)高峰負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n根據(jù)供氣規(guī)模的大小、輸氣距離的遠近、環(huán)境溫度的高低確定液化石油氣管道供應的氣化站是自然氣化或強制氣化、低壓輸送或中壓輸送。三、氣化站內的工藝三、氣化站內的工藝v當輸氣距離較短、管道阻力較小時，氣化站通常采用高低壓調壓器，管道采用低壓供氣。v當輸氣距離較長（

11、超過200m時），氣化站可設置高中壓調壓器或自動切換調壓器，中壓供氣，在用戶處二次調壓。v液化石油氣強制氣化管道供應方式的特點是：供氣量與供應半徑較大。v強制氣化站可以采用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，和換熱面積沒有關系。液態(tài)液化石油氣在專門的氣化器中進行氣化。v強制氣化的供氣系統(tǒng)根據(jù)輸送距離的遠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方式一樣，當采用中壓供氣時，在用戶處需要二次調壓。2強制氣化的管道供應汽車槽車汽車槽車氣化器氣化器(或電熱或電熱)LPG泵泵LPG儲罐儲罐調壓器調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)液化氣液化氣強制氣化工藝流程框圖強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，與人工燃氣相比，具有投資少、運行成本低、建設周期短、供氣規(guī)模彈性大的優(yōu)點；v與液化石油氣自然氣化和強制氣化管道供應相比，由于混合氣的露點比液化石油氣低，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數(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，其管道外壁溫度應比管道內氣體露點溫度高5以上。汽車槽車汽車槽車氣化器氣化器LPGLPG泵泵LPGLPG儲罐儲罐調壓器調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