專利名稱：載氣蒸發(fā)戊烷管道輸送燃氣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液體燃料氣化管道輸送燃氣發(fā)生裝置，特別是涉及一種通過穩(wěn)定地控制溫度和壓力以控制燃氣濃度的載氣蒸發(fā)#30石油醚(或稱輕質(zhì)油，其主要成分是戊烷)的管道輸送燃氣發(fā)生裝置。
現(xiàn)在我國城市民用燃料除煤以外，還采用罐裝石油液化氣和管道煤氣，罐裝石油液化氣必須經(jīng)常換瓶加氣，給用戶帶來許多不便；管道煤氣發(fā)生站的建設(shè)技術(shù)復(fù)雜，耗資巨大，不適于普及，我國只有少數(shù)大城市才可能建立。以戊烷為主要成分的石油醚(或稱輕質(zhì)油)的混合燃氣具有熱值高(較城市煤氣高3倍)、無毒性、價格低廉的特點，將成為新的民用燃料，且便于管道輸送，可為難以實現(xiàn)管道煤氣的廣大中小城鎮(zhèn)的居民生活小區(qū)提供管道燃氣供應(yīng)。經(jīng)專利檢索，以專利號ZL92209122．6為例，現(xiàn)有技術(shù)以戊烷為主的混合燃氣發(fā)生裝置中，溫控裝置的加熱元件設(shè)置在蒸發(fā)罐的內(nèi)部(或外部)，對輕質(zhì)油(以戊烷為主)直接加熱，加熱器由溫控元件控制，其弊端在于若溫控元件失靈，加熱元件一直工作超溫，容易發(fā)生事故；由于輕質(zhì)油(以戊烷為主)的比熱小，汽化潛熱大，在氣化負荷不均時，就難于控制溫度?，F(xiàn)有技術(shù)沒有采有控制蒸發(fā)壓力的有效措施，只是在儲油罐上設(shè)置壓力表，用于了解氣體的壓力狀況，因此戊烷蒸氣分壓及混合氣的濃度就不能得到穩(wěn)定控制?，F(xiàn)有技術(shù)采用可燃氣濃度分析探頭測定可燃氣濃度，比例式電動閥調(diào)節(jié)二次直接加入空氣的量來控制混合氣的濃度，如何分析探頭或比例式電動閥失靈時，將會使混合氣濃度達爆炸氣范圍，造成危險事故。
本發(fā)明的目的就是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種小型載氣蒸發(fā)戊烷的管道輸送燃氣發(fā)生裝置，無需直接對儲油罐體或其內(nèi)的石油醚加熱，通過控制比熱較大的載熱介質(zhì)溫度和控制儲油罐內(nèi)總壓力，以穩(wěn)定戊烷蒸氣分壓和燃氣濃度，實現(xiàn)全自動控制，一經(jīng)啟動，則全天24小時自動供氣，無需人工手動操作。
本發(fā)明的目的可以通過以下的技術(shù)措施來實現(xiàn)一種載氣蒸發(fā)戊烷管道輸送燃氣裝置，其特征是由空氣壓縮機、空氣調(diào)壓器、緩沖罐、儲油罐、穩(wěn)壓罐、燃氣調(diào)壓箱、防暴器經(jīng)接管依次連接而成。其中，儲油罐設(shè)置在比熱較大的液體介質(zhì)槽中。伸入儲油罐底部的空氣噴頭呈橫直桿型，噴孔向下。還包括控制儲油罐液位，控制穩(wěn)壓罐壓力，控制燃氣調(diào)壓箱與防暴器的接管的取樣口含氧量的自動控制電路。在防暴器和燃氣調(diào)壓箱內(nèi)設(shè)置雙重防回火裝置。
本發(fā)明的技術(shù)措施中所述的液體介質(zhì)槽還可以為水槽。
本發(fā)明的技術(shù)措施中所述的液體介質(zhì)槽中還可以設(shè)有可將該液體介質(zhì)加熱到4℃～20℃的自動加熱裝置。
本發(fā)明的技術(shù)措施中所述的空氣噴頭的噴孔分布均勻，且噴孔孔徑為0．5mm～1．5mm。
由于蒸氣是溫度的函數(shù)，根據(jù)蒸汽壓方程lgρipPvρ=Vc(ρ-Pvρ)189T,]]>只有穩(wěn)定溫度和總力都在一定范圍內(nèi)，戊烷蒸汽的分壓才是穩(wěn)定的，也就是混合氣的濃度才是穩(wěn)定的。
儲油罐至少有2／3浸入水槽中，通過控制比熱較大的載熱介質(zhì)水的溫度來間接控制儲油罐內(nèi)的油溫，安全可靠。在介質(zhì)水中設(shè)置電加熱器和伯克曼溫度計。水溫的控制點
