第25卷第10期煤氣與熱力Vol. 25 No. 102005年10月GAS & HEATOct. 2005技術(shù)與開發(fā)太陽能在LPG氣化器的應(yīng)用竺景芳，段常貴(哈爾濱工業(yè)大學(xué)市政環(huán)境工程學(xué)院，黑龍江哈爾濱150090 )摘要:提出了把太陽能用于LPG氣化器的思路，設(shè)計(jì)了3種太陽能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 -0013-03Application of Solar Energy to LPG VaporizerZHU Jing-fang，DUAN Chang-gui( School of Municipal & Enwironmental Engineering , Haerbin Institute of Technology , Haerbin150090 , China )Abstract : An idea of applying solar energy to LPG vaporizer is put forward ,and three kinds of so-lar LPG vaporization systems are designed. Based on the techno-economic analysis ,it is found that solarLPG vaporizer has advantages of energy saving and environmental protection , and is economically feasiblefor the application.Key words : solar energy ; LPG vaporizer ; technical analysis ; economic analysis近年來我國(guó)城市燃?xì)馐聵I(yè)發(fā)展迅速,LPG市場(chǎng)到達(dá)氣化器,與液態(tài)LPG熱交換后由泵打回儲(chǔ)水逐步開放。LPG具有靈活方便等優(yōu)點(diǎn),仍將是遠(yuǎn)離箱。系統(tǒng)特點(diǎn)是采用間歇式強(qiáng)迫循環(huán)熱水系統(tǒng),依天然氣輸氣管網(wǎng)地區(qū)的主要?dú)庠?。隨著LPG管道靠水泵使水在集熱器與儲(chǔ)水箱之間循環(huán)，并增設(shè)了供應(yīng)系統(tǒng)的發(fā)展,LPG氣化器(以下簡(jiǎn)稱氣化器)也水泵運(yùn)行控制器,可根據(jù)太陽輻照度或溫度的預(yù)定得到了廣泛的應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)使用的氣化器主要有值啟停水泵避免水泵無效運(yùn)行從而節(jié)省電能。針電熱式、電熱水浴式、熱水循環(huán)式、空溫式幾種其熱對(duì)太陽能不連續(xù)不穩(wěn)定的缺點(diǎn)系統(tǒng)中增設(shè)了輔助源主要為電和熱水能耗較大。太陽能是-種取之加熱器,可克服純太陽能熱水系統(tǒng)受時(shí)間、季節(jié)和氣不盡的綠色能源若將其應(yīng)用于氣化器中可帶來可候影響的不足保證系統(tǒng)運(yùn)行的連續(xù)性和穩(wěn)定性。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)②在空溫 式氣化器的應(yīng)用經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展1.21 ,但目前這方面的研究較少?？諟厥綒饣魇抢靡簯B(tài)LPG減壓后依靠自1技術(shù)分析身顯熱和吸收周圍環(huán)境熱量氣化的，這種氣化器高①在以電和熱水為熱源的氣化器 的應(yīng)用效、節(jié)能、環(huán)保但它受氣溫的影響較大。在氣溫較太陽能氣化系統(tǒng)(見圖1 )包括太陽能熱水器、低時(shí)，氣化量可能達(dá)不到額定值。另外,由于傳熱溫氣化器、輔助加熱器、參數(shù)顯示控制裝置及管路等。差較小其換熱面積較大[3-5?；诳諟厥綒饣髌浠驹硎峭ㄟ^集熱器收集太陽輻射獲得熱量,的這些缺點(diǎn)如果采用太陽能空氣加熱系統(tǒng)來加熱配以電或熱水作為輔助熱源所制得熱水通過管路空氣不僅能增大傳熱溫差和傳熱效率,提高氣化第10期煤氣與熱力第25卷量還可縮小換熱面積使氣化器小型化。圖2為直2經(jīng)濟(jì)分析接式太陽能空氣加熱氣化系統(tǒng)6] ,它利用太陽能集太陽能在氣化器中的應(yīng)用能否達(dá)到實(shí)用并得到熱器直接加熱空氣并將熱量?jī)?chǔ)存在礫石床儲(chǔ)熱器推廣除了考慮技術(shù)的可行性以外還要考慮其經(jīng)濟(jì)中,也可直接送往空溫式氣化器的外部空間。此系性。下面以哈爾濱市1個(gè)400戶的小區(qū)為供氣對(duì)統(tǒng)中風(fēng)機(jī)1用來驅(qū)動(dòng)空氣在集熱器與儲(chǔ)熱器之間象，以電熱式氣化器和相同功率的太陽能氣化器的循環(huán)風(fēng)機(jī)2把氣化器外部空間的空氣送到儲(chǔ)熱(熱水循環(huán)式)為例進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析。對(duì)這2種氣化器中與儲(chǔ)熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換從而加熱空氣。同樣,器作如下比較(見表1 ) ,電價(jià)以0.5元/( kW. h)系統(tǒng)也設(shè)置了輔助加熱器,以便在太陽輻射能不足計(jì)。時(shí)作補(bǔ)充保證氣化器的連續(xù)運(yùn)行。表1 電熱式氣化器和太陽能氣化器的比較Tab. 1 Comparison between electric vaporizer and solar1 供熱水管儲(chǔ)vaporizer箱”之輔助加熱器頁目電熱式氣化器太陽能氣化器差額| 最大小時(shí)耗電量冷水補(bǔ)給6.52.63.9/( kW. h)控制器最大利用小時(shí)1 7190數(shù)/h圖1太陽能氣化系統(tǒng)年耗電量Fig. 1 Solar vaporization system/(kW. h+ a-' )11 1744 4696 705輔助加熱器供熱空氣管年電費(fèi)5 5872 2343 353空氣/(元a-')造價(jià)增加額/元10 000-100000]礫石床旁儲(chǔ)熱器通|化從表1可知，太陽能氣化器雖然比電熱式氣化器風(fēng)機(jī)1風(fēng)機(jī)2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。