空温式气化器在LPG气化站的应用

在中小城镇小区燃气供应中，液化石油气管道供应由于具有集中管理、调控方便、运行安全可靠、供气方式灵活。向天然气过渡方便等特点而得到广泛应用。液化石油气管道供应的核心设备是液化石油气气化器。

目前国内的LPG气化器按结构分有蛇管式、组合套管式和列管式；按传热介质和加热方式分有电热水浴式、热水加热式和蒸汽加热式，其中电热水浴式和热水加热式气化器的使用较广泛。

1、气化器的选择

1.1选择气化器需要考虑的因素

①用户用气设备的最大负荷。气化器的气化量必须与用户用气设备的最大负荷相匹配。

②气化器的造价。造价相对较低是选择气化器的条件之一。

③气化器的能耗及运行费用。在造价较低的情况下，气化器的能耗及运行费用要尽可能低。

④气化器占地面积。受气化站空间位置限制，根据用地情况而定。

⑤当地的气候条件。气温的高低决定着气化器的类型。

⑥液化石油气的成分。C3组分含量高的液化石油气更容易被气化。

气化器选型时，宜将气化器选得略大一些，足以补偿因其换热面结垢造成负荷的减少。

气化器的运行费用与其类型有关，一般电热水浴式气化器能耗高，运行费用较高，热水式气化器运行费用相对较低。

若气化器需要的空间位置受到限制，则首先必须遵守标准规范及各地法规要求的安全距离，再考虑影响气化器选择的其他因素。

一般供气规模较小且用电不紧张的地区可采用电热水浴式气化器，若供气规模较大则宜采用热水加热式或蒸汽加热式气化器。

1.2空温式气化器的应用

无论是电热式、热水式还是蒸汽式气化器，均有一个共同特征，即耗能。这里仅以电热式和热水式气化器为例说明设备本身的能耗费用之高。

常见的液化石油气瓶组气化站供气系统的气化设备多用电热水浴式气化器，对于这类气化设备，根据我们几年来在供气管理方面积累的经验数据，每气化1t液化石油气，气化器用电量约90 kW·h，若电价按0.80元/(kW·h)计算，则能耗费用约72元/t。目前液化石油气瓶组气化供气市场一般仅维持300元/t左右的进销差价，仅能耗费用一项就占了相当大的比例。如果再考虑瓶组气化站的人工工资、经营管理费、气瓶充装和运输费，瓶组气化供气的利润就所剩无几了。

对于热水式气化器，根据我公司气化站的统计数据，每气化1t液化石油气，热水式气化器需消耗液化石油气约11 kg，循环水泵用电量约10kw·h ，若电价按0.80元/(kW·h)、液化石油气按6.00元/kg计算，则热水式气化器的能耗费用约74元/t。随着液化石油气价格的不断走高，气化过程需要耗气的热水式气化器的能耗费用还将升高。

近年国内有些地方陆续采用另一种形式的气化器——LPG空温式气化器。该气化器主要由减压器、吸热段和蒸发段构成，吸热段由导热管串联而成，蒸发段由并排连接的导热管构成。液相LPG在经过减压器减压后，经过吸热段充分吸热后以混合状态或雾状进入蒸发段，进一步蒸发后完全气化，气化后的气相自气化器上方进入供气管道。

相对于电热式和热水式气化器，空温式气化器有如下优点：

①利用大气与LPG的温差进行气化，不消耗水、电等能源，在停电时也不影响供气。

②整体采用不锈钢和铝合金制造，耐腐蚀性很好。

③不需要供电、水循环系统等外接配置。在有工业废水的地方还可配置废水换热系统，以增大气化量。

④操作及保养简单，可大幅度降低管理费用。随着工艺技术的不断改进及市场的逐步规范优化，空温式气化器的价格也有大幅度下降，因此在造价，运行费用、运行管理等方面与电热式及热水式气化器综合比较，有较大优势。

以佛山市南海燃气总公司为例，该公司现有1号、2号两座气化站联网供气，两座气化站总储气量(液态)为90m3，原来各配置3台气化量均为1500kg/h的热水循环式气化器。根据气化站运行统计数据，两座气化站2000年向管网总供气量为1867t，气化设备运行所耗水、电、液化石油气及有关费用见表1，平均每气化1t液化石油气的能耗费用为47.41元。从2001年开始，对原气化设备进行了改造，在1号气化站增加了2台、2号气化站增加了1台气化量均为300kg/h 的空温式气化器，原热水循环式气化器保留，仅在用气高峰期及气温较低时开启，气化设备改造总费用为52.6 ×104元。2002年度两座气化站向管网总供气量为5327 t，能耗总费用为6.90×104元，平均每气化1t液化石油气的能耗费用仅为12.95元，比改造前节约34.46元。按2002年总供气量计算，1年内仅费用一项就节约了18.36 x104元，设备改造费用3年即可收回。实际上，公司在总结了使用空温式气化器的好处和充分掌握了空温式气化器的运行工况后，从2003年开始，两座气化站的热水循环式气化器只在春节用气高峰期作为空温式气化器的补充而短暂开启。因此，虽然此后几年总供气量在不断增加，但是能耗费用却一直保持在较低水平。气化设备改造后因操作及维修简单方便，人员配置未再增加，管理成本也随之降低。

由于有以上诸方面的优势，空温式气化器近年在南方许多地区得到了广泛认可与应用，并逐渐向北方地区扩展，多用于小区液化石油气气化站、工厂和企事业单位液化石油气气化站等。

空温式气化器的不足之处是对液化石油气质量有较高的要求，尤其是在我国北方地区，冬季气温低于0℃后要求液化石油气中丙烷的质量分数≥70%。在市场液化石油气组成不能随意改变的情况下，如何提高空温式气化器在0℃以下的气化能力，直接关系着其能否被我国北方地区的广大用户认可和使用。近几年有些空温式气化器的生产厂家也认识到了这个问题，着手对气化器进行改进，以尽可能地提高其气化能力。通过采取两级调压、增加换热面积及热水补热循环系统等措施，空温式气化器在气温较低时气化能力不足已基本解决，完全能满足北方地区用户冬季的气化要求，对地域性和LPG组成无特殊要求，值得在市场上推广。

2、结论

①空温式气化器不消耗外加能源，气化能耗费用低，在我国南方地区得到广泛认可与应用。

②经改进调压部分及换热部分的设计，并配置热水补热循环系统的空温式气化器，对地域性和LPG组成无特殊要求，完全能满足不同地区的气化要求，是一种安全可靠﹑管理简单、经济耐用的LPG气化设备，值得在市场上推广。

作者：王福强 陈敬明（燃气与热力）