與自動控制箱的溫度控制系統(tǒng)經(jīng)導線相連，控制水溫在4℃～20℃之間，使油溫保持在-15℃～50℃之間，溫度控制系統(tǒng)通過靈敏的測溫元件伯克曼溫度計給出開關(guān)信號，以控制中間繼電器的線圈得電與否，利用中間繼電器的接點控制電熱元件的接觸器動作與否，以控制介質(zhì)水中的電加熱器的工作與否，繼而控制載熱介質(zhì)水的溫度。自動控制箱上設(shè)置溫度指示燈，當水溫過低時，通過溫度控制點
輸出一個電信號，經(jīng)自動控制箱的自控單元處理后，輸出一個開關(guān)信號，實現(xiàn)自動加溫控制。根據(jù)用戶需求(即戊烷氣提量的大小，所需熱量多少)，電加熱器可分為多組。穩(wěn)壓罐上設(shè)置磁柱式帶電接點壓力表，壓力控制點
與自動控制箱的壓力控制系統(tǒng)相連。空氣調(diào)壓器采用RTJ系列自動式空氣調(diào)壓器。空氣壓(即儲油罐總壓)經(jīng)空氣調(diào)壓器和穩(wěn)壓罐上壓力表雙重控制，既保證安全，又可穩(wěn)壓聯(lián)鎖自動運作，對儲油罐內(nèi)的總壓實現(xiàn)全自動恒壓于0．02MPa～0．1MPa之間的某一特定值，保持不變，并有過壓保護，可隨時調(diào)整儲油罐內(nèi)的壓力?？刂苾τ凸迌?nèi)總壓目的在于使戊烷蒸汽分壓在0．001KPa～0．008MPa間。自動控制箱上設(shè)置壓力超高指示燈。當罐體內(nèi)的壓力超高時，壓力控制點
輸出一個電信號，經(jīng)自動控制箱的自控單元處理后，輸出一個開關(guān)信號，實現(xiàn)限壓目的。
儲油罐上設(shè)置液位計，采用自動控制聯(lián)鎖，儲油罐上的液位控制點
與自動控制箱的液位控制系統(tǒng)相連。在自動控制箱上設(shè)置指示燈和警鈴，聲光警示，控制儲油罐內(nèi)的油面不低于罐體的1／3高度。當儲油罐內(nèi)的液位低于罐體的1／3位置時，通過液位控制點液位自動控制裝置輸出一個信號，經(jīng)自動控制箱的自控單元處理后，輸出一個開關(guān)信號，通過DLC電鈴和指示燈報警，并切斷空氣壓縮機的電源。
儲油罐體內(nèi)的底部設(shè)置空氣噴頭，結(jié)構(gòu)形式可采用橫直管或蜈蚣型(視用量大小而定)，噴孔直徑較小，在0．5mm～1．5mm范圍，方向向下，載氣鼓進油，再反向上升，使油攪動較好，同時控制噴孔氣流速度在1m／s左右，空氣噴頭不得露出油面。
將空氣噴頭、罐體及管道通過導線接地，以防靜電，可將載氣蒸發(fā)時產(chǎn)生的靜電隨時消除，保證萬無一失，安全可靠。
在燃氣調(diào)壓箱上設(shè)置壓力表，可燃氣經(jīng)穩(wěn)壓箱穩(wěn)壓，再經(jīng)燃氣調(diào)壓箱調(diào)壓后，使燃氣壓力達到1KPa～5KPa間，保證安全。
在燃氣調(diào)壓箱與防暴器連接管的取樣口處設(shè)置分析儀，測定燃氣濃度，保證燃氣濃度大于25％。因為建設(shè)部規(guī)定的混合氣的爆炸極限為1．4％～7．6％(體積比)，該裝置的燃氣濃度高于爆炸上限的兩倍，安全可靠，并且當燃氣濃度＜25％時，氧分板儀具有自動報警裝置。
在防暴器和燃氣調(diào)壓箱內(nèi)設(shè)置雙重防回火裝置，右防暴器內(nèi)裝入導熱率較高的材料(如銅等)，回火時，金屬絲會將熱量迅速散開，降低溫度，以達滅火目的，另外燃氣調(diào)壓箱的結(jié)構(gòu)本身也有防回火裝置，即回火時，出口壓力會迅速上升，當出口壓力超過調(diào)定壓力的1．25倍時，就關(guān)閉氣體出口，切斷可燃氣氣源，以此滅火。
本發(fā)明具有許多優(yōu)點1、以戊烷為組分的混合燃氣熱值高(較煤氣熱值高3倍)，無毒性、價格低廉；2、本裝置可為難以實現(xiàn)管道煤氣的中小城鎮(zhèn)提供管道燃氣，適用于中小城鎮(zhèn)居民生活小區(qū)的燃氣供應(yīng)；3、本裝置實現(xiàn)全自動控制，一經(jīng)啟動，全天24小時自動供氣，無需人工手動操作；4、本裝置通過控制載熱介質(zhì)的溫度，間接控制油溫，安全可靠；5、本裝置采用雙重壓力控制，實現(xiàn)全自動恒壓控制，并有過壓保護措施，避免事故發(fā)生；6、本裝置采用自動控制聯(lián)鎖并聲光警示，以便管理人員處理；7、本裝置符合環(huán)保要求，改善中小城鎮(zhèn)燃煤或燃柴造成的環(huán)境污染和破壞。
