CN108087722A - 一种移动式lpg瓶组气化装置及其气化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动式LPG瓶组气化装置，解决了现有LPG瓶组气化站均为固定安装的方式，移动性能不佳，无法满足移动式供气的需求的问题。本发明包括LPG钢瓶组，通过总管道与LPG钢瓶组连通且为用户提供气相气体的循环水浴式LPG气化器，为循环水浴式LPG气化器提供热水的热水锅炉，为热水锅炉提供燃烧能源的LPG气瓶；循环水浴式LPG气化器出气管道还与热水锅炉的进气管道连通。本发明在注重安全的前提下，能够很好地达到移动供气的目的，保证输出气量满足工业生产需求。

Description

一种移动式LPG瓶组气化装置及其气化方法

技术领域

本发明属于LPG气化领域，具体涉及一种移动式LPG瓶组气化装置及其气化方法。

背景技术

现有技术均为常规固定式LPG瓶组气化站，其结构通常包括一备一用的集气瓶，将集气瓶中的LPG转化为气相的气化器，以及将气化后的气体减压后输送到用户的减压阀。

上述LPG瓶组、管道以及气化器等组成的结构均为固定安装的方式，移动性能不佳，无法满足移动式供气的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有LPG瓶组气化站均为固定安装的方式，移动性能不佳，无法满足移动式供气的需求的问题，目的在于提供解决上述问题的一种移动式LPG瓶组气化装置及其气化方法。

本发明通过下述技术方案实现：

一种移动式LPG瓶组气化装置，包括LPG钢瓶组，通过总管道与LPG钢瓶组连通且为用户提供气相气体的循环水浴式LPG气化器，为循环水浴式LPG气化器提供热水的热水锅炉，为热水锅炉提供燃烧能源的LPG气瓶；

循环水浴式LPG气化器出气管道还与热水锅炉的进气管道连通。

通过上述结构的优化，即气化器采用循环水浴式LPG气化器时，再将循环水浴式LPG气化器的出气管道与热水锅炉的进气管道连通，即可有效通过循环水浴式LPG气化器稳定输出的气体持续为热水锅炉提供燃烧能源，实现LPG的持续气化，具体过程如下：

首先，LPG气瓶为热水锅炉提供初步的燃烧能源，使热水锅炉对锅炉内的水进行加热；其次，当热水锅炉内水温达到设定的温度时，将热水输送到循环水浴式LPG气化器中与LPG换热促使LPG气化，换热后的水循环返回到热水锅炉中加热持续实现LPG的气化；然后，当循环水浴式LPG气化器中的气体输出稳定时，LPG气瓶的开关关闭，打开循环水浴式LPG气化器出气管道与热水锅炉的进气管道之间的连通通路，实现循环水浴式LPG气化器输出的气体持续输入到热水锅炉中，进而持续为循环水浴式LPG气化器提供气化的热能。

由于LPG气瓶仅仅只是在气化的初期进行热能的供应，后期都是通过气化后的气体为热水锅炉提供燃料能源，因而，本发明中该LPG气瓶的体积可以设置为很小，且本发明仅仅只需一台小型的发电机即可实现本发明中仪表等用电设备的供电作用，因而本发明采用钢瓶与上述连接方式的优化结合，可以极大地减小现有气化装置的整体结构，进而可直接安装在车辆上，通过车辆的移动实现本发明的移动，效果十分显著。

进一步，所述循环水浴式LPG气化器的进液管道通过液相减压阀与LPG钢瓶组连通，循环水浴式LPG气化器的出气管道上还设置有气相减压阀，液相减压阀输出液体的压力为0.1～0.3MPa，气相减压阀输出气体的压力为13～15KPa。

常规技术中，现有循环水浴式LPG气化器中水温最大仅仅只能达到60～80℃，温度过高导致气化过快、压力过大，容易导致安全隐患，并且水体中热量在循环水浴式LPG气化器中的利用率也不高，造成能源的浪费。

