液化石油气的升压设备-汽化器(新版)

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液化石油气的升压设备-汽化器
(新版)
Safety management is an important part of production management. Safety and production are in
the implementation process
液化石油气的升压设备-汽化器(新版)
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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