CN1068422C - 轻烃燃料自动气化管道供气装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于管网供气的轻烃燃料的气化装置。旨在解决已有技术在恒定压力、稳定供气、控制气化速度、调整燃气浓度比方面存在的问题。包含依次连通的储油罐A、气化器B、压缩机C、储气柜D，气化器有空心夹套部7的外壳4、顶部进油管9、底部进油管11、自动进油限位器12、通气管14和通气管喷咀17和枝状分布器19及浓度比调节仪16、叶轮20、抽气管3、加热箱22和自动温度补偿装置23，储气柜有与压缩机相联的压力控制器25。

Description

轻烃燃料自动气化管道供气装置

本发明涉及液体燃料的气化装置，特别是采用管网供气的轻烃燃料的气化装置。

随着人民生活水平的提高，对高品位气化燃料的需求与日剧增，而煤气、天然气资源有限，投资巨大，无法满足社会需求和适应城镇现代化建设的要求。为此，我国制定了“因地制宜、多方集资、多种气源、相互补充、积极应用新技术、提高城镇气化、净化水平”的燃气发展方针。在此方针指导下，许多人开始研究利用轻烃燃料来生产管道燃气。有如由贮油罐、空气贮罐、加热气化罐、混合气罐、空压机、调压器、输送管道等构成的液体燃料的气化装置。也有利用气泵或空压机对储油罐或气化塔器中的轻烃燃料从底部进行充气、鼓泡、加压气化的轻烃燃料气化装置。已有的装置由于在恒定压力，稳定供气；控制气化速度、调整燃气浓度混合比等方面存在问题，技术尚不成熟，所以至今尚未大规模推广实施。

鉴于此，本发明的目的在于提供一种能自动供油，自动气化，自动恒温恒压、自动调节浓度比的轻烃燃料自动气化管道供气装置

本发明利用轻烃燃料沸点低，易挥发，在常温常压下可以气化的特点，采用压缩机对气化器进行抽气、排气，达成负压，在负压作用下，使燃料经自动进油限位器、空气经燃气浓度比自动调节仪进入气化器内，然后在常温、负压下，经喷头雾化、空气喷咀吹沸、蒸发器蒸发而气化，并利用空气鼓泡和推动叶轮旋转搅拌而加速气化，来实现其目的。

本发明的轻烃燃料自动气化管道供气装置(参见附图)，包含依次连通的储油罐(A)、气化器(B)、压缩机(C)、储气柜(D)，储气柜与供气管道(28)连通，上述气化器(B)有空心夹套部(7)的外壳(4)，外壳的顶部有与储油罐连通的顶部进油管(9)、有与大气相通的通气管(14)及其浓度比调节仪(16)和通气管端部的通气管喷咀(17)，外壳内中部有叶轮(20)，外壳的下部有与储油罐连通的底部进油管(11)、与通气管连通的枝状分布器(19)，外壳的顶部有与压缩机连通的抽气管(6)，上述顶部进油管和底部进油管及其连通储油罐的进油管(2)与自动进油限位器(12)连通，有与气化器的空心夹套部连通的加热箱(22)及其自动温度补偿装置(23)，上述储气柜(D)有其电源开关与压缩机的电源相联的压力控制器(25)。