本发明发明人发现，在移动式结构的设计中，由于循环水浴式LPG气化器与热水锅炉之间的距离较近，因而，在气化时，循环水浴式LPG气化器能极大地提高水中热能的利用率，节约能源，但是由于距离接近，温度过高会影响安全性能，常规的做法是降低温度，进而能保证安全性能，但是在降低温度的同时也会极大的影响输出气体的量。本发明通过控制循环水浴式LPG气化器前后的气压实现安全的目的，并且通过该循环水浴式LPG气化器前后压力的限制，在保证安全的前提下，不仅仅能有效使循环水浴式LPG气化器中水温达到60～80℃，保证输出的气量，还能使热量在循环水浴式LPG气化器中得到更加有效的利用，降低能耗。

为了能达到稳定LPG气瓶输出气体的气压，且适用于热水锅炉的燃料压力需求，所述LPG气瓶的出气管道上顺次连接有一级减压阀和二级减压阀，二级减压阀的出口与热水锅炉的进气管道连通。

为了能输出适用于用户压力的气体，所述气相减压阀的出口上还连接有比例调节阀，气相减压阀的入口处还通过连接管道与二级减压阀的入口连通。

为了达到更加安全稳定运行的目的，所述总管道上设置有紧急切断阀，循环水浴式LPG气化器和气相减压阀的出气口上还设置有与紧急切断阀联锁的温度变送器。

为了使加热后的水更好的在热水锅炉和循环水浴式LPG气化器之间循环利用，所述热水锅炉的出水管道通过管道离心泵与循环水浴式LPG气化器的进水管道连通。

为了能达到及时补充，避免断气的情况发生，所述LPG钢瓶组由备用组和使用组构成。进一步，所述备用组和使用组均采用多个LPG钢瓶组合构成。

为了达到自动控制和监控的目的，本发明还包括PLC控制器，与PLC控制器连接且设置在气化装置的管路上的检测仪器、可燃气体探头，与PLC控制器连接的报警装置；所述紧急切断阀也与PLC控制器连接。

为了更加安全，所述LPG钢瓶组的位置处还设置有喷淋装置，该检测仪器包括设置在该LPG钢瓶组的位置处的温度检测器。

由于热水锅炉通常是常压的热水器，随着时间的推移会逐渐减少，为了能更好地为热水锅炉补充水分，并且能同时达到自动补水的效果；所述热水锅炉上连接有用于补水的膨胀水箱，该检测仪器包括设置在热水锅炉内的水位感应器，所述膨胀水箱的出水口上设置有与PLC控制器连接的控制阀。

进一步，本发明还包括PLC控制器，与PLC控制器连接且设置在气化装置的管路上的检测仪器、可燃气体探头，与PLC控制器连接的报警装置；所述紧急切断阀也与PLC控制器连接。所述LPG钢瓶组的位置处还设置有喷淋装置，该检测仪器包括设置在该LPG钢瓶组的位置处的温度检测器。

更进一步，所述热水锅炉上连接有用于补水的膨胀水箱，该检测仪器包括设置在热水锅炉内的水位感应器，所述膨胀水箱的出水口上设置有与PLC控制器连接的控制阀。

一种移动式LPG瓶组气化装置的气化方法，包括：

LPG气瓶为热水锅炉提供初步的燃烧能源，对热水锅炉内的水进行加热；

当热水锅炉内水温达到设定的温度时，将热水输送到循环水浴式LPG气化器中；

当循环水浴式LPG气化器中的水温达到设定温度后，开启LPG钢瓶组为循环水浴式LPG气化器输送LPG；

LPG在循环水浴式LPG气化器中与热水换热后气化形成气相气体，气相气体稳定后关闭LPG气瓶，将气相气体一部分输送给用户，另一部分输送到热水锅炉中为热水锅炉提供燃烧能源；

