浅谈液化石油气混空气的方式在小城镇管道供气的应用

杜明波

（昆仑燃气黑龙江分公司，黑龙江大庆　163453）

浅谈液化石油气混空气的方式在小城镇管道供气的应用

杜明波

（昆仑燃气黑龙江分公司，黑龙江大庆163453）

因东北三省LPG的大型生产厂家众多，LPG的应用在东北三省的发展有着较为充足的资源优势。由于近年来天然气在东北各大城市得到了较快的发展，从而LPG的发展方向，应该向小城镇及天然气未辐射的区域改变。本文简要介绍了液化石油气混空技术，同时阐述其在小城镇的应用空间，这种方式是城市燃气在小城镇供气时的重要供气方式之一。

液化石油气混空混合方式管道

近几年国内城市燃气行业快速发展，随着管道天然气在我国城市的稳步推进，使得液化石油气业务在城市中的使用量逐步减少，经营效益开始下滑。但一些小城镇和天然气管网为辐射的区域，依旧以液化石油气为主要气源，居民对燃气的安全可靠性、连续性、便捷等方面还是有较高的要求，液化气液化石油气混空气的方式，是快速解决这一问题的最好方式。

1　气化-空混含义

运用一定的技术设备，将液化石油气的液态充分气化，并用一定的科学原理与一定比例的空气混合，形成混合燃气，以管道的形式输送给用户使用。

2　气化-空混实用性

（1）补充性。适用于有燃气管道需求，而且短期内管道天然气又入不了户的城镇居民小区和有一定规模用气量的工商服用户。（2）互换性。使用管道SNG（合成天然气）时，我们在设计上采取与使用NG相当的措施，即SNG设定的热值与天然气的热值相当，终端用户备用NG炉具活嘴。当用户具备使用CNG或管道天然气供应条件时，可根据热值相当的原理，将SNG管道直接转换过去即可使用天然气供气，不需要置换；用户换掉活嘴即可使用。

3　应用流程及主要原理

当城镇居民供气户数少于200户时，可以采用自然气化式瓶组供气方式，当居民供气户数少于2000户时可以采用强制气化式瓶组供气方式，当居民供气户数少于5000户时可以采用储罐储存型LPG气相直供方式，由于黑龙江地区的小城镇一般居民用户都在2000户左右，所以可采用强制气化式瓶组供气方式。

瓶组连接--液相气化--空气混合--稳压供应

3.1瓶组连接

将LPG钢瓶并联成2排，用高压胶管联到管线上，并接到气化装置上。在瓶组管路上设有稳压泵、压力表和储罐，使LPG进入汽化器前压力稳定在5Kg左右。

3.2液相气化

钢瓶出口阀门有一根管子插到钢瓶底部，凭借钢瓶内压使液相从管子流出，稳压后被压入到气化炉，在气化炉中与热水换热气化后，流出炉外管路里。气化炉有6种：电热水浴式、热水加热式、蒸汽加热式、水循环式、空温式、壁挂式。适合我们应用的是电热水浴式气化炉，其构造和工作原理是炉内胆盛装清水，水中有不锈钢防爆电加热器，以及浸在水中的液相LPG通过的不锈钢盘管。当给防爆电加热器加热时，水开始升温，水温由防爆电控箱上的仪表自动启停控制在事先设定的范围内（55-62.5℃），流经在盘管中的液化气吸收热水的热量后气化，经过气液分离器脱去重组分后，进入一个带有浮球装置的筒内，浮球控制出口开关，当盘管温度降低到55℃下使液相不能汽化时，盘管内的介质是液相，当液位超高的时候，浮球顶到阀门使阀门自动关闭，保证液态液化气不会冲出造成安全隐患；当水位到下限时，无论水温高低，电加热器均停止加热以防止干烧。

3.3空气混合方式

空混技术有4种：随动流量式、高压比例式、文丘里引射式、配比式。

随动流量式的设备整体撬装，或模块化结构（大型混气站用），用高精度的流量检测装置、高智能的检测控制仪表和快速反应执行装置，自动实现一种气体相对另一种气体的体积流量跟踪，实现混合比例的自动调节。同时，将热值或LPG混空系统的含氧量信号引入流量随动控制系统，削弱由于LPG组分波动对热值及华白数的影响。混气出口设专用的静态混合器，保证气体混合均匀。

高压比例式是把LPG和外界压缩空气通过联动调压器调整成同样的压力，并以不同口径的截面积和浮动阀口进入同一装置，按比例大小混气，混气流量根据输出压力变化，自动跟随变化。混气比例可在爆炸极限的1.5倍以上范围内连续调整。需要配鼓风机或空压机、空气储罐。

配比式是将需混合的气体在进入混气机前预先调成一定的压力（低于0.2Mpa），每支混气管上有独立的转子流量计、流量调整阀和防爆电磁阀，通过调整阀与流量计，可将各气体的流量依据希望达到的混气比例一一确定。控制系统将依据用气量同步启闭各管路上的电磁阀，气体进入汇总管后在静态混合器中均匀混合供应用户。

文丘里引射式其工作原理是由气化炉流出的LPG气体，在较大口径的管道空间流过较小口径的管道空间时，流速会瞬间增大，对周围环境产生负压，即通过文丘里喷射形成负压，提升旁侧的吸气阀即止回阀将外界空气吸入，在文丘里管中压缩扩散后形成混合气，经过集气管进入缓冲罐。止回阀的作用是保证空气被吸入后不会倒流。空气的吸入量经过设计严格按照预先设定的比例，稳定可靠。文丘里混气方式中空气不须加压，即不须配备空压机，全部混合过程的能量由LPG的压力提供，空气比例越高，则混合气输出压力越低，在空气不加压情况下，混合气压力通常在40KPa以内。

这里我推荐使用文丘里引射式，作为小城镇液化气混空供气方式的首选。

4　供气能力

（1）文丘里混气机最大混气能力5000m3/d，一般混气能力在300m3/d的文丘里设备可供2000户使用。

（2）文丘里混气机的单管产气能力是固定的，在使用时为缓解产气和用气匹配问题，我们选用多管混气机；并在混气机后设缓冲罐，文丘里管启/停可由可编程控制器PLC根据管网压力自动调节。

5　气化-空混安全性能

（1）液空混合的安全性。①混气比例设定在爆炸上限1.5倍以上的任意比例，一般为LPG：AIR=40：60、45：55或50：50。②采用拉伐尔超音速喷嘴，可获得较高的混气压力，且喷嘴和文丘里管按照设定比例确定，保证混气比例稳定。③缓冲罐有空气压力超限和双气差压超限安全连锁，有氧分仪或热值仪及报警连锁信号，适时检测和监控氧含量或LPG含量，当混气比例超差时，混气机自动停止混气。

（2）混气出口的安全性。①混气出口设有压力高限、温度低限安全连锁点。②混气出口进行二次调压。

（3）自动控制的安全性。系统上设有双路气动紧急切断阀，有全自动防爆控制马达，实现自动控制。

6　结语

液化石油气混空气管道供应方式具有投资少、建设周期短、单位燃气成本低等优点；当居民供气户数少于200户时，可以采用自然气化式瓶组供气方式，当居民供气户数少于2000户时可以采用强制气化式瓶组供气方式，当居民供气户数少于5000户时可以采用储罐储存型LPG气相直供方式，当居民供应户数大于5000户时，应采用LPG-AIR（混空）供应方式。东北地区小城镇一般居民户数都在5000户左右，因此液化气混空在东北地区的应用有着广泛的市场空间。