求一篇关于材料科学与工程方面的论文

移动式气化装置的开发及应用 1问题的提出 佛山市燃气总公司自1992年底成立以来,致力于发展佛山市区的管道供气业务,现已建成总气化能力为11吨／小时的三座小区气化站并实行联网供气,铺设埋地管网180多公里,现有管道气居民用户4万多户,管道气工商业用户200多户.近两年来,随着工商业用户的不断增加,特别是一些陶瓷企业、制罐企业的生产不可间断性对作为供气企业的燃气总公司提出了更高的标准和要求—确保连续稳定的供气;但现实的情况是由于新旧管网的驳接、原有管网设施的维护、管网紧急事故的处理等多方面的客观原因,必须对已通气的部分管网实施停气,这就必然会严重影响工商业用户的生产.为了解决这一矛盾,必须寻找一种可移动的气源来对工商业用户或成片小区在特殊情况下实施临时供气,也即开发一种移动式的气化装置. 2移动式气化装置的开发 2．1移动式气化装置应当具备的条件 a 移动方便 移动式气化装置不仅可以计划内使用,而且能够在紧急情况下快速供气,造就要求移动式气化装置必须结构紧凑、体积小、重量轻、移动方便. b 启动快捷,操作简便,安全系数高. c 移动式气化装置产生的气体必须与管道气相匹配. 佛山市的管道气为液化石油气,管网的供气压力约为0.07MPa,这就要求移动式气化装置的气源必须为液化石油气,产生的气体压力亦为0.07MPa. d 具备一定的气化能力 根据统计数据,确定移动式气化装置的气化能力为100kg/h,能够满足目前最大工业用户如华鹭股份有限公司(生产空调用四通阀)的需要. 2．2供气装置的选择 a 气源选择 气源选用8个50kg液相钢瓶分两组供气,通过液相自动切换阀进行自动转换.每组钢瓶设计供应时间两小时. b气化装置选择 我们对空温式；电热式、明火水浴式、热水式、蒸汽式等多种气化器从加热方式、结构性能,维修方便程度、是否操作简便以及气化器的大小、重量等各方面进行综合比较,最后选用上海南方管道液化气有限公司生产的空温式气化器.空温式气化器具有操作简便、启动快、维护工作量少的特点,并且空温式气化器不需用水、用电,可节约运行费用及方便紧急时使用. 各种气化装置的比较 气化装置气化方式特 点空温式自然不需用水、用电,操作简便,启动快捷电热式强制需要寻找临时动力电源,启动偏慢 明火水浴式强制移动使用时安全系数低,启动慢热水(蒸汽)循环式强制需要有水或蒸汽循环系统,只能固定使用 c组装 为了使用和移动方便,我们把8个用作气源的钢瓶及空温式气化装置,包括调压和控制装置组成一体,橇装于平板拖车上,并且紧固,形成移动式气化装置(见图1,移动式气化装置平面布置图入使用时可用车拖至任何需要使用的地方. d 空温式气化器的设计能力 如图3所示为空温式气化器的气化能力曲线,横坐标为液化气的组份,纵坐标为气化能力.根据佛山市的实际气候情况,我们选取设计温度为7℃,根据佛山市进口液化石油气的组分,丙烷含量为50％,则其设计气化能力为100Kg／h.设计的操作压力为1．8Mpa,强度试验压力为2．7Mpa,气密性试验压力为1.8Mpa.另外,我们通过安装排风扇对气化器环境进行强制通风,有效地提商了气化能力,根据实测,约提高气化能力20％. 3 移动式气化装置的工艺流程 移动式气化装置的工艺流程见图3所示,液相钢瓶通过软管与液相入口相连,液相经过阀门a1或a3进入自动切换阀a2,经过阀a4,a5进入调压器a5,a7,然后经阀门a8进入气化段进行气化,经气化的液化石油气进入气液分离器A,分离液态的液化气后进入过热段,然后经过阀a10后输出.在该工艺流程中,为了在自动切换阀、调压器同时发生故障时仍能使用,我们使用了旁路,设备汇常情况下液化气经过自动切换阀、调压器进入气化段,当发生故障时走旁路.在正常情况下,气液分离器A仅有少量残液,如果气液分离器A中进入较多的液态石油气或A内部的浮球上浮堵塞而气体不能通过时,打开阀a9使液态右油气进入过热段气化.为了满足排尽移动气化装置中的空气和使用结束排空移动气化器装置内残留的石油气,我们在气相出口处设置了排空阀. 图3 液动式气化装置工艺流程简图 4 移动式气化装置的使用方法及应用情况 4．1 移动式气化器的使用方法 a 把液相钢瓶通过软管与液相入口相连,气相出口与管网相连,打开所有安全阀前阀门,关闭其它阀门. b 打开液相钢瓶角阀,全部液相入口阀,打开阀a1、a3、a4、a5及a8. c 打开排空阀,排空气化器内的空气后关闭. d 调节调压器a7的输出压力至0．07Mpa左右,调压器a6的输出压力略高于0．07Mpa. e 打开气相出口阀a10,对管网正常供气. 4.2移动式气化装置的应用情况 我公司的移动式气化装置,自投入运行一年来,多次担负着临时和紧急情况下的供气任务,每次都能保证乎稳、快捷、安全的供气.移动式气化装置在管网维修、有计划的停气时可以使用,在管网抢险、紧急停气时亦可以使用,另外,对于那些未连通通气管网、暂不能实行管道供气的用户可通过移动式气化装置进行临时供应,避免因施工临时期组站而造成的投资浪费.我们在使用移动式气化装置时,综合考虑气化能力及需求量,根据当时气温及液化气组分确定气化能力,根据用户情况及使用时间确定需求量.从使用过程中的实测数据表明,通过强制通风后,其供气能力达到设计能力的1．2倍,在空气温度为25℃、丙烷组分占50%时,每小时的气化能力已达到210Kg／h,能够满足我市现有工业及商业用户用气的需要,如今后需求量大时,可考虑多个移动式气化装置联网供气.下表是我公司使用移动式气化装置的部分情况. 序号供气时间使用原因供气规模平均气温实际气化量供气效果12000年4月3号凌晨0：00—7：00管网维修有计划停气息景城居民用户约3000户20℃40kg/h良好22000年7月5号15：00——20：00管网抢修紧急停气三间大型酒楼35℃250kg／h良好32000年7月28号——8月20号暂末接通管网、临[NextPage]时供气蓓蕾学校饭堂25℃100kg／h良好 5、结论 5．1 从我公司移动式气化装置的实用情况来看,该装置方便、灵活、运行费用低,当管网运行发生故障或进行维护检修作业时,适合临时替代管道气源保证用户供气. 5．2 移动式气化装置在实行液化石油气小区供应的城市不仅是可行的,而且是必须的,具有较大的应用前景. [NextPage]时供气蓓蕾学校饭堂25℃100kg／h良好 5、结论 5．1 从我公司移动式气化装置的实用情况来看,该装置方便、灵活、运行费用低,当管网运行发生故障或进行维护检修作业时,适合临时替代管道气源保证用户供气. 5．2 移动式气化装置在实行液化石油气小区供应的城市不仅是可行的,而且是必须的,具有较大的应用前景.