附圖的圖面說明如下

圖1是本發(fā)明的工作原理示意圖；圖2是溫控加熱裝置示意圖；圖3是自動控制箱電路原理圖。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明如圖1所示，空氣壓縮機1與空氣入管a相通，通過連接管C1，經(jīng)一球閥16與空氣調(diào)壓器15相連；緩沖罐2上設(shè)置磁柱式帶電接點壓力表，通過壓力控制點
與自動控制箱17經(jīng)導線相連，緩沖罐2通過連接管C2、C3分別與空氣調(diào)壓器15和儲油罐4相連，連接管C3直插入儲油罐4之底部，末端水平設(shè)置空氣噴頭5，儲油罐4經(jīng)截止閥14與進油管b相通，儲油罐4上設(shè)置一安全閥13，并且設(shè)置液位計12，通過液位控制點
與自動控制箱17經(jīng)導線相連，水槽7中的介質(zhì)水18至少浸沒2／3的儲油罐體，介質(zhì)水18中設(shè)置電加熱器6和伯克曼溫度計3，通過溫度控制點
與自動控制箱17經(jīng)導線相連，如圖2所示，電加熱器6通過導線與自動控制箱17的KA3相連，伯克曼溫度計3通過導線與自動控制箱17的自控單元ZK的K4相連。儲油罐4經(jīng)連接管C4與穩(wěn)壓罐8相連；穩(wěn)壓罐8經(jīng)連接管C5與燃氣調(diào)壓箱9相連，燃氣調(diào)壓箱9上設(shè)置壓力表
燃氣調(diào)壓箱9經(jīng)連接管C6與防暴器10相連，連接管C6設(shè)置一截止閥11，連通取樣口，取樣口處設(shè)氧分析儀；防暴器10與燃氣出管d相連。本裝置燃氣輸送是這樣完成的空氣經(jīng)空氣壓縮機1達到一定壓力后，進入空氣調(diào)壓器15，調(diào)壓后經(jīng)緩沖罐2進入儲油罐4的空氣噴頭5中，在噴射過程中產(chǎn)生大量氣泡，在氣泡由儲油罐4下部向上部運動的過程中，使液態(tài)戊烷等氣化，并由儲油罐4的上部直接進入穩(wěn)壓罐8內(nèi)，穩(wěn)壓后的氣體濃度高于爆炸上限的兩倍以上，最后至燃氣調(diào)壓箱9調(diào)壓后送入防暴器10中，經(jīng)燃氣出管d送入各家各戶。
自動控制箱17實現(xiàn)本裝置的全自動控制，如圖3所示，自控單元ZK為控制液位、氣壓、含氧量的常規(guī)自動控制電路，工作時，先按通自動控制箱電源開關(guān)K，L1為電源指示燈，然后按下啟動按鈕SB2，使KM線圈帶電，吸合主電路上的KM觸點，接通空氣壓縮機的電動機
的電源，由空氣壓縮機壓力開關(guān)KP來實現(xiàn)自動控制?？諝鈮嚎s機自動打氣，當壓力在0．2MPa以下時空氣壓縮機啟動，在0．5MPa以上時停止。
當儲油罐體內(nèi)的溫度過低時，通過溫度控制點
輸出一個電信號給K4，然后通過自控單元ZK的處理并由K6輸出一個開關(guān)信號給KA3，通過KA3來實現(xiàn)自動加溫控制。L3為溫度指示燈。
當儲油罐體內(nèi)的壓力超高時，壓力控制點
輸出一個電信號于自控單元ZK中的K3，經(jīng)自控單元ZK處理后，由K1輸出一個開關(guān)信號給KA1，通過KA1實現(xiàn)切斷空壓機的電源，達到限壓的目的。L2為壓力超高指示燈。
當儲油罐體內(nèi)的油面液位過低時，通過液位控制點
輸出一個電信號給自控單元ZK的K5，經(jīng)自控單元ZK處理后，由K1輸出一個開關(guān)信號來實現(xiàn)對KA2的控制，通過KA2來實現(xiàn)報警，并切斷空氣壓縮機的電源，防止空氣噴頭露出油面。DL為液位警鈴，L4為液位指示燈。
電路圖中，T為自控單元ZK的電源變壓器；M為空氣壓縮機的電動機；R為容斷器；SB1為停止按鈕；KM1、KA1、KA2、KA3為中間繼電器。
