太陽(yáng)能在LPG氣化器的應(yīng)用

摘要： 提出了把太陽(yáng)能用于LPG氣化器的思路，設(shè)計(jì)了3種太陽(yáng)能LPG氣化系統(tǒng)。進(jìn)行了技術(shù)分析和經(jīng)濟(jì)分析，太陽(yáng)能LPG氣化器具有節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，在應(yīng)用上是經(jīng)濟(jì)可行的。
關(guān)鍵詞： 太陽(yáng)能；LPG氣化器；技術(shù)分析； 經(jīng)濟(jì)分析
中圖分類號(hào)：TU996
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
文章編號(hào)：1000-4416(2005)10—0013-03
　 近年來(lái)，我國(guó)城市燃?xì)馐聵I(yè)發(fā)展迅速，LPG市場(chǎng)逐步開放。LPG具有靈活方便等優(yōu)點(diǎn)，仍將是遠(yuǎn)離天然氣輸氣管網(wǎng)地區(qū)的主要?dú)庠础ｋS著LPG管道供應(yīng)系統(tǒng)的發(fā)展，LPG氣化器(以下簡(jiǎn)稱氣化器)也得到了廣泛的應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)使用的氣化器主要有電熱式、電熱水浴式、熱水循環(huán)式、空溫式幾種，其熱源主要為電和熱水，能耗較大。太陽(yáng)能是一種取之不盡的綠色能源，若將其應(yīng)用于氣化器中可帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益，也有利于優(yōu)化我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。但目前這方面的研究較少，技術(shù)分析

①在以電和熱水為熱源的氣化器的應(yīng)用
　太陽(yáng)能氣化系統(tǒng)(見(jiàn)圖1)包括太陽(yáng)能熱水器、氣化器、輔助加熱器、參數(shù)顯示控制裝置及管路等。其基本原理是通過(guò)集熱器收集太陽(yáng)輻射獲得熱量，配以電或熱水作為輔助熱源，所制得熱水通過(guò)管路到達(dá)氣化器，與液態(tài) LPG熱交換后由泵打回儲(chǔ)水箱。系統(tǒng)特點(diǎn)是采用間歇式強(qiáng)迫循環(huán)熱水系統(tǒng)，依靠水泵使水在集熱器與儲(chǔ)水箱之間循環(huán)，并增設(shè)了水泵運(yùn)行控制器，可根據(jù)太陽(yáng)輻照度或溫度的預(yù)定值啟停水泵，避免水泵無(wú)效運(yùn)行，從而節(jié)省電能。針對(duì)太陽(yáng)能不連續(xù)不穩(wěn)定的缺點(diǎn)，系統(tǒng)中增設(shè)了輔助加熱器，可克服純太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)受時(shí)間、季節(jié)和氣候影響的不足，保證系統(tǒng)運(yùn)行的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

②在空溫式氣化器的應(yīng)用
空溫式氣化器是利用液態(tài)LPG減壓后依靠自身顯熱和吸收周圍環(huán)境熱量氣化的，這種氣化器高效、節(jié)能、環(huán)保，但它受氣溫的影響較大。在氣溫較低時(shí)，氣化量可能達(dá)不到額定值。另外，由于傳熱溫差較小，其換熱面積較大，基于空溫式氣化器的這些缺點(diǎn)，如果采用太陽(yáng)能空氣加熱系統(tǒng)來(lái)加熱．空氣，不僅能增大傳熱溫差和傳熱效率，提高氣化量，還可縮小換熱面積，使氣化器小型化。圖2為直接式太陽(yáng)能空氣加熱氣化系統(tǒng)帕J，它利用太陽(yáng)能集熱器直接加熱空氣，并將熱量?jī)?chǔ)存在礫石床儲(chǔ)熱器中，也可直接送往空溫式氣化器的外部空間。此系統(tǒng)中，風(fēng)機(jī)1用來(lái)驅(qū)動(dòng)空氣在集熱器與儲(chǔ)熱器之間的循環(huán)，風(fēng)機(jī)2把氣化器外部空間的空氣送到儲(chǔ)熱器中與儲(chǔ)熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換從而加熱空氣。同樣，系統(tǒng)也設(shè)置了輔助加熱器，以便在太陽(yáng)輻射能不足時(shí)作補(bǔ)充，保證氣化器的連續(xù)運(yùn)行。

