空温式气化器及应用浅析

空温式气化器是利用液化石油气等液化气体通过减压后自然吸热气化的特性而制成的，它的生产和应用在国外尤其是日本已十分成熟，而它的兴起在国内仅是近几年的事，还没有得到广泛的生产和应用，丹阳朗克气体在此作简单的分析。

空温式气化器在国内的应用

国内使用的气化器有电热式、电热水浴式、热水循环式、空温式几种，以目前国内的应用来看，空温式气化器的使用率最低。究其原因，一方面，是因为它对许多用户来说还是“新事物”，另外它的使用也确实受气温的影响较大。但空温式气化器的优点是其它种类气化炉无可超越的，它高效节能、环保，运行费用远远低于其它气化炉。正因为如此，空温式气化器日益受到用户的青睞。

从目前国内几大空温式气化器的销售情况看，基本是供需平衡。据统计，去年主要生产空温式气化器的6个厂家生产的产品遍及全国，井主要集中在江浙和广东。在广东珠江三角洲的深圳、珠海，番禺、中山、南海、顺德等经济发达地区，近两年来的销售呈数倍增加的趋势，相信在这些地区的带动下，空温式气化器会得到广泛的应用。

空温式气化器的生产

空温式气化器是利用液化石油气（LPG）、液化天然气（LNG）等燃气减压气化的特性实现气体气化的新型高效环保节能气化装置。其核心部分即是换热装置，在尽可能小的空间内从大气中获取最大的热能。

目前国内厂家生产的空温式气化器的换热装置多采用防锈铝合金翅片管。由于没有优化设计，大多存在以下缺点：设备庞大、造价过高、产品流量不足。笔者认为，造成的原因（除了人工方面的因素）主要在于换热装置的换热性能不强，只单纯利用了翅片的换热面积。为了达到一定的流量，只能增加翅片，这就意味着产品造价的增大和设备尺寸增大。我们经过多次研究和试验，利用一些技术手段，最大限度地解决了这一问题。

下面就此作简单说明，希望对国内的空温式气化器的推广能起到积极的作用。

一般的翅片管的结构是：翅片具有一中心管，管外为径向翅片，液体在管内流动，而依靠翅片吸收外界环境热量传递到管内液体以实现液体吸热气化。我们经过多次实验和筛选，选取区别于以上元件的新型翅片管传热系数比前者提高50%以上。

对此翅片管的作用原理，现以液化石油气作为工作介质为例作如下分析：当液化石油气在管内流动（由下向上垂直轴向方向），冷流体当中靠近翅片管内壁液体首先完成与外界热交换面气化成为一个个微小气泡，当一个个微小气泡汇集成为气体、脱离出来而达至沸腾但由于液体石油气与器壁接触时间短，管内流动只在重力作用之下对流，整支翅片管中上下部分壁温不均匀，造成翅片管传热系数无太大提高，翅片管整体换热性能无充分利用，这正是目前国内几种液化石油气空温式气化器翅片管均存在的缺点。而本公司的ATC系列利用内置吸液芯及螺旋导流带技术大大提高了翅片管的传热系数，比没采用该技术的翅片管要提高1.5-2.0倍，采用内置吸热芯及螺旋导流带技术原理 如图所示。

采用的内置吸液芯为一多孔不锈钢带，缠绕成圆柱状后紧贴于翅片管内壁、当吸热芯浸润于液化石油气或天然气液体当中时，由于液体表面张力毛细管现象的作用，吸液芯与翅片管内壁之间的狭小闻隙中吸附着的液膜中的液体通过翅片管吸热气化形成微小气泡，当微小气泡向上流动而形成叫大气泡时由吸液芯上表面小孔逸出，最终于液面脱离成气体达至沸腾，而微小气泡脱离吸液芯后液体由吸液芯上小孔补充至间隙当中而形成微对流传热而且由于内置吸液芯与螺旋导流带间液体隔离了，避免了被后者冲刷携带而过早脱离翅片管内而有利于微小气泡的生成。

内置螺旋导流使液体的流动方向改变了，无内置螺旋导流带时液体流动方向是垂直方向流动，而内置螺旋导流带后，液体流动方向是螺旋上升（流动方向类似于阿基米德螺线），增大了液体流动，延长了液体与翅片管内的接触时间，提高了吸液芯与螺旋导流带之间液体的分离，形成气流，该气流夹带着有一小部分液滴，在上升过程中不断润湿液面以上翅片壁，气体又再吸收一部分温度与上升气流相同的液滴沿内壁向下方向流动，在液面与温度稍低的液体混合后，提高了液面处温度，增强了翅片管内沸腾，也更加充分的提高了翅片管的整体换热性能。

就这两项技术应用来说，明显改善就翅片管内壁温度的均匀性，进步提高了热度密度，较明显提高了翅片管的传热系数，提高了空温式气化器的换热效果，更加有效地保证LPG、LNG等液化的气化。

由具有内置吸液芯及螺旋导流带的翅片组管组成的高效换热管组成的气化段及具有内置螺旋导流带的翅片管组成的过热段（用于提高气化后气体温度）以及装置有主调压装置、监控液相调压器的控制器和气相调压系统、防过液装置、安全放散管等组合而成的空温式气化器能在一定的体积下最大限度地保证了气化能力。

空温式气化器的缺陷和解决办法

空温式气化器是依靠自身显热和吸收外界大气环境热量而实现气化功能的，这是它的优点，但其气化量受气温的影响较大。在气温较低时（在北方）气化量可能达不到额定值。经过本公司有关的测算，在零摄氏度气化能力仅能达到其额定流量的65%。但我认为，这个不足是可以解决的，一方面，可以在较冷的时节启用备用系统，另外也可增加一套备用的系统，从费用上考虑，依然是比仅使用电热式气化器更合算的。

精心设计和生产的空温式气化器既环保节能，又能获得十分显著的经济效益，在全球能源日益紧缺的今天，应大力推广和支持空温式气化器的使用。

文：吴红华