實施例家屬樓為七層，四個單元，每個單元14家，共56戶，平均每戶每分鐘用氣量0．006立方，每分鐘總最大供氣量為0．336立方，故空氣壓縮機容積取0．4立方米，緩沖罐容積取0．2立方米，每月供耗油500公斤左右，故儲油罐容積選為3個立方，裝油1．5噸，油位不得低于儲油罐體的1／3，加一次油可使用3個月左右，穩(wěn)壓罐容積取0．5立方米，空氣噴頭的孔徑為1mm，設(shè)50個噴孔，冬天時介質(zhì)水溫為4～5℃，當?shù)陀?℃時，便自動加溫，夏天時，介質(zhì)水溫可達20℃，水浸沒儲油罐體不得少于2／3，儲油罐體壓力為0．06MPa，燃氣濃度控制在25％左右。
自動控制箱完成整個裝置溫度控制、壓力控制和液位控制。工作時，只要按通自動控制箱電源，一切均自動進行。首先，空氣壓縮機自動打氣，空氣調(diào)壓箱在打氣的同時對空氣進行調(diào)壓后，再經(jīng)緩沖罐控制空氣壓力后，進入空氣噴頭，噴射后形成氣泡，通過控制水溫，間接控制油溫，對儲油罐內(nèi)的油進行氣化，形成不飽合的可燃氣，飽合度為80％左右，形成的可燃氣再經(jīng)穩(wěn)壓罐穩(wěn)壓后，再經(jīng)燃氣調(diào)壓箱調(diào)至3KPa，經(jīng)防暴器，送入各家各戶。
設(shè)置防靜電裝置和雙重防回火裝置，以確保安全。
權(quán)利要求
1.一種載氣蒸發(fā)戊烷管道輸送燃氣裝置，其特征是由空氣壓縮機(1)、空氣調(diào)壓器(15)、緩沖罐(2)、儲油罐(4)、穩(wěn)壓罐(8)、燃氣調(diào)壓箱(9)、防暴器(10)經(jīng)接管(a、b、d、c1～c6)依次連接而成；其中，儲油罐(4)設(shè)置在比熱較大的液體介質(zhì)槽(7)中；伸入儲油罐(4)底部的空氣噴頭(5)呈橫直桿型，噴孔向下；還包括控制儲油罐(4)液位，控制穩(wěn)壓罐(8)壓力，控制燃氣調(diào)壓箱(9)與防暴器(10)的接管(C6)的取樣口含氧量的自動控制電路；在防暴器(10)和燃氣調(diào)壓箱(9)內(nèi)設(shè)置雙重防回火裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的載氣蒸發(fā)戊烷管道輸送燃氣裝置，其特征是所述的液體介質(zhì)槽(7)為水槽(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的載氣蒸發(fā)戊烷管道輸送燃氣裝置，其特征是所述的液體介質(zhì)槽(7)中設(shè)有可將該液體介質(zhì)加熱到4～20℃的自動加熱裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的載氣蒸發(fā)戊烷管道輸送燃氣裝置，其特征是所述的空氣噴頭(5)的噴孔分布均勻，且噴孔孔徑為0．5mm～1．5mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的載氣蒸發(fā)戊烷管道輸送燃氣裝置，其特征是所述的空氣噴頭(5)的噴孔分布均勻，且噴孔孔徑為0．5mm～1．5mm。
全文摘要
一種載氣蒸發(fā)戊烷管道輸送燃氣發(fā)生裝置,由控制溫度、壓力、液位的自動控制電路、空氣壓縮機、空氣調(diào)壓器、緩沖罐、儲油罐、穩(wěn)壓罐、燃氣調(diào)壓箱和防暴器組成。利用控制比熱較大的載熱液體介質(zhì)的溫度間接控制油溫;利用空氣調(diào)壓器和緩沖罐上的壓力表雙重控制油的蒸發(fā)壓力;利用穩(wěn)壓罐和燃氣調(diào)壓箱控制燃氣壓力,從而穩(wěn)定燃氣濃度,安全可靠。防靜電裝置、防回火裝置進一步保證安全。
文檔編號F17D1/04GK1204019SQ9710915
公開日1999年1月6日 申請日期1997年6月27日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月27日
發(fā)明者魏德軍, 買萬成, 鄧富貴, 張發(fā)明, 陳濤, 熊祖強, 梅學輝, 孫春巖, 金勇 , 高鵬遠, 王艷濤, 耿海波, 魏明勝 申請人:魏德軍, 熊祖強, 金勇 , 買萬成, 鄧富貴, 耿海波, 張發(fā)明, 陳濤, 梅學輝, 孫春巖, 高鵬遠, 王艷濤, 魏明勝