LPG电热式气化器常见故障分析及处理研究

何伯桥

【摘要】LPG电热式气化器在我国城市燃气事业不断发展，应用规模不断扩大的形势下，得到更多关注，其以较大的优势为广大市民提供了便捷化的服务，但LPG电热式气化器也很容易发生故障，本文结合其常见故障进行分析，对有效的处理对策加以总结，以供参考。

【关键词】LPG电热式气化器;常见故障;处理策略

近年来，我国城市燃气事业发展迅速，LPG市场逐步开放。LPG具有灵活方便等优点，仍将是远离天然气输气管网地区的主要气源。随着LPG管道供应系统的发展，LPG气化器 (以下简称气化器)也得到了广泛的应用。目前国内使用的气化器主要有电热式、电热水浴式、热水循环式、空温式几种，其热源主要为电和热水，能耗较大。太阳能是一种取之不尽的绿色能源，若将其应用于气化器中可带来可观的经济效益，也有利于优化我国的能源结构，促进经济的可持续发展，但目前这方面的研究较少 。

1.电热式气化器的构造及其工作原理分析

电热式气化器由带保温的筒体、蛇形管、电加热器、气液相连接管、安全阀及仪表控制件组成。蛇形管采用铬镍合金钢材料。液态液化石油气沿液相入口进入气化器，从上而下沿其内部蛇形管流动，吸收管外热水传递的热量而气化，气态的液化石油气由中间的集气管上升，经气相管调压后供出，液化石油气残液通过插入集气管底部的排污管排出。在筒体上安有测温元件和浮球控制器，以控制水温和液位。当水温过低或水位超过低限时，液化气入口控制阀、电源开关将自动关闭，当气化器超压时安全阀将自动放散^[1]。

2.气化器选择过程需要考虑的因素分析

选择使用气化器的过程中需要考虑较多的因素，具体如下：（1）用户用气设备的最大负荷，气化器的气化量必须与用户用其设备的最大负荷值相匹配；（2）气化器的造价，造价相对较低的是选择气化器的条件之一；（3）气化器的能耗及运行费用也是要考虑的因素，在造价较低的情况下气化器能耗与运行费用才能尽可能降低；（4）气化器占地面积，受到气化站空间位置的限制影响，这需要根据实际的用地情况而定；（5）当地的气候条件，气温的高度直接决定气化器的类型；（6）液化石油气的成分，其含量高的液化石油气更容易被气化。由此可见，气化器选型时，要将气化器选择更大一些，确保可以补偿因其换热面结垢导致的负荷减少问题。气化器的运行费用也与其类型有关，通常情况下电热水浴式气化器能耗较高，运行的费用很多，热水式气化器运行的费用相对较低。如果气化器需要的空间位置受到限制，那么就要在遵守标准规范和当地法规要求的安全距离基础上，再考虑到气化器选择的其他因素和问题。一般供气规模较小，且用电不紧张的情况下，可采用电热水浴式气化器，如果供气的规模较大，那么更好的选择是采用热水加热式或蒸汽加热式的气化器^[2]。

3.LPG电热式气化器的常见故障和处理方法

3.1故障一

气化器气相出口管结露，气相管外附有水珠或结霜"。气化器水温显示正常。

原因分析：当气相管外有水珠或霜时，说明LPG在气化器内没有完全气化，气相中夹液， 致使液态LPG 在气相管中气化吸收环境热量导致气相管外结露。现象发生的原因是供气量超过了设备的气化能力、工艺参数设定不合理及操作不当等。

解决办法：首先是减少气化器外供量；其次是提高气化器水温。在夏季，水温控制在75±5℃，冬季控制在80±5℃，温度控制范围以出气温度保持在 30℃以上为宜。

3.2故障二

送电后加热器不工作，将浮子开关提起时电加热器工作。

原因分析：气化器控制系统采用安全联锁，当气化器水位超过低限时，系统自动化切断电源，预防LPG气化不完全而导致液相进入气相当中。

解决方法：给气化器加水，确保液位达到规定的高度。

3.3故障三

气化器气相供出量小，生产能力明显降低，检查水温符合工艺要求，气化器出口控制阀也全部打开，排污时排污量小或阻塞。

原因分析：气化器生产能力降低，检查水温、入口阀、入口过滤器均正常，液相入口压力正常，说明气化器内部有堵塞使流量减小，生产量降低。因液化石油气中含有大量的烯烃，烯烃的化学性质不稳定，在40℃以上时容易发生聚合反应形成棕黑色粘稠状的聚合物附着在蛇管内壁。排污管和集气管底部，当长期不清洗蛇管，排污不及时或不畅时，聚合物将附着在蛇管内壁，堵塞集气管的入口，造成通径减小，导致生产能力降低。