上述的储油罐(A)、储气柜(D)的位置低于气化器(B)。可以是储油罐(A)、储气柜(D)埋在地面下，气化器(A)设在地面上。

上述的顶部进油管(9)的端部可以有喷头(10)。

上述的通气管(14)，可以有空气过滤器(15)。

上述的外壳内上部可以有与加热箱连通的列管蒸发器(8)。

上述的压缩机(C)，可以有并联的2台，其进气口与气化器(B)的抽气管(6)相连。

本发明的轻烃燃料自动气化管道供气装置的气化过程如下：

接通电源，压缩机(C)启动工作，气化器内的空气被吸出，使气化器内的压力低于大气压而形成负压。在大气压强作用下，贮油罐(A)内的轻烃燃料(以下简称烃油)，通过顶部进油管和浓度比自动调节仪、底部进油管喷入气化器。气化器外的空气经通气管分别从气化器上部的通气管喷咀喷入气化器和从气化器底部的枝状分布器溢入气化器。从气化器上部的顶部进油管喷出的烃油，在压力作用下，呈细小雾状式喷淋，在从通气管喷咀喷出的空气吹沸下，烃油被部分气化，与空气混合成燃气。未气化的烃油掉落到气化器下部。这时，从通气管进入的空气，经枝状分布器后，形成无数细小的气泡，由下而上地从烃油中溢出形成空气鼓泡。在空气气泡作用下，一方面烃油同空气气泡的接触交换面增大，逐渐吸热气化；另一方面，烃油分子不断加速运动，相互碰撞，并驱使叶轮向烃油液面上方的低压区旋转，带动烃油和空气剧烈旋转、搅拌，这时空气与烃油的接触面积进一步增大，交换速度加快，烃油热分子运动，促使烃油气化的进行。当空气鼓泡愈多时，叶轮旋转愈快，烃油气化愈强烈。气化后的分子在气化器上部聚积，与空气形成混合燃气，被压缩机不断抽出，压缩到贮气柜(D)中，由供气管输送，供用户使用。

由于烃油分子不断强制气化，必然导致燃气的浓度增大，当燃气浓度比过大时，燃气热值过高，所需燃烧空气量过大，燃具无法调节进风量，而出现黄焰；当燃气浓度过小时，燃气热值低，降低燃具热负荷，而且不易打燃。因此，燃气浓度必须控制在一定比例范围内，符合燃气质量标准要求的浓度范围，本装置通过浓度比自动调节仪能自动控制燃气浓度。当燃气浓度过大时，浓度比自动调节仪控制空气阀开大，进入气化器顶的空气量增多，从而降低燃气浓度；当燃气浓度过小时，空气阀关小或关闭，进入气化器下部的枝状分布器的空气量增多，从而增大燃气的浓度。

当气化器底部的烃油逐渐增多时，在烃油的浮力作用下，本装置的自动进油限位器中的浮阀关闭进油管，停止向气化器喷油；如果烃油逐渐增多，浮阀上升到最高点，关闭顶部进油管，进油管与底部进油管连通，这时若压缩机继续工作，在负压作用下，浮阀始终处于关闭进油管的状态。当压缩机因贮气柜压力过大停止工作，气化器内负压逐渐恢复平衡至常压时，如果气化器内的烃油有超过自动进油限位器的多余烃油时，则由于贮油罐同气化器的液位高差，产生虹吸现象，在虹吸作用下，气化器内多余的烃油反吸回贮油罐，从而也防止了回油泄漏和腐蚀设备情况的发生。

本装置的压缩机的工作受贮气柜上的压力控制器的自动控制，当贮气柜内的贮气压力达到规定值时，压力控制器自动切断电源，压缩机停止工作，气化器停止气化；当用户用气时，贮气柜的贮气压力逐渐降低，至规定值时，压力控制器再次接通电源，压缩机再次启动工作，气化器的进油、喷油、吸入空气、吹沸、鼓泡、旋转等气化过程再次重复进行。从而实现气化全过程的自动控制。

随着气化器内气化的进行，不断向气化器外吸热补充气化所需的热量，这时如果没有一定的热量进行补偿，烃油的温度将逐渐降低而影响气化。本装置的自动温度补偿装置，能将烃油温度保持在很窄的范围内，而趋于恒定。加热箱内的热介质，被加热后，循环导入蒸发器和外壳的空心夹套部中，对烃油温度进行补偿，当油温升到规定值时，自动温度补偿装置控制电源开关立即切断电源，停止加热；当温度逐渐降低至规定值时，自动温度补偿装置控制电源开关再次接通电源，继续对油温进行补偿，这样始终使烃油温度保持一定，使气化稳定地进行。

