為了大力拓展市場、積極推廣應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展規(guī)劃,我們開始探索利用氣源瓶組連接簡易撬裝氣化裝置組成小規(guī)模氣源供應(yīng)站,解決氣源供應(yīng)緊張地區(qū)臨時性補(bǔ)充用氣、管道未覆蓋地區(qū)燃?xì)夤?yīng)問題。該技術(shù)具有儲量大、運輸方便、供應(yīng)方式靈活、能耗低(除儀表等無用電設(shè)備)、清潔環(huán)保、投資少、建設(shè)周期短等特點。
本文結(jié)合近年來在杜瓦瓶組應(yīng)用技術(shù)方面的基本情況,試就分布建設(shè)小型氣源瓶組撬裝供應(yīng)站問題介紹其工藝原理并分析需要不斷改進(jìn)的問題。
一、瓶組撬裝站供氣工藝和設(shè)備
瓶組撬裝供氣的工藝流程是:通過移動加注車將充裝到特制的真空絕熱瓶(以下簡稱:鋼瓶或杜瓦瓶,其工作壓力一般低于lMPa),依靠瓶內(nèi)工作壓力將壓出鋼瓶進(jìn)入空溫式氣化器,吸收空氣的熱量將氣化為接近常溫的氣體,再經(jīng)調(diào)壓、計量、加臭,供給終端用戶應(yīng)用。瓶組供應(yīng)鏈包括充裝、運輸、使用(氣化供氣)三個環(huán)節(jié)在瓶組站,供氣流程為:鋼瓶®空溫式氣化器®調(diào)壓計量®加臭(可選)®用戶
瓶組撬裝供氣是系統(tǒng)構(gòu)件的組合,其中,最關(guān)鍵要注意的是以下幾個工藝環(huán)節(jié):
1、杜瓦瓶
儲存在鋼瓶中:雙層(真空)結(jié)構(gòu),內(nèi)膽用來儲存低溫液體,其外壁纏有多層絕熱材料,具有超強(qiáng)的隔熱性能,同時夾層(兩層容器之間的空間)被抽成高真空,共同形成良好的絕熱系統(tǒng),靜態(tài)日蒸發(fā)率<2%,充滿的杜瓦瓶靜置1天壓力升高不超過0.1MPa;瓶內(nèi)設(shè)置有專用超壓放散閥裝置,能夠自動控制瓶內(nèi)壓力在安全范圍。根據(jù)儲存量的大小,鋼瓶分為立、臥兩種:立式瓶(圖3)容積主要有175L、225L、275L、325L、375L,內(nèi)置增壓器和氣化器,可提供自增壓和約6Nm3/h的外輸能力;臥式瓶(圖4)容積一般為410L及以上,自帶增壓氣化器(位于瓶體外),但不能提供氣化外輸,必須外接氣化器才能實現(xiàn)外輸供氣。
2、充裝與運輸
杜瓦瓶充裝有兩種方式:①無泵充裝;②帶泵加氣機(jī)充裝。
(1)無泵充裝
鋼瓶放置在磅秤上,利用金屬軟管分別將鋼瓶的進(jìn)液口、氣相口與儲罐的液相、氣相管相連,先將鋼瓶壓力降至0.1MPa左右,對儲罐增壓至0.6MPa,利用壓差將充裝進(jìn)鋼瓶中,磅秤數(shù)值達(dá)到鋼瓶充裝重量后(480L鋼瓶最大充裝重量為183kg),停止充裝。此種方式的缺點是:①充裝控制有滯后性;②對加注站建設(shè)要求高(地下式、半地下式儲罐的站點無法充裝);③為混合物,密度隨組分和溫度、壓力變化,無法全面的以重量判斷是否充裝滿。
(2)帶泵加氣機(jī)充裝
此種充裝方式,與車載瓶的充裝類似。將充裝面板通過金屬軟管連接到鋼瓶上,直接通過泵、加氣機(jī)將儲罐/槽車中的力H注到瓶中。加注機(jī)通過瞬時流量、壓力自動判斷是否充裝滿,并自動停止充裝(也可定量充裝,隨時停止)。此種方式的優(yōu)點是:充裝快速、安全,480L鋼瓶,從連接軟管到充裝完、卸下管線,一般僅需7分鐘即可完成。因此,從實用技術(shù)看,帶泵加注機(jī)充裝具有更高的安全性、可靠性和充裝速度。
鋼瓶屬壓力容器、內(nèi)裝低溫液體和可燃?xì)怏w,從技術(shù)安全角度看,需要專門的危化品車輛進(jìn)行運輸。運輸中,必須對鋼瓶進(jìn)行固定、防止顛簸發(fā)生撞擊;運輸車輛必須保持貨箱通風(fēng);?;愤\輸車輛車速必須嚴(yán)格控制,此外,在長距離運輸時,應(yīng)定時停車檢查鋼瓶壓力。
3、氣化與供氣——瓶組站
瓶組供氣站站內(nèi)主要設(shè)備包括:瓶組、空溫式氣化器、調(diào)壓器、加臭裝置和流量計等。
鋼瓶通過自增壓氣化器增壓至設(shè)定壓力,將壓出鋼瓶,進(jìn)入?yún)R流管,流進(jìn)空溫式氣化器吸收空氣熱量氣化,經(jīng)調(diào)壓閥調(diào)壓、加臭、計量后通過常溫管道送至用戶。
使用過程中,為適應(yīng)用氣量的波動,將鋼瓶出液口閥門全開,通過調(diào)壓閥自動控制供氣流量。此外,為保障供氣的連續(xù)性,瓶組站共設(shè)二組杜瓦瓶,每組鋼瓶數(shù)相同,一組使用完后立即切換到另一組,同時將使用完的瓶組運至充裝站再充裝。杜瓦瓶上有液位傳感器,可通過液位顯示來判斷是否該切換至另一組。
瓶組撬裝供應(yīng)站的設(shè)計、目前國家尚無規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,建設(shè)主要參照《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范》的要求進(jìn)行。鋼瓶組與建、構(gòu)筑物的防火間距見。
瓶組站還應(yīng)根據(jù)運瓶車的貨箱底板高度修建瓶組的放置平臺,以方便瓶組在運瓶車和平臺間搬運。
配置原則上,空溫式氣化器應(yīng)設(shè)2臺,1用1備,但瓶組站供氣主要市場為以臨時性補(bǔ)充供氣,連續(xù)運行時間一般低于5小時,一天使用2—3次,有足夠的間隔時間讓氣化器化冰、霜、復(fù)溫。因此,可考慮以最大小時供氣量的1.5倍選擇氣化器大小,以節(jié)約成本、減小占地面積,而不用選用2臺(1用1備)。
為保證連續(xù)性供氣,瓶組站通常設(shè)置2組鋼瓶,l用1備,但鋼瓶價格昂貴,410L在3萬以上,480L在4萬左右。為提高回報率,應(yīng)保證供氣量:①選擇可接受以瓶組站常年補(bǔ)充供氣的用戶;②瓶組站全體撬裝化,可在不同用氣點定期轉(zhuǎn)運、安裝、供氣,減少閑置時間。
瓶組站應(yīng)定期巡查,包括:氣化后溫度、氣化器結(jié)冰情況、瓶組壓力、是否有漏氣等,并根據(jù)液位顯示,及時切換鋼瓶組。