另外，也可先用太陽(yáng)能集熱器直接加熱水等流體，再和空氣進(jìn)行熱交換來(lái)加熱空氣，即為間接式太陽(yáng)能空氣加熱氣化系統(tǒng)

可見(jiàn)，太陽(yáng)能在氣化系統(tǒng)中的應(yīng)用形式多樣，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)不同的需要選擇合適的利用方式。從以上幾種太陽(yáng)能氣化系統(tǒng)的分析可知，太陽(yáng)能在LPG氣化器中的應(yīng)用在技術(shù)上是可行的。

2　經(jīng)濟(jì)分析
　太陽(yáng)能在氣化器中的應(yīng)用能否達(dá)到實(shí)用并得到推廣，除了考慮技術(shù)的可行性以外，還要考慮其經(jīng)濟(jì)性。下面以哈爾濱市1個(gè)400戶的小區(qū)為供氣對(duì)象，以電熱式氣化器和相同功率的太陽(yáng)能氣化器(熱水循環(huán)式)為例，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析。對(duì)這2種氣化器作如下比較(見(jiàn)表1)，電價(jià)以0.5元/(kw.h)計(jì)算

表1 電熱式氣化器和太陽(yáng)能氣化器的比較

從表1可知，太陽(yáng)能氣化器雖然比電熱式氣化器造價(jià)高，但它具有較好的節(jié)能優(yōu)勢(shì)，運(yùn)行費(fèi)用低。3元左右即可償還增加的造價(jià)，見(jiàn)效較快，長(zhǎng)期運(yùn)行可以取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

3　結(jié)論
　①太陽(yáng)能是一種清潔高效的可再生能源，已在生產(chǎn)和生活中廣泛應(yīng)用，將其應(yīng)用于LPG氣化系統(tǒng)中，不但可有效節(jié)能，解決傳統(tǒng)氣化器的能耗問(wèn)題，而且經(jīng)濟(jì)環(huán)保。
　②太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)形式多樣，各具特點(diǎn)，它的選擇應(yīng)根據(jù)不同的需要。對(duì)于目前的電熱式、水熱式等氣化系統(tǒng)優(yōu)先采用間歇式強(qiáng)迫循環(huán)系統(tǒng)，并增設(shè)輔助加熱器。
　③把太陽(yáng)能空氣加熱系統(tǒng)應(yīng)用于空溫式氣化器，加熱方式有直接加熱空氣和間接加熱空氣兩種，這一系統(tǒng)不但解決了空溫式氣化器受環(huán)境溫度影響較大的問(wèn)題，而且可使設(shè)備小型化。
　④以電熱式氣化器和太陽(yáng)能氣化器為例作了經(jīng)濟(jì)對(duì)比分析，太陽(yáng)能氣化器雖然造價(jià)高，但運(yùn)行成本低，見(jiàn)效快，經(jīng)濟(jì)效益好。
　⑤系統(tǒng)中的輔助熱源采用電輔助加熱器，也可考慮用熱泵，即以太陽(yáng)能熱泵熱水系統(tǒng)提供氣化熱源，還可用燃?xì)鉄崴�裝置，可根據(jù)實(shí)際條件和需要選擇使用。太陽(yáng)能技術(shù)在氣化系統(tǒng)中的應(yīng)用，無(wú)論是理論上還是實(shí)驗(yàn)上都還很不成熟和完善，均需進(jìn)一步的研究。

參考文獻(xiàn)：
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作者簡(jiǎn)介：竺景芳 (1980-)，女，浙江嵊州人，碩士生，主要從事燃?xì)鈶?yīng)用技術(shù)研究。
電　　話：(0451)8233921l
E---mail：zi035@163.com
收稿日期：2005-04-20