本装置的顶部进油管的端部的喷头，能强化雾状喷淋。

本装置外壳内上部的列管蒸发器，能承接喷头喷出的油雾，加速烃油气化。

本装置的空气过滤器能过滤净化进入气化器的空气。

本装置并联的两台压缩机，在正常供气时使用一台，在高峰供气时两台同时使用，保证稳定供气。

本发明的轻烃燃料自动气化管道供气装置的上述结构，使本发明能在气化器内实现负压吸油，雾状喷淋，吹沸蒸发气化，并由浓度比自动调节仪自动控制燃气浓度，自动进油限位器自动控制进油，压力控制器根据贮气柜的压力自动控制气化器的启动和停止，自动温度补偿装置自动控制加热箱的工作，储油罐、储气柜的位置低于气化器，特别是将储油罐、储气柜埋于地面下的结构，使本发明具有自动供油，自动气化，自动恒温恒压、自动调节浓度比、自动化程度高，使用安全，供气稳定等优点。

下面，再用实施例及其附图对本发明作进一步地说明。

附图的简要说明。

图1  是本发明的一种轻烃燃料自动气化管道供气装置的结构示意图。

图2  是图1的贮气柜的结构示意图。

图3  是图1的气化器的结构示意图。

实施例1

本发明的一种轻烃燃料自动气化管道供气装置，如附图所示。有储油罐A、气化器B、压缩机C、储气柜D。

上述储油罐A，采用通常的卧式罐结构，埋于地面以下，储油罐上有液位计1，进油管2。

上述气化器B，设置在地面上，与储油罐形成高位差。气化器里圆筒形的塔式结构，圆筒形的外壳3的顶端用法兰盖4封闭。法兰盖上有压力计5、和通入气化器内腔的抽气管6。外壳的中部和下部是呈中空的空心夹套部7。在气化器内腔中相对于空心夹套部的上部部位，有列管蒸发器8。外壳的顶部有通入气化器内腔的顶部进油管9及其端部的喷头10，外壳的下部有通入气化器内腔的底部进油管11。上述进油管2、顶部进油管9、底部进油管11三管汇集连通，在三管汇连部装设有通常的自动进油限位器12，自动进油限位器中有浮阀13。在外壳上端有连通气化器内腔和大气的通气管14，通气管的外侧端有通常的空气过滤器15、通气管中有通常的浓度比调节仪16、通气管的内端有靠近喷头10的通气管喷咀17，浓度比调节仪16中有空气阀18；通气管14从浓度比调节仪16接一支管，通入气化器内腔弯拆后沿气化器轴线向下伸至气化器底部，并在其端部装有通常结构的枝状分布器19，枝状分布器上有均布的许多小孔。在外壳内中部有用轴承装设在通气管上的通常结构的叶轮20。在气化器底部有排污阀21。

在气化器B的外侧，有通常结构的加热箱22，加热箱中装设有通常结构的有温控器的自动温度补偿装置23，加热箱用管道与气化器外壳的空心夹套部7和蒸发器8连通，加热箱、空心夹套部、蒸发器中的介质可以是水或导热油。

上述压缩机C，有并联的2台，选用通常的空气压缩机。压缩机的进气口与气化器的抽气管6连通。

上述储气柜D，采用通常的卧式罐结构，埋于地面以下。储气柜有与压缩机出气口连通的进气管24，储气柜上有通常结构的压力控制器25，压力控制器的电源开关经电导线26与压缩机C的电源相联。储气柜下部有与储气柜D和储油罐A相通的排污阀27，排污阀采用三通阀。储气柜上部有与用户供气管道连通的供气管28。

本实施例中，当将贮油罐A的容积设计为2.8M3。气化器B设计为直径约0.7米，高1.8米的圆形塔。贮气柜D设计为长2.9米，直径1.4米的卧式罐。压缩机C选用功率为4.8KN的2台空气压缩机，并联使用，当用气量小时仅1台工作，另一台作备用或维修时使用。本装置可供应50-150个用户。