换热后的水循环返回到热水锅炉中加热。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明在注重安全的前提下，通过结构的优化，能够很好地达到移动供气的目的，满足实际工业生产需求；

2、本发明采用多种安全措施，在保证安全的同时，还能保证输出气量满足工业生产需求，气化量可达到180Nm³/h，并能有效降低能耗；

3、本发明有利生产、方便管理、确保安全、保护环境，结合车体的实际情况，采用国内成熟的工艺技术及设备，满足项目安全使用要求。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-LPG钢瓶组，2-循环水浴式LPG气化器，3-热水锅炉，4-LPG气瓶，5-紧急切断阀。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

一种移动式LPG瓶组气化装置，如图1所示，包括LPG钢瓶组1，通过总管道与LPG钢瓶组1连通且为用户提供气相气体的循环水浴式LPG气化器2，为循环水浴式LPG气化器2提供热水的热水锅炉3，为热水锅炉3提供燃烧能源的LPG气瓶4。

本实施例中热水锅炉3上具有进气管道、进水管道、出水管道和回水管道，循环水浴式LPG气化器2上具有进水管道、进液管道、出水管道和出气管道。

循环水浴式LPG气化器2的进水管道与热水锅炉3的出水管道连通，循环水浴式LPG气化器2的出水管道与热水锅炉3的回水管道连通，因而，热水锅炉3与循环水浴式LPG气化器2之间形成水循环管路。

LPG钢瓶组1与循环水浴式LPG气化器2的进液管道连通，LPG气瓶4与热水锅炉3的进气管道连通；循环水浴式LPG气化器2的出气管道与用户连通，同时，该循环水浴式LPG气化器2的出气管道还与热水锅炉3的进气管道连通。LPG气瓶为LPG钢瓶组中的任一个钢瓶。热水锅炉3的进水管道与补水装置连通，进而为热水锅炉3补充水分。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于本实施例中进一步优化了循环水浴式LPG气化器2前后的结构，具体设置如下：

所述循环水浴式LPG气化器2的进液管道通过液相减压阀与LPG钢瓶组1连通，循环水浴式LPG气化器2的出气管道上还设置有气相减压阀，液相减压阀输出液体的压力为0.1～0.3Mpa，气相减压阀输出气体的压力为13～15Kpa。本实施例中液相减压阀输出液体的压力优选为0.2Mpa，气相减压阀输出气体的压力优选为14Kpa。

通过上述结构的设置，能有效实现循环水浴式LPG气化器2前后压力的控制，通过循环水浴式LPG气化器2前后压力的控制，有效在安全的前提下保证气化量，并且气化量可达到180Nm³/h，同时，在达到该气化量的同时有效降低能耗。

实施例3

本实施例与实施例2的区别在于，本实施例进一步优化了结构设置，具体设置如下：

如图1所示，所述LPG气瓶4的出气管道上顺次连接有一级减压阀和二级减压阀，二级减压阀的出口与热水锅炉3的进气管道连通。所述循环水浴式LPG气化器2的出气管道上顺次连接有气相减压阀和比例调节阀，气相减压阀的入口还与二级减压阀的入口连通。所述总管道上设置有紧急切断阀5，循环水浴式LPG气化器2和气相减压阀的出气口上还设置有与紧急切断阀5联锁的温度变送器。

所述热水锅炉3的出水管道通过管道离心泵与循环水浴式LPG气化器2的进水管道连通。所述LPG钢瓶组1由备用组和使用组构成；所述备用组和使用组均采用多个LPG钢瓶组合构成；本实施例中该备用组和使用组均采用15个LPG钢瓶组成，每组LPG钢瓶组1中的LPG钢瓶均分别连接在一根连接管道上，两根连接管道均通过连接接头连接在液相减压阀的进液口上。

本发明中，在车体上还设置有供电设备，本实施例中优选设置为：车上配备12VDC电瓶两台，并联产生24VDC电源为仪表供电，同时配备380V AC交流发电机，给离心泵供380VAC电压，给锅炉燃烧器及自吸泵供220VAC电压。