節(jié)能中長(zhǎng)期專項(xiàng)規(guī)劃(連載6)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)
(三)節(jié)能目標(biāo)
1.宏觀節(jié)能量指標(biāo)：到2010年每萬(wàn)元GDP(1990年不變價(jià)，下同)能耗由2002年的2.68噸標(biāo)準(zhǔn)煤下降到2.25噸標(biāo)準(zhǔn)煤，2003—2010年年均節(jié)能率為2.2%形成的節(jié)能能力為4億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。2020年每萬(wàn)元GDP能耗下降到1.54噸標(biāo)準(zhǔn)煤，2003～2020年年均節(jié)能率為3%，形成的節(jié)能能力為14億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，相當(dāng)于同期規(guī)劃新增能源生產(chǎn)總量12.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的111%，相當(dāng)于減少二氧化硫排放2100萬(wàn)噸。
2.主要產(chǎn)品(工作量)單位能耗指標(biāo)：2010年總體達(dá)到或接近20世紀(jì)90年代初期國(guó)際先進(jìn)水平，其中大中型企業(yè)達(dá)到本世紀(jì)初國(guó)際先進(jìn)水平；2020年達(dá)到或接近國(guó)際先進(jìn)水平(見(jiàn)表1)。

表1 主要產(chǎn)品單位能耗指標(biāo)

	單位	2000年	2005年	2010年	2020年
火電供電煤耗	克標(biāo)準(zhǔn)煤/千瓦時(shí)	392	377	360	320
噸鋼綜合能耗	千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸	906	760	730	700
噸鋼可比能耗	千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸	784	700	685	640
10種有色金屬綜合能耗	噸標(biāo)準(zhǔn)煤/噸	4.809	4.665	4.595	4.45
鋁綜合能耗	噸標(biāo)準(zhǔn)煤/噸	9.923	9.595	9.471	9.22
銅綜合能耗	噸標(biāo)準(zhǔn)煤/噸	4.707	4.388	4.256	4.000
煉油單位能量因數(shù)能耗	千克標(biāo)準(zhǔn)油/噸	14	13	12	10
乙烯綜合能耗	千克標(biāo)準(zhǔn)油/噸	848	700	650	600
大型合成氨綜合能耗	千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸	1372	1210	1140	1000
燒堿綜合能耗	千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸	1553	1503	1400	1300
水泥綜合能耗	千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸	181	159	148	129
平板坡璃綜合能耗	千克標(biāo)準(zhǔn)煤/重量箱	30	26	24	20
建筑陶瓷綜合能耗	千克標(biāo)準(zhǔn)煤/平方米	10.04	9.9	9.2	7.2
鐵路運(yùn)輸綜合能耗	噸標(biāo)準(zhǔn)煤/百萬(wàn)噸換算公里	10.41	9.65	9.40	9.00

3.主要耗能設(shè)備能效指標(biāo)
2010年新增主要耗能設(shè)備能源效率達(dá)到或接近國(guó)際先進(jìn)水平，部分汽車、電動(dòng)機(jī)、家用電器達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平 (見(jiàn)表2)。

表2　主要耗能設(shè)備能效指標(biāo)

	單位	2000年	2010年		單位	2000年	2010年
燃煤工業(yè)鍋爐(運(yùn)行)	%	65	70～80	汽車(乘用車)平均油耗	百公里	9.5	8.2～6.7
中小電動(dòng)機(jī)(設(shè)計(jì))	%	87	90～92	房間空調(diào)器(能效比)		2.4	3.2～4.O
風(fēng)機(jī)(設(shè)計(jì))	%	75	80～85	電冰箱(能效指數(shù))	%	80	62—50
泵(設(shè)計(jì))	%	75～80	83～87	家用燃?xì)庠?熱效率)	%	55	60～65
氣體壓縮機(jī)(設(shè)計(jì))	%	75	80～84	家用燃?xì)鉄崴��?熱效率)	%	80	90～95

4.宏觀管理目標(biāo)：
2010年初步建立與社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制相適應(yīng)的比較完善的節(jié)能法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系、政策支持體系、監(jiān)督管理體系、技術(shù)服務(wù)體系。