本实施例的自动气化过程如下：当用户使用燃气时，贮气柜D中的压力逐渐降低，达到最低值时，贮气柜上部的压力控制器25接通电源，压缩机C开始向贮气柜排气，同时从气化器B内吸出燃气。这时气化器B内形成负压，贮油罐A内的烃油经进油管2、顶部进油管9、喷头10喷入气化器内的蒸发器8上，未蒸发气化的烃油落到气化器的底部。在喷油的同时空气经空气过滤器15、通气管14、浓度比调节仪16，从通气管14喷出，吹沸雾状烃油；从通气管进入的另一部分空气，经枝状分布器19从烃油中溢出，形成无数细小的气泡，一边上升一边搅动烃油，同时带动叶轮20在烃油液面上旋转，加快了烃油的气化。气化了的烃气和空气在上部混和成燃气，并经浓度比调节仪16调整浓度，所制得的混和燃气从气化器B顶部的抽气管6吸出。随着气化的进行，烃油的气化温度逐渐降低，到最低值时，自动温度补偿装置23内的温控器接通加热器，使热介质温度升高，从而烃油的油温回升到原温度值。当用户用气减小时，贮气柜D内的燃气压力增大，导致压力控制器25切断电源，压缩机C停止工作，气化器B内的压力逐渐恢复平衡，通气管关闭。在气化器B内的烃油到达或超过限位时，自动进油限位器中的浮阀13打开底部进油管11，气化器B内的过量烃油通过虹吸作用，反吸回贮油罐A中。

储油罐A一次如油1.5T，供100户用一个月，加油时，从气化塔B的排污阀21、储油罐A和储气柜D的排污阀27回收残油，残液回收率约10％-15％。若使用的轻烃燃料质量好，其残液应≤8％，因此，使用的烃油应为合格的标准油。

本装置的系统压力为常压或低压，负压压力≮0.02NPa，正压供气压力为0.038MPa，灶前压力为3000±500Pa，产气量为50～100M³/h，燃气浓度一般为20～30％，热值＞9500KCal/M³，主要燃气成分为CmHn，占70％以上，其余为O、N、及微量CO、SO₂等成分，燃气性质，同国家标准天然气6T类似。因此燃气使用安全、无毒。

本发明的轻烃燃料自动气化管道供气装置，以石油化工付产品轻烃燃料为原料，通过本装置生产民用燃气，符合国情，利国利民。装置设备简单，安装方便，投资少，效益高，燃气费用成本低，使用安全无毒，燃料来源广泛，价格低廉，可常温常压储运，生产无三废排放，操作自动化程度高。

本装置多项指标均达国家技术要求，用户使用反映很好，认为供气稳定，火焰猛烈，无回火，脱火，热值高而优于煤气、天然气，是天然气、煤气、液化石油气的替代产品，具有广泛的推广使用价值和很大的发展前景。尤其是在目前大力普及民用气化燃料而气源又十分紧张的形势下，本装置具有很大的市场潜力，能取得十分巨大的社会效益和经济效益。

Claims (5)

1、轻烃燃料自动气化管道供气装置，包含依次连通的储油罐(A)、气化器(B)、压缩机(C)、储气柜(D)，储气柜与供气管道(28)连通，其特征在于上述气化器(B)有空心夹套部(7)的外壳(4)，外壳的顶部有与储油罐连通的顶部进油管(9)、有与大气相通的通气管(14)及其浓度比调节仪(16)和通气管端部的通气管喷咀(17)，外壳内中部有叶轮(20)，外壳的下部有与储油罐连通的底部进油管(11)、与通气管连通的枝状分布器(19)，外壳的顶部有与压缩机连通的抽气管(6)，上述顶部进油管和底部进油管及其连通储油罐的进油管(2)与自动进油限位器(12)连通，有与气化器的空心夹套部连通的加热箱(22)及其自动温度补偿装置(23)，上述储气柜(D)有其电源开关与压缩机的电源相联的压力控制器(25)。

2、如权利要求1所述的轻烃燃料自动气化管道供气装置，其特征在于所说的储油罐(A)、储气柜(D)的位置低于气化器(B)。

3、如权利要求2所述的轻烃燃料自动气化管道供气装置，其特征在于所说的储油罐(A)、储气柜(D)埋在地面下，气化器(A)设在地面上。

4、如权利要求1或2所述的轻烃燃料自动气化管道供气装置，其特征在于所说的顶部进油管(9)的端部有喷头(10)，所说的通气管(14)有空气过滤器(15)，所说的外壳内上部有与加热箱连通的列管蒸发器(8)。

5、如权利要求4所述的轻烃燃料自动气化管道供气装置，其特征在于所说的压缩机(C)，有并联的2台，其进气口与气化器(B)的抽气管(6)相连。

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