|
Для сжигания сжиженных газов их переводят в газообразное состояние, то есть регазифицируют (испаряют). В этом процессе необходимо затратить теплоту на испарение сжиженных газов. Количество этой теплоты определяется величиной скрытой теплоты парообразования, зависящей от состава газа и температуры, при которой происходит испарение. С увеличение температуры или давления величина скрытой теплоты парообразования уменьшается. Регазификация в обычных условиях в подземном резервуаре или в баллоне с естественным притоком температуры из окружающей среды наиболее легко осуществима.
В месте с тем при низких температурах окружающей среды такое испарение малопроизводительно и при многокомпонентной смеси сжиженных газов не обеспечивает стабильного состава. Если в какой либо емкости будет находиться смесь пропана и бутана, то в начале отбора паровой фазы процентное содержание в ней пропана будет больше содержания его жидкости. По мере испарения жидкости содержание пропана будет уменьшаться, а процентное содержание бутана - увеличиваться.
Процентное содержание бутана будет увеличиваться и в отбираемой паровой фазе. Такое изменение состава паровой и жидкой фаз приводит к постепенному повышению теплоты сгорания и плотности паров, что влияет на устойчивость работы горелок приборов.
С момента отбора паровой фазы из емкости давления в паровом пространстве понижается и для восстановления давления насыщенных паров часть жидкости испаряется. На это испарения расходуется теплота, которая заимствуется из самой жидкости и стенок емкости. Вследствие этого происходит постепенное понижение температуры, что создает температурный перепад, обеспечивающий приток теплоты из окружающей среды.
В дальнейшем температурный перепад постоянен и на испарение жидкости расходуется в основном теплота, поступающая из окружающего пространства. При цикличном отборе паров из емкости за счет аккумулирования теплоты самой жидкости и стенками резервуара можно испарить больше газа, чем при непрерывном расходе газа.
При отсутствии потребления газа (ночью) происходит накопление теплоты жидкостью и стенками сосуда, а при отборе газа (днем) эта теплота, добавляющая из окружающего пространства, используется для испарения жидкости. Естественная Регазификация сжиженных газов в закрытых сосудах зависит от состава смеси углеводородов, температуры и влажности окружающего пространства, скрытой теплоты парообразования смеси и других факторов.
Резервуарные установки сжиженного газа с естественными испарениями имеют недостатки:
- переменную производительность установок и резкое снижение ее при снижении температуры окружающей среды;
- переменную теплоту сгорания поступающей к потребителю паровой фазы, так как вначале испаряются легкокипящие компоненты, а затем высококипящие с более высокой теплотой сгорания (в основном бутан), что вызывает перебои в газоснабжении при использовании сжиженного газа с повышенным содержанием бутанов в холодное время года;
- большие капиталовложения и габариты установок, особенно при высокой производительности по паровой фазе.
В связи с ростом производства бутановых фракций, расширением объемов газификации городов и сельских районов особую актуальность приобретают вопросы применения испарителей для искусственного испарения, сжиженного газа.
Существующие в настоящее время испарительные установки сжиженного газа можно классифицировать по принципу регазификации, виду теплоносителя и в виду монтажа теплоносителя и сжиженного газа.
По такому принципу испарители подразделяются на емкостные, проточные и комбинированные. При работе по емкостной схеме пары сжиженного газа отбираются из парового пространства резервуара. В этом случае в начальный период потребления идет отбор паровой фазе с большим содержанием пропановых фракций, а в конце отбора в паровой фазе содержится в основном бутан.
Достоинства емкостных испарителей: простота конструкций, отсутствие вероятностей, попадание низкой фазы, протан-бутана в распределительные газопроводы и возможность работы на сжиженном газе любой марке.
К недостаткам емкостных испарителей относится следующее: генерирование - в этих испарителей паров с переменным соотношением легких и тяжелых фракций определяет неудовлетворительный режим работы газовых приборов в последствии сжигание газа с переменной теплотой сгорания.
В испарителях проточенного типа сжиженный газ отбирается из резервуара в жидкой фазе и испаряется отдельно в выносном теплообменнике, это обеспечивает неизменный фракционный состав как паровой, так и жидкой фазы, что улучшает работу газогорелочных устройств и позволяет прокладывать газопроводы на обычной глубине. Недостатком проточной системы является невозможность работы на техническом бутане, так как упругость паров в резервуаре недостаточна для подачи жидких газов в испаритель, расположенный выше уровня земли.
В комбинированной схеме регазификации честь паров из проточного испарителя поступает к потребителю, отчасти возвращается в резервуар для поддержания необходимой величины упругости порог. В данном случае сочетается положительные качества емкостной и проточной схемы. По виду теплоносителей испарители подразделяют на электрические, огневые и имеющие теплоносителей в виде горячей воды или водяного пара. По способу контакты теплоносители со сжиженным газом огневые и электрические испарителя подразделяются на испарители прямого обогрева и с промежуточным теплоносителем.
|
