液化石油气的升压设备汽化器正式版.docx
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液化石油气的升压设备汽化器正式版
文件编号:
TP-AR-L6475
液化石油气的升压设备——汽化器(正式版)
InTermsOfOrganizationManagement,ItIsNecessaryToFormACertainGuidingAndPlanningExecutablePlan,SoAsToHelpDecision-MakersToCarryOutBetterProductionAndManagementFromMultiplePerspectives.
(示范文本)
编订:
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审核:
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单位:
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编订人:
某某某
审批人:
某某某
液化石油气的升压设备——汽化器(正式版)
使用注意:
该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上,形成一定的具有指导性,规划性的可执行计划,从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。
材料内容可根据实际情况作相应修改,请在使用时认真阅读。
汽化器又称蒸发升压器,是一种不使用动力的气体输送设备。
从汽化器的工作原理上讲,它属于换热器的一种,需要有一定的热源来进行热量交换。
液化石油气在使用(燃烧)前必须把它由液态转变成气态并过热(满足输送要求)的过程中,需要从外界吸取大量热量。
汽化器是为液态液化气转换成气态液化气,并过热至一定温度提供热量的热交换设备。
液化石油气的蒸发升压器,主要是利用外加热源对液化石油气进行加热,增加液化气的汽化量,使气体压力升高,以便向工业窑炉输送燃烧或加快液化石油气的装卸作业(在北方地区的冬季常用此工艺)。
另外,在对残液的回收利用工艺中,用汽化器将常温下不易挥发的残液(戊烷、戊烯)加热,使之汽化,送炉内燃烧使用。
在液化石油气站直供工业窑炉燃烧的生产工艺中,由于需用气量大,储罐内的液态石油气自行汽化的能力不能满足用气需求,特别是当气温冷热变化或储罐内液态储量增减时,更无法保证正常生产,必须配置汽化器。
一、汽化器的结构形式及工作原理
汽化器的种类很多,按其结构形式可分为列管式、盘管式等。
依据外界供热热源及介质的不同,汽化器又分为以下几种:
电加热式 热源为电加热器,介质为水;
壁挂电加热式 热源为电加热器,介质为水;
蒸汽加热式 热源为饱和蒸汽,50~500kg/h介质为水,1000~400kg/h介质为冷凝水;
热水加热式 热源及介质为循环热水;
空温式 热源及介质为环境空气。
1.热水加热汽化器
热水加热汽化器是用热水来加热液化石油气,使其加速汽化的一种设备。
该汽化器属于盘管式结构,主要由圆筒形壳体和一组盘管构成(见图1-11-13),热水在壳程,液化石油气在盘管管内。
液态石油气进入汽化器后,经盘管与热水进行热量交换,被加热后汽化,压力提高,汽化后的石油气由管程上部输送到燃烧室燃烧。
热水由壳体下部进入汽化器,被冷却后经上部排出。
为保持换热温度的恒定,由外加动力连续输给热水。
图1-11-13热水加热汽化器
1-排污管;2-壳体;3-加热盘管;4-进液管;5-出气管;6-封头;