本实施例的具体气化过程如下：

LPG运瓶车将LPG钢瓶组运至本发明的移动式LPG瓶组气化装置处，LPG钢瓶组连接好液相管，LPG气瓶4与一级减压阀的进气口连通，LPG气瓶4的自蒸发气经过一级减压阀减压至0.2MPa后，再经过二级减压阀减压至3.5KPa，最后给常压的热水锅炉3供气，待锅炉水温达到预设温度70℃，锅炉热水流入管道离心泵，经管道离心泵打压进入循环水浴式LPG气化器2中，待循环水浴式LPG气化器2的水温达到要求，LPG钢瓶组中LPG液体先后经过液相减压阀调节至0.2MPa、循环水浴式LPG气化器、气相减压阀调节至14KPa、比例调节阀后，最后进入用户的设备中使用，本实施例中提供了一种具体的用户设备，该设备为平焰燃烧器，通过平焰燃烧器点火燃烧。

待系统平稳运行后，关闭LPG气瓶4供气，切换至循环水浴式LPG气化器2气化后的气体，即从气相减压阀减压至14KPa前，将循环水浴式LPG气化器2气化的一小部分气体输入到二级减压阀，通过二级减压阀减压至3.5KPa后给常压的热水锅炉3供气。

循环水浴式LPG气化器的出口、气相减压阀的出口上均设置有温度变送器，与紧急切断阀5联锁。本实施例中该紧急切断阀5优选为气动紧急切断阀。当循环水浴式LPG气化器出口的温度低于25℃时报警，当气相减压阀的出口温度低于20℃时，气动紧急切断阀切断供液。

本实施例中该管路上设置有安全阀，在液相调压阀以及一级减压阀之前，该安全阀的压力设定值为1.32MPa，在液相调压阀以及一级减压阀之后，该安全阀的压力设定值为0.33MPa；LPG瓶组设计压力为1.6MPa。同时，本实施例中还提供有两套独立的供气系统，其中一套为气包供气，气包中空气经过减压后供气动紧急切断阀等气动阀门供气；另一套为风机供气，风机送来的空气进入比例调节阀，通过比例调节阀使燃气与空气按一定比例混合进平焰燃烧器燃烧。

本实施例中该LPG钢瓶组1的区域位置处还设置有喷淋装置，以及为喷淋装置提供喷淋水的自备水箱，并在LPG钢瓶组1的区域位置处设置温度检测器，实时检测LPG钢瓶组1区域的温度，当温度超过45℃达到上限，启动声光报警器并打开自动喷淋装置，降低瓶组区温度，当温度低于上限，声光报警及喷淋装置关闭；当瓶组区温度低于0℃，启动声光报警。

所述热水锅炉3上还连接有用于补水的膨胀水箱。热水锅炉3内设置有水位感应器，所述膨胀水箱的出水口上设置有与通过PLC控制器与水位感应器连接的控制阀，若水位感应器感应到锅炉水位达到最低状态，则PLC控制器发出信号促使控制阀开启，膨胀水箱自动为热水锅炉补水，当补水达到设定的水位时，则PLC控制器发出信号促使控制阀关闭，停止供水。

本实施例中还可以增加燃气浓度检测装置、出口压力检测装置，本实施例中采用PLC控制器与各个检测仪器连接，接收各个检测仪器的检测数据，经过简单判断后给出控制指令，控制各个可燃气体探头、报警装置和紧急切断阀的开闭，实现智能控制。PLC控制器的处理控制功能具体如下：

(1)数据处理。收集和处理现场工艺变量的数据，并实时显示参数、运行状态。

(2)逻辑控制和联锁保护。用户可选择手动/自动控制管路的各类阀门。如：当瓶组区温度过高，喷淋装置自动开启；当气化器出口温度过低，紧急切断阀自动关闭；当可燃气体浓度过高，紧急切断阀自动关闭；当下游超压，紧急切断阀自动关闭，保护下游设备用气安全。