解决方法：首先，断开气化器液相入口，从入口处注入CC1₄等有机溶剂，在加热状态下浸泡24h~50h，用氮气将有机溶剂及杂物从排污管中排处。其次，在过往使用超过4年的气化器中，气化器排污管发生入口堵塞的情况，采用有机溶剂浸洗多日无法疏通，那么可以将集气管顶部和排污管断开，采用机械的方式将蛇管内和集气管底部、排污管内的污物清除。再者要定期进行排污处理，气化器运行前，打开排污管进行足量排污，将集气管底部的残余物进行排净。还有就是定期洗气化器的蛇管、集气管、排污管，有条件的情况下采用高温蒸气吹扫，或是采用CC14等有机溶剂进行浸洗，通常情况下频率可控制在半年一次。最后是改进气化器的设计，在集气管顶部和排污管出集气管后加装法兰，便于加入溶剂及清扫气化器。

3.4故障四

气化器停止运行后气化器内部压力迅速升高到2.5MPa以上。

原因分析：在气化器停止运行期间，如何气化器出入口关闭后，蛇管内液化气在80℃饱和蒸汽压2.0MPa以上，当压力超过安全阀压力时，安全阀会发生自动放散。

处理方法：首先打开排污阀门，将气化器内的气体放散和减压。其次是在气化器停止运行时，首先关闭LP液相入口阀，待气化器内液态LPG气化导出后再关闭气化器气相出口阀。

4.减少故障基础上的气化器技术应用分析

4.1在以电和热水为热源的气化器应用

LPG气化系统中有太阳能热水器、气化器、辅助加热器、参数控制显示装置、管路等等，其应用的原理是通过集热器收集太阳辐射获得热量，配以电或热水作为辅助热源，所制得热水通过管路到达气化器，与液态 LPG 热交换后由泵打回储水箱^[3]。系统特点是采用间歇式强迫循环热水系统，依靠水泵使水在集热器与储水箱之间循环 ，并增设了水泵运行控制器， 可根据太阳辐照度或温度的预定值启停水泵，避免水泵无效运行，从而节省电能。针对太阳能不连续不稳定的缺点，系统中增设了辅助加热器，可克服纯太阳能热水系统受时间、季节和气候影响的不足，保证系统运行的连续性和稳定性。

4.2在空温式气化器的应用

空温式气化器是利用液态LPG减压后依靠自身显热和吸收周围环境热量气化的，这种气化器高效、节能、环保，但它受气温的影响较大。在气温较低时，气化量可能达不到额定值。另外，由于传热温差较小，其换热面积较大。基于空温式气化器的这些缺点,如果采用太阳能空气加热系统来加热空气，不仅能增大传热温差和传热效率，提高气化量，还可缩小换热的面积，确保气化器小型化，降低故障发生率。同样，在系统中设置辅助加热器，便于在太阳辐射不足的情况下进行补充，也有助于减少故障，确保气化器更持续地正常运行^[4]。

5.结束语

综上所述，本文通过对电热式气化器构造和运行原理的知识点进行分析，探讨选择过程的影响因素，对LPG电热式气化器的常见故障做了简单的介绍，详细分析排除故障的有效手段，同时更提倡工作人员加强对设备的管理与维护工作，通过调整技术参数，改变安全技术操作规程，不断研发高新技术的方式来降低气化器发生故障的概率，才能确保设备更稳定安全地运行。

【参考文献】

[1]时国华.基于太阳能热泵的LPG气化系统研究[D].华北电力大学，2015.

[2]陈敬明.空温式气化器在LPG气化站的应用[J].煤气与热力，2018，2(5):92-93.

[3]段常贵.太阳能在LPG气化器的应用[J].煤气与热力，2015，10(25):199-200.

[4]田胜楠.基于蓄热型太阳能热泵的LPG气化系统研究[D].华北电力大学，2016.