7.2. Искусственная регазификация. Испарители

Применение установок искусственной регазификации позволяет резко (в 3–8 раз) увеличить испарительную способность групповых резервуарных установок и снизить капитало- и металлоемкость в пересчете на единицу массы используемого газа. Также обеспечивается получение газа с постоянной теплотой сгорания.

При сезонном снижении расхода газа резервуарные установки с искусственным испарением могут работать по схеме с естественным испарением (обвязка установок выполняется таким образом, что паровое пространство резервуаров объединено с выходными газопроводами).

Также использование испарителей позволяет сгладить пиковые неравномерности газопотребления, то есть повысить экономичность как систем газоснабжения, так и эффективность использования мощностей заводов и промыслов, обеспечить бесперебойность снабжения.

В последнее время все шире применяется такой способ покрытия сезонной и суточной неравномерности газоиспользования, как подача в распределительные сети смеси паров сжиженного газа с воздухом или другими газами (технология propane-air). Этот метод может иметь и самостоятельное значение при газификации небольших городов, поселков и промышленных предприятий.

 

Групповые резервуарные установки с искусственным испарением обладают следующими преимуществами:
• испарительная способность установки не зависит от количества жидкости в резервуарах и сохраняется на заданном уровне;
• теплота сгорания паровой фазы постоянна вплоть до полной выработки всего газа в резервуарах;
• повышенная экономичность и стабильность газоснабжения, обусловленные отсутствием надобности извлекать тяжелые остатки;
• значительная испарительная способность даже при небольшом объеме расходных резервуаров;
• возможность использования в них бутановых фракций или сжиженных газов с повышенным содержанием бутанов (до 60%).

 

Перечисленные преимущества применения испарительных агрегатов обеспечили их широкое внедрение в практику.

Передовые технические решения производителей позволили решить ряд проблем, присущих ранним моделям.

 

Применение комплекса регулирующей, предохранительной и контрольно-измерительной аппаратуры исключило:
• возможность замерзания теплоносителя жидкости;
• попадание жидкой фазы СУГ в газопровод паровой фазы;
• необходимость постоянного надзора за их работой.

 

Классификация испарителей отвечает особенностям конструкции теплопередающих поверхностей и виду теплоносителя. Испарители можно разделить на два основных вида — прямого и непрямого подогрева.

К испарителям прямого подогрева относятся аппараты, в которых сжиженный газ получает теплоту через стенку непосредственно от горячего теплоносителя. К испарителям непрямого подогрева относятся аппараты, в которых сжиженный газ получает теплоту через стенку от промежуточного газа или жидкости, обогреваемых горячим теплоносителем. Кроме того, существуют испарители, в той или иной степени сочетающие оба принципа.

 

Испарители также могут быть классифицированы и по другим основным признакам:
• по применяемой схеме регазификации (емкостные, проточные, комбинированные);
• по виду контакта теплоносителя со сжиженным газом (электрические, огневые, водяные, паровые, масляные);
• по виду контакта сжиженного газа с поверхностью нагрева (с кипением сжиженных газов, с кипением в трубах при вынужденной циркуляции и оросительные — пленочные и форсуночные);
• по испарительной способности (малые, средние, большие).

 

Емкостные испарители. Испарители этого типа предназначены для подземных групповых резервуарных установок с естественным испарением сжиженных газов. В настоящее время испарители этого типа практически не применяются в силу причин как технологического, так и экономического характера: значительно большими капитальными затратами на их сооружение, большими эксплуатационными расходами, необходимостью в двух видах внешних источников энергии: тепловой и электрической. Им присущи значительные потери теплоты в окружающую среду: 300–350% от полезной теплоты, затраченной на испарение газа. К недостаткам емкостных испарителей также относится пожароопасность в случае перерыва в работе системы автоматики регулирования температуры в отапливаемой камере или системы вентиляции.

Проточные испарители сжиженных газов. Испарители этого типа отличаются высокой удельной производительностью и нашли самое широкое применение. Чаще всего такой испаритель представляет собой цилиндрический сосуд, внутри которого вмонтирован змеевик и устройство контроля уровня (поплавок с выходным клапаном). Испаритель снабжается впускной и выпускной арматурой, а также контрольно-предохранительными устройствами, обеспечивающими безопасную эксплуатацию в заданных режимах.

 

Испаритель FAS 2000 относится к «сухим» испарительным агрегатам, в которых не применяются жидкие теплоносители. В качестве теплоносителя выступает алюминиевый сплав, в котором проложены трубчатые электронагреватели. В теплоносителе проложен змеевик, по которому транспортируется жидкая фаза газа.
Температурный режим контролируется с помощью термостатов. При достижении рабочей температуры испарения открываются электромагнитные клапаны, установленные на входной магистрали. Клапаны обеспечивают полное прекращение подачи жидкой фазы при возникновении нештатных ситуаций: превышение расхода газа, отключение электроснабжения, нарушение температурных параметров паровой фазы на выходе из испарителя и т. д.
Особого внимания заслуживает испаритель FAS 2000 производительностью 30 кг/час с электропитанием 220 В. Небольшая потребляемая мощность (не более 5кВт) и отсутствие необходимости в сети промышленного напряжения (380 В) — бесспорные преимущества использования данной модели испарителей FAS 2000.

 

Испарители FAS 2000 поставляются только в составе комплектных испарительных установок (открытая установка, комплектно собрана в стальном шкафу), полностью готовых к работе.

 

В комплект поставки включаются:
• Стальной окрашенный шкаф с вентиляционными отверстиями;
• Шаровой клапан на входе и выходе, между отсекателем и регулятором среднего давления;
• Грязеуловитель и предохранительный клапан перед испарителем;
• Испаритель FAS 2000;
• Жидкостный отсекатель;
• Манометр 0–25 бар с манометрзапирающим клапаном;
• Регуляторная группа PN25 (предохранительный, запорный и продувочный клапаны, DIN-DVGW-допуск.

 

В жидкостном (водяном) испарителе FAS 3000 процесс передачи тепла от теплоносителя (антифриз, горячая вода) к пропан-бутану осуществляется пластинчатым теплообменником, способным работать при очень малых температурных градиентах. Разница между греющей и нагреваемой средой может составлять всего 1°С!

 

Жидкостные испарители FAS 3000 обладают следующими преимуществами:
• компактной конструкцией и малым весом;
• высокой удельной тепловой мощностью благодаря специальному профилированию пластин;
• длительным сроком эксплуатации при минимальных эксплуатационных затратах.

 

 

Технические характеристики:
• расчетное давление газа — 25 бар;
• расчетное давление горячей воды — 10 бар;
• температура горячей воды — +90/+70°C;
• напряжение электропитания — 230 В/50 Гц.

 

 

В состав комплектной испарительной установки включено следующее оборудование:
• Жидкостный испаритель типа FAS 3000;
• Отсекатель жидкой фазы;
• Сенсор контроля уровня;
• Фильтр-грязеуловитель (размер ячейки — 0,25 мм);
• Термометр с термоэлементом и дублированным термостатом;
• Распределительная коробка электроподключения;
• Датчик давления;
• Манометры с манометр-запирающими клапанами;
• Комплект запорно-предохранительной арматуры (предохранительные, шаровые, дифференциальные и электромагнитные клапаны);
• Регулятор давления.