(3)报警系统。处理模拟量值的变化。在每个检测点都有事先判定和设定好的限值，在接受和处理的过程中，当发现某个检测点的模拟量值超过这个限值时，就会发出报警。

(4)ESD系统。当出现紧急事故时，ESD就产生作用，它可以及时的切断瓶组气化站内总仪表的供气电源还有站内各处的气动阀门，从而达到保证设备安全的目的。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种移动式LPG瓶组气化装置，包括LPG钢瓶组(1)，通过总管道与LPG钢瓶组(1)连通且为用户提供气相气体的循环水浴式LPG气化器(2)，为循环水浴式LPG气化器(2)提供热水的热水锅炉(3)，为热水锅炉(3)提供燃烧能源的LPG气瓶(4)；其特征在于，

循环水浴式LPG气化器(2)出气管道还与热水锅炉(3)的进气管道连通。

2.根据权利要求1所述的一种移动式LPG瓶组气化装置，其特征在于，所述循环水浴式LPG气化器(2)的进液管道通过液相减压阀与LPG钢瓶组(1)连通，循环水浴式LPG气化器(2)的出气管道上还设置有气相减压阀，液相减压阀输出液体的压力为0.1～0.3MPa，气相减压阀输出气体的压力为13～15KPa。

3.根据权利要求1所述的一种移动式LPG瓶组气化装置，其特征在于，所述LPG气瓶(4)的出气管道上顺次连接有一级减压阀和二级减压阀，二级减压阀的出口与热水锅炉(3)的进气管道连通。

4.根据权利要求3所述的一种移动式LPG瓶组气化装置，其特征在于，所述气相减压阀的出口上还连接有比例调节阀，气相减压阀的入口还与二级减压阀的入口连通。

5.根据权利要求4所述的一种移动式LPG瓶组气化装置，其特征在于，所述总管道上设置有紧急切断阀(5)，循环水浴式LPG气化器(2)和气相减压阀的出气口上设置有与紧急切断阀(5)联锁的温度变送器。

6.根据权利要求1所述的一种移动式LPG瓶组气化装置，其特征在于，所述热水锅炉(3)的出水管道通过管道离心泵与循环水浴式LPG气化器(2)的进水管道连通。

7.根据权利要求1所述的一种移动式LPG瓶组气化装置，其特征在于，还包括PLC控制器，与PLC控制器连接且设置在气化装置的管路上的检测仪器、可燃气体探头，与PLC控制器连接的报警装置；所述紧急切断阀(5)也与PLC控制器连接。

8.根据权利要求7所述的一种移动式LPG瓶组气化装置，其特征在于，所述LPG钢瓶组(1)的位置处还设置有喷淋装置，该检测仪器包括设置在该LPG钢瓶组(1)的位置处的温度检测器。

9.根据权利要求7所述的一种移动式LPG瓶组气化装置，其特征在于，所述热水锅炉(3)上连接有用于补水的膨胀水箱，该检测仪器包括设置在热水锅炉内的水位感应器，所述膨胀水箱的出水口上设置有与PLC控制器连接的控制阀。

10.根据权利要求1～9任一项所述的一种移动式LPG瓶组气化装置的气化方法，其特征在于，包括：

LPG气瓶为热水锅炉提供初步的燃烧能源，对热水锅炉内的水进行加热；

当热水锅炉内水温达到设定的温度时，将热水输送到循环水浴式LPG气化器中；

当循环水浴式LPG气化器中的水温达到设定温度后，开启LPG钢瓶组为循环水浴式LPG气化器输送LPG；

LPG在循环水浴式LPG气化器中与热水换热后气化形成气相气体，气相气体稳定后关闭LPG气瓶，将气相气体一部分输送给用户，另一部分输送到热水锅炉中为热水锅炉提供燃烧能源；

换热后的水循环返回到热水锅炉中加热。