7-放气管;8-冷水出口;9-热水出口
热水汽化器结构简单,制造方便,且换热温度易于控制,但汽化能力较小,工艺上需要配置保证热水供应的热源和动力设备。
(1)工作原理50~500kg/h的热水加热式汽化器为瞬时汽化方式,液化气由浸没在温水中的不锈钢盘管内通过,吸收温水的热量并过热,经过气液分离器脱去重组分后输入管网。
温度控制系统与热水循环泵联动,当汽化器内水温低于用户设定的温度时,循环泵会自动打开,为汽化器提供温度适合的热水,当汽化器内的热水温度达到要求时,热水循环泵自动停止工作。
汽化量在1000kg/h以上的热水加热式汽化器为有液汽化方式,液化气吸收汽化器内同轴列管束中热水的热量汽化并过热,经过不锈钢滤网脱去水分和重组分后输入管网。
汽化器在工作时,内部存在一定高度的液化气液面,当用气量上升或下降时,液化气液面也会随着上升或下降,以寻求合理的换热面积来适应汽化量的变化。
热水通常由外界热水炉、循环泵及高位水箱组成的热水供给系统,并由仪表自动控制在用户设定的工作范围内。
当有以下情况出现时,液化气进口电磁阀会自动关闭。
①液化气液位超限。
②出气温度超限(下限)。
③回水水温超限(下限)。
④回水水流中断。
当汽化器内压力超过安全阀的设定压力时,安全阀自动起跳。
(2)技术特点
①具有气温、水温、低液位、水流中断安全联锁。
②设备设有磁翻板液位计,可直观显示液位,并提供液位安全联锁信号。
③数字型智能仪表。
④控制仪表具有自锁功能。
⑤蒸发器内的换热管为不锈钢质。
2.蒸汽加热汽化器
蒸汽加热汽化器是由蒸汽作为加热剂的汽化设备,从结构上看,它由液相段、列管段和气相段3部分组成,是一种列管式设备(见图1-11-14)。
壳程的介质为蒸汽,管程介质为液化石油气。
液化石油气自液相段进入汽化器,经列管段的管程与壳程的蒸汽进行热量交流,被加热汽化后进入气相段排出。
蒸汽自列管段的上部进入,冷凝水自下部排出。
图1-11-14蒸汽加热汽化器
1-排污管;2-液相段封头;3-液相入口;4-下管板;5-筒体;6-蒸汽出口;
7-气相段封头;8-气相出口;9-上管板;10-蒸汽入口;11-排气口;12-法兰
由于蒸汽具有较高的热量,进入汽化器的蒸汽压力要控制在小于0.196以内,即蒸汽饱和温度不超过90℃,间接地将液化石油气的气体温度控制在45℃以下,以保证使用安全。
在汽化器的运行中,必须使气相出口阀处于开启状态,同时在汽化器的气相段要装设安全阀和压力表,蒸汽汽化器的制造要执行压力容器的标准和规定,与热水汽化器相比,其造价和质量要求都高。
蒸汽汽化器多用于对液化石油气残液的加热汽化。
由于残液的沸点较高,常温下不能汽化,用蒸汽将其加热,使残液汽化后送炉内燃烧使用。
(1)工作原理液化气由浸没在温水中的不锈钢管内通过,吸收蒸汽的热量后汽化并过热,经过气液分离器脱去重组分后输入管网。
饱和蒸汽热源由温控仪表自动控制在用户设定的工作范围内。
当温度低于用户设定的最低温度或水温高于用户设定的最高温度时,控制盘会自动报警。
当汽化器内压力超过安全阀的设定压力时,安全阀自动起跳。
在工作过程中汽化器有一定高度的液面存在,当用气量上升或下降时,液化气液面也会随着上升或下降,以寻求合理的换热面积来适应汽化量的变化。
当有以下情况出现时,液化气进口电磁阀会自动关闭。
①液化气液位超限(上限)。
②冷凝水温度超限(下限)。
③出气温度超限(下限)。
(2)技术特点
①不锈钢同轴列管套管换热结构,使汽化在相对温和的条件下进行。
②翅片管换热结构,增大了换热面积,提高了换热效率。
③设有磁翻板液位计的,可直观显示液化气液位,并可提供安全联锁信号。
