ДЛЯ ЧЕГО НУЖЕН ИСПАРИТЕЛЬ?
Сжиженный углеводородный газ, находящийся в резервуарах-газгольдерах под давлением, испаряется естественным образом и выходит при открытии клапана или вентиля, подобно газу из зажигалки. Для чего же нужны испарители, обеспечивающие принудительное испарение? Ведь многие бытовые и даже промышленные системы автономного газоснабжения обходятся без них.
Принудительное испарение применяется в двух случаях:
-
когда расход газа высок, и производительности, обеспечиваемой естественным испарением, оказывается недостаточно;
-
когда в качестве топлива используются смешанные углеводородные газы, тяжелые составляющие которых не испаряются при низких температурах.
Испарители, как правило, применяются в комплексе с контрольно-измерительными и распределительными приборами, составляя испарительную установку, которая может включать как один, так и целую батарею испарителей.
Увеличение производительности газгольдера
Скорость испарения, обуславливающая естественную производительность газгольдера, зависит не столько от объема, сколько от площади поверхности сжиженного газа, так называемого зеркала. У вертикальных газгольдеров, которые устанавливают при дефиците пространства, площадь поверхности при той же емкости в несколько раз меньше, чем у горизонтальных, и для обеспечения высокой производительности испарители чаще применяют именно с ними.
Использование смешанных углеводородных газов
В автономном газоснабжении используют либо чистый пропан, либо более дешевую смесь углеводородных газов, около половины которой составляет бутан. С испарением пропана не возникает проблем даже в сильные морозы, а испарение бутана прекращается при температуре чуть ниже 0oC. При умеренном климате глубина промерзания грунта невелика, и эта проблема решается с помощью подземных газгольдеров. Но в морозные зимы и при использовании наземных газгольдеров испаритель для бутана необходим.
Принцип работы испарителей
Сжиженный газ подается из газгольдера в испаритель за счет давления паров или при помощи специального насоса. Принудительное испарение жидкой фазы происходит посредством нагрева. В электрических испарителях нагрев осуществляется электрическими нагревательными элементами, а в жидкостных – теплообменниками, внутри которых циркулирует горячая вода или другой теплоноситель. Электрические испарители проще в установке и обслуживании, но эксплуатация жидкостных испарителей обходится дешевле.
Существуют и испарители прямого нагрева – в них необходимая температура создается при помощи газовой горелки. Но, несмотря на невысокую цену и низкие эксплуатационные расходы, они не получили большого распространения из-за сложности обеспечения безопасности.
Шкафные испарительные установки
Шкафные испарительные установки включают шкафный испаритель (или батарею испарителей) и контрольно-распределительное оборудование. Шкафные установки бывают как электрическими, так и жидкостными. В зависимости от конструкции они могут устанавливаться на открытом воздухе, в контейнере или в специальном помещении. Шкафные испарители отличаются высокой производительностью и простым доступом к основным узлам при обслуживании, но они требуют дополнительного пространства и изначального включения в проект системы автономного газоснабжения.
Особой разновидностью шкафных испарительных установок являются многосекционные конструкции, разработанные немецкой компанией FAS. Вместо крупных высокопроизводительных испарителей в них используются унифицированные блоки относительно небольшой мощности, количество которых может достигать нескольких десятков. Такие испарительные блоки стоят относительно недорого и при выходе из строя легко заменяются, а при увеличении потребности в газе такая установка легко модифицируется путем присоединения дополнительных секций. При неполных нагрузках часть секций можно отключить для экономии энергии и ресурса оборудования.
Погружные и кольцевые (модульные) испарители
Погружные испарительные установки монтируются на горловине газгольдера, а их ядро – погружной испаритель располагается внутри. Поэтому они не требуют дополнительного пространства. Еще более удобны испарители кольцевого (модульного) типа. Они устанавливаются вовнутрь горловины, а их монтаж можно осуществить в течение часа, так как они представляют собой готовые функциональные модули, не требующие дополнительных приборов и сборки. Погружные и кольцевые испарители бывают только электрическими, по производительности уступают шкафным и не интегрируются в многосекционные установки. Но их бесспорные преимущества – это компактность, простота монтажа и возможность быстрого включения в уже работающую систему газоснабжения.
Как выбрать испаритель?
В первую очередь следует оценить требуемую производительность. Производительность по СУГ шкафных испарителей может достигать 300 и более кг/час, а установок, в составе которых работает целая батарея таких приборов – до 10 и более тысяч кг/час.
Производительность погружных испарителей составляет от 40 до 100 кг/час, а кольцевых — от 100 до 200 кг/час. Но следует учесть, что при использовании нескольких газгольдеров погружные и кольцевые испарители могут быть установлены на каждом из них, и их производительность будет суммироваться.
Если эксплуатация шкафной установки предполагается в кратковременном периодическом режиме – можно остановиться на электрических испарителях. Но для постоянной работы лучше отдать предпочтение жидкостным – они более сложны в монтаже и стоят несколько дороже, но впоследствии вы получите значительную экономию на электроэнергии.
При выборе шкафных испарительных установок их использование надо учесть на этапе проектирования, так как их включение в уже функционирующую систему автономного газоснабжения создает значительные сложности. Погружные и кольцевые испарители могут быть легко и быстро интегрированы и в работающую систему в случае потребности, возникшей по ходу эксплуатации, например, при увеличении расхода газа, переходе с пропана на смешанные углеводороды или в связи с особо морозными зимами.