三通閥冷空氣管3 a左右即可償還增加的造價(jià)見效較快,長(zhǎng)期運(yùn)行可以取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。圖2直接式太陽能空 氣加熱氣化系統(tǒng)3結(jié)論Fig. 2 Directype solar air heating vaporization system另外,也可先用太陽能集熱器直接加熱水等流①太陽能是一種清潔高效的可再生能源,已體再和空氣進(jìn)行熱交換來加熱空氣即為間接式太在生產(chǎn)和生活中廣泛應(yīng)用將其應(yīng)用于LPG氣化系:陽能空氣加熱氣化系統(tǒng),可在圖1的基礎(chǔ)上增加水統(tǒng)中不但可有效節(jié)能，解決傳統(tǒng)氣化器的能耗問題而且經(jīng)濟(jì)環(huán)保。-空氣換熱器得到見圖3 )。②太陽能熱水系統(tǒng)形式多樣 ，各具特點(diǎn),它的i 供熱水管選擇應(yīng)根據(jù)不同的需要。對(duì)于目前的電熱式、水熱水之輔助加熱器熱空氣管空氣式等氣化系統(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。;熱③把太陽能空氣加熱系統(tǒng)應(yīng)用于空溫式氣化泵器加熱方式有直接加熱空氣和間接加熱空氣兩種冷水回水管這-系統(tǒng)不但解決了空溫式氣化器受環(huán)境溫度影響圖3間接 式太陽能空氣加熱氣化系統(tǒng)較大的問題而且可使設(shè)備小型化。Fig. 3 Indirect-type solar air heating vaporization system④以電熱式 氣化器和太陽能氣化器為例作了可見,太陽能在氣化系統(tǒng)中的應(yīng)用形式多樣，經(jīng)濟(jì)對(duì)比分析 太陽能氣化器雖然造價(jià)高但運(yùn)行成在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)不同的需要選擇合適的利用方本低，見效快經(jīng)濟(jì)效益好。式。從以上幾種太陽能氣化系統(tǒng)的分析可知,太陽⑤系統(tǒng)中的輔 助熱源采用電輔助加熱器,也能在LPG氣化器中的應(yīng)用在技術(shù)上是可行的。:可考慮用熱泵,即以太陽能熱泵熱水系統(tǒng)提供氣化第10期竺景芳等太陽能在LPG氣化器的應(yīng)用第25卷熱源還可用燃?xì)鉄崴b置,可根據(jù)實(shí)際條件和需要[4] 霍志臣,羅振濤.國(guó)外太陽熱水器發(fā)展?fàn)顩r[ J ]. 太陽選擇使用。太陽能技術(shù)在氣化系統(tǒng)中的應(yīng)用,無論能2003 (6)35-37.是理論.上還是實(shí)驗(yàn).上都還很不成熟和完善均需進(jìn)[5] 吳紅華.空溫式氣化器及應(yīng)用淺析[J]城市燃?xì)?-步的研究。2003 (5):16-17.[6]方榮生項(xiàng)立成,李亭寒等太陽能應(yīng)用技術(shù)[ M ]參考文獻(xiàn):北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社1985.[1]施玉川李新德.太陽能應(yīng)用M]西安陜西科學(xué)技術(shù)出版社2001.作者簡(jiǎn)介竺景芳( 1980- )， 女，浙江嵊州人,[2]田琦. 大型太陽能熱水供應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的若干問題J ]碩士生，主要從事燃?xì)鈶?yīng)用技術(shù)研究。中國(guó)給水排水2001 ,17(6)33-35.電話( 0451 )82339211[3]羅振濤霍志臣.我國(guó)太陽熱水器產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀J]:E - mail zif8035@ 163. com太陽能2003( 3)5-7.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年每萬元GDR( 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)377360320噸鋼綜合能耗千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸906760730700噸鋼可比能耗干克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸78468564010種有色金屬綜合能耗噸標(biāo)準(zhǔn)煤/噸4. 8094.6654.595鋁綜合能耗9. 9239. 5959.4719.22銅綜合能耗4.7074. 3884. 2564.000煉油單位能量因數(shù)能耗千克標(biāo)準(zhǔn)油/噸因數(shù)141210乙烯綜合能耗千克標(biāo)準(zhǔn)油/噸848600大型合成氨綜合能耗1372121011401000燒堿綜合能耗155315031300水泥綜合能耗18159148129平板坡璃綜合能耗千克標(biāo)準(zhǔn)煤/重量箱3262420建筑陶瓷綜合能耗千克標(biāo)準(zhǔn)煤/平方米10.049.99.2鐵路運(yùn)輸綜合能耗噸標(biāo)準(zhǔn)煤百萬噸換算公里10.419. 409.003.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(見表2 )。表2主要耗能設(shè)備能效指標(biāo)2000年 2010年燃煤工業(yè)鍋爐運(yùn)行)%6570~80汽車(乘用車)平均油耗升/百公里9.5 8. 2-6.7中小電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì))3790~92房間空調(diào)器(能效比)2.43.2-4.0 .風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì))580~-85電冰箱(能效指數(shù))8062~50泵(設(shè)計(jì))75~8083~87家用燃?xì)庠?熱效率)氣體壓縮機(jī)(設(shè)計(jì))7580- 84家用燃?xì)鉄崴鳠嵝?090~954.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。