④蒸发器为不锈钢材质,使设备使用寿命提高。
⑤具有低温/高温/低水位联锁报警。
⑥数字型智能仪表。
⑦采用优质保温材料。
⑧具有蒸汽加热及热水加热两用功能。
⑨控制仪表具有自锁功能,便于站房管理。
⑩集气筒倒吸式排污,使残液排除得更彻底。
3.电热管汽化器
电热管汽化器是近几年出现的一种新式汽化设备,是在热水汽化器的基础上,将外加热水供应改为在设备内由电热管对水进行加热,再由热水对液化石油气进行换热,从而省掉了热水的供给系统。
电热管汽化器结构如图1-11-15所示。
由图1-11-15看出,该汽化器除了在热水箱的下部增设了几组电热管外,中上部还多了个中心管气液分离室,起着集聚气体和分离液体的作用,从而保证了外输气体的稳定。
电热管汽化器外形尺寸一般稍大于同规格的热水汽化器,按其蒸发能力分有200~500kg/h系列,所配电热管功率15~74kW,热水温度在70~80℃,由温度表自控装置进行调控。
内装热水需软化处理,要定期更换一次新水。
电热管和温度自控装置要采用防爆结构。
图1-11-15电热管汽化器的结构
1-排污管;2-电热管;3-中心管;4-进水管;5-水箱;6-盘管;7-进液管;8-气相出口;
9-安全阀接管;10、11-液位计接管;12-压力表接管;13-温度计
电热管汽化器结构紧凑,操作使用方便,汽化效果稳定,目前已被广泛使用。
(1)工作原理液化气由浸没在温水中的不锈钢盘管内通过,吸收温水的热量后汽化并过热,经过气液分离器脱去重组分后输入管网。
温水的热源由电加热器提供,并由仪表自动控制在用户设定在工作范围内(通常为60℃±2.5℃)。
当水温低于设定的最低温度时,控制盘会自动报警。
当水温高于设定的最高温度时,控制盘会自动报警并切断动力电源。
当水位低于设定的最低下限时,控制盘会自动报警并切断动力电源。
当有液态的液化石油气没能汽化时,汽化器防过液阀自动关断出气口,检修复位后方可通气。
当汽化器内压力超过安全阀的设定压力时,安全阀自动起跳,确保管道安全。
(2)技术特点
①蒸发器及加热管为不锈钢材质。
②具有低温/高温/低水位联锁报警。
③数字型智能仪表。
④采用优质保温材料。
⑤具有电加热及热水加热两用功能。
⑥控制仪表具有自锁功能,便于站房管理。
⑦倒吸式排污,使残液排除得更彻底。
电加热式汽化器安装示意如图1-11-16所示。
4.空温式汽化器
图1-11-16电加热式汽化器安装示意
空温式汽化器是利用液化气减压吸热汽化的特征,通过高效吸热材料使液化石油气在常温下即可汽化,是一种很好的节能设备。
尤其适合在年平均气温较高的地方使用。
(1)工作原理空温式汽化器由调压箱、换热器和液位显示及保护系统三部分组成。
调压箱内串联调压阀A和调压阀B,先设定调压阀B的出口压力(PB)略高于调压阀A的出口压力(PA),PA为实际工作压力。
在正常情况下,因为PB>PA,根据调压阀工作原理,调压阀A进行正常调压,调压阀B不起调压作用。
当调压阀A出现串压情况时,PA突然上升,当PA>PB时调压阀%开始工作进行调压,确保进入换热器内液体的压力不超过PB,设备仍可稳定供气。
换热器主要由高效换热的低温铝合金纵向翅片管组成。
每个翅片管又分为蒸发段和过热段两个部分。
蒸发段提供足够的换热面积将液态介质转化气态介质,过热段进一步加热气体,提高出口气体温度从而达到稳定输配的效果。
由于液化气汽化时吸收的热量是由环境中获得,所以汽化器应安装在空气通畅的地方,且应高出地面200mm以上,根据要求可增设强制换风和强制热风装置。
液位显示及保护系统由磁翻板液位计、过液切断装置和远程预警系统三部分组成。
磁翻板液位计可以直观显示汽化器内液位的升降,当液位接近D点时,远程预警系统会发出声光警报提示操作人员;而当液位继续上升超过D点时,过液切断装置立即切断气体的出口以避免过液现象的发生,确保设备安全可靠地运行。
为安全起见,自锁切断后需人工复位。
(2)技术特点
①主体采用低温合金氩弧焊接,表面作防腐处理。
②防过液装置灵敏可靠,同时可附带远程预警系统。
③串联进口减压阀,提供输出压力的双重保护。
④安全放散装置提供换热器内的超压保护。
⑤输送过程中不会出再“再液化”现象。
二、汽化器的选用原则
汽化器的选用一般根据使用液化气的流量来选取,当使用液化气的小时流量大于500kg时,一般选用热水式或蒸汽式大型汽化器。
大型汽化器是采用列管束布置,材料为不锈钢同轴套管带翅片,既可以高效地换热,又有较长的使用寿命。
同时,汽化器还设有多重安全联锁保护,适用于大型汽化站或混气站。
常见的汽化器有:
美国的山姆帝克E[Y]、日本的神乐、丹麦的高山、意大利的萨泰克和天津的华迈、奥利达,台湾的龙门等产品。
三、汽化器的操作使用与维护保养
1.使用
汽化器在首次使用前,应对汽化器和液化石油气的管路进行吹扫、试压和置换,按照使用说明书和图纸资料对设备状况、安装质量与所配管道的流向和安全附件的灵敏完好情况进行检查。
合格后方可使用。
汽化器的操作一般按以下程序进行。
①检查确认加热流体的操作阀是否关闭,安全阀、压力表和温度计是否完好(对电热管汽化器要确认加热电源程序是否切断)。
②开启汽化器的气相出口操作的,保持气体出口管路阀畅通。
③开启液化石油气的入口操作阀,在确认液化石油气进入汽化器后,先开热流体出口阀,再开启热流体进口阀,对电热管汽化器可接通电热源,将温度控制器调整到规定数值。
④当发现汽化后的出口压力超过规定值时,应调节汽化器进液阀门,控制进液量,对电加热汽化器可下调加热温度。
在汽化器的运行中,操作人员应随时检查其液位、压力和温度的变化情况,随时注意调节进口阀门和温度,保持稳定升压,将工作参数控制在设备技术规定之内。
汽化器停止使用时,要先关闭加热流体的进口阀门(电热管汽化器要先切断电源),再关闭液化气进口阀门,确认汽化器停止蒸发,进、出口压力表数据相同后,再关闭液化气出口阀,关闭加热介质的出口阀。
2.汽化器的维护保养
①采用热水加热的汽化器,每半年要更换一次新水。
蒸汽加热的汽化器,每班应排放一次列管段中的污水。
②汽化器上的液位计要定期冲洗,压力表、温度计和安全阀要按规定日期进行校验,保证其灵敏和完好。
③各操作阀门、仪表及接管接头无泄漏,各连接螺栓无锈蚀,汽化器保温层无损坏。
④定期擦洗设备,保持汽化器及周围环境的卫生清洁。
四、汽化器常见故障及排除
①汽化效率低,进出口压差小。
主要原因:
一是管路堵塞;二是换热管表面结垢,当出现此种现象时,要疏通被堵塞的管路或清洗除去结垢层。
②液化气入口阀开启后,出口管温度低于入口管温度,其原因如下:
a.出液储罐压力过低,或汽化器出口管路阻力大,形不成所需的压差。
应提高出液储罐的压力;检查汽化器出口管路是否畅通。
b.汽化器与升压罐距离过长,工艺管线设置不合理。
可先向近距离升压罐输气,待汽化运行正常后,再导向无距离储罐。
或改变工艺管路装置,减少管道阻力。
c.阀门有故障,可检修更换。
③升压速度比正常情况下降。
其产生原因:
一是热介质温度低;二是汽化器出口管路有冷凝现象。
应提高加热温度或在出口管路上加保温措施。
④热水箱或热介质出口管路上有液化石油气味。
原因是换热管有漏气,应停止使用,对汽化器进行检修。
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