摘要： 提出了把太阳能用于LPG气化器的思路，设计了3种太阳能LPG气化系统。进行了技术分析和经济分析，太阳能LPG气化器具有节能环保的优势，在应用上是经济可行的。
关键词： 太阳能；LPG气化器；技术分析； 经济分析
中图分类号：TU996
文献标识码：B
文章编号：1000-4416(2005)10—0013-03
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，技术分析
①在以电和热水为热源的气化器的应用
太阳能气化系统(见图1)包括太阳能热水器、气化器、辅助加热器、参数显示控制装置及管路等。其基本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。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。
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，还可缩小换热面积，使气化器小型化。图2为直接式太阳能空气加热气化系统帕J，它利用太阳能集热器直接加热空气，并将热量储存在砾石床储热器中，也可直接送往空温式气化器的外部空间。此系统中，风机1用来驱动空气在集热器与储热器之间的循环，风机2把气化器外部空间的空气送到储热器中与储热介质进行热交换从而加热空气。同样，系统也设置了辅助加热器，以便在太阳辐射能不足时作补充，保证气化器的连续运行。
图1太阳能气化系统 图2 直接式太阳能空气加热气化系统
另外，也可先用太阳能集热器直接加热水等流体，再和空气进行热交换来加热空气，即为间接式太阳能空气加热气化系统，可在图1的基础上增加水一空气换热器得到(见图3)。
可见，太阳能在气化系统中的应用形式多样，在实际应用中应根据不同的需要选择合适的利用方式。从以上几种太阳能气化系统的分析可知，太阳能在LPG气化器中的应用在技术上是可行的。
2 经济分析
太阳能在气化器中的应用能否达到实用并得到推广，除了考虑技术的可行性以外，还要考虑其经济性。下面以哈尔滨市1个400户的小区为供气对象，以电热式气化器和相同功率的太阳能气化器(热水循环式)为例，进行经济分析。对这2种气化器作如下比较(见表1)，电价以0.5元/(kw.h)计算
表1 电热式气化器和太阳能气化器的比较
|
项 目 |
电热式气化器 |
太阳能气化器 |
差额 |
|
最大小时耗电量/(kW.h) |
6.5 |
2.6 |
3.9 |
|
最大利用小时数/h |
1719 |
1719 |
0 |
|
年耗电量/(kW.h.a11) |
11174 |
4469 |
6705 |
|
年电费/(元.a) |
5587 |
2234 |
3353 |
|
造价增加额/元 |
0 |
10000 |
-10000 |
从表1可知，太阳能气化器虽然比电热式气化器造价高，但它具有较好的节能优势，运行费用低。3元左右即可偿还增加的造价，见效较快，长期运行可以取得良好的经济效益。
3 结论
①太阳能是一种清洁高效的可再生能源，已在生产和生活中广泛应用，将其应用于LPG气化系统中，不但可有效节能，解决传统气化器的能耗问题，而且经济环保。
②太阳能热水系统形式多样，各具特点，它的选择应根据不同的需要。对于目前的电热式、水热式等气化系统优先采用间歇式强迫循环系统，并增设辅助加热器。
③把太阳能空气加热系统应用于空温式气化器，加热方式有直接加热空气和间接加热空气两种，这一系统不但解决了空温式气化器受环境温度影响较大的问题，而且可使设备小型化。
④以电热式气化器和太阳能气化器为例作了经济对比分析，太阳能气化器虽然造价高，但运行成本低，见效快，经济效益好。
⑤系统中的辅助热源采用电辅助加热器，也可考虑用热泵，即以太阳能热泵热水系统提供气化热源，还可用燃气热水装置，可根据实际条件和需要选择使用。太阳能技术在气化系统中的应用，无论是理论上还是实验上都还很不成熟和完善，均需进一步的研究。
参考文献：
[1]施玉川、李新德 太阳能应用 西安：陕西科学技术出版社，2001．
[2]田琦 大型太阳能热水供应系统设计的若干问题 中国给水排水，2001,17(6)33—35
[3]罗振涛、霍志臣 我国太阳热水器产业发展现状 太阳能，2003,(3)5—7
[4]霍志臣、罗振涛 国外太阳热水器发展状况 太阳能，2003,6):35—37.
[5]吴红华、空温式气化器及应用浅析 市燃气、2003,(5);16—17.
[6]方荣生、项立成、李亭寒等 太阳能应用技术 北京：中国农业机械出版社，1985
作者简介：竺景芳 (1980-)，女，浙江嵊州人，硕士生，主要从事燃气应用技术研究。
电 话：(0451)8233921l
E---mail：zi035@163.com
收稿日期：2005-04-20
节能中长期专项规划(连载6)国家发展和改革委员会
(三)节能目标
1.宏观节能量指标：到2010年每万元GDP(1990年不变价，下同)能耗由2002年的2.68吨标准煤下降到2.25吨标准煤，2003—2010年年均节能率为2.2%形成的节能能力为4亿吨标准煤。2020年每万元GDP能耗下降到1.54吨标准煤，2003～2020年年均节能率为3%，形成的节能能力为14亿吨标准煤，相当于同期规划新增能源生产总量12.6亿吨标准煤的111%，相当于减少二氧化硫排放2100万吨。
2.主要产品(工作量)单位能耗指标：2010年总体达到或接近20世纪90年代初期国际先进水平，其中大中型企业达到本世纪初国际先进水平；2020年达到或接近国际先进水平(见表1)。
表1 主要产品单位能耗指标
|
|
单位 |
2000年 |
2005年 |
2010年 |
2020年 |
|
火电供电煤耗 |
克标准煤/千瓦时 |
392 |
377 |
360 |
320 |
|
吨钢综合能耗 |
千克标准煤/吨 |
906 |
760 |
730 |
700 |
|
吨钢可比能耗 |
千克标准煤/吨 |
784 |
700 |
685 |
640 |
|
10种有色金属综合能耗 |
吨标准煤/吨 |
4.809 |
4.665 |
4.595 |
4.45 |
|
铝综合能耗 |
吨标准煤/吨 |
9.923 |
9.595 |
9.471 |
9.22 |
|
铜综合能耗 |
吨标准煤/吨 |
4.707 |
4.388 |
4.256 |
4.000 |
|
炼油单位能量因数能耗 |
千克标准油/吨 |
14 |
13 |
12 |
10 |
|
乙烯综合能耗 |
千克标准油/吨 |
848 |
700 |
650 |
600 |
|
大型合成氨综合能耗 |
千克标准煤/吨 |
1372 |
1210 |
1140 |
1000 |
|
烧碱综合能耗 |
千克标准煤/吨 |
1553 |
1503 |
1400 |
1300 |
|
水泥综合能耗 |
千克标准煤/吨 |
181 |
159 |
148 |
129 |
|
平板坡璃综合能耗 |
千克标准煤/重量箱 |
30 |
26 |
24 |
20 |
|
建筑陶瓷综合能耗 |
千克标准煤/平方米 |
10.04 |
9.9 |
9.2 |
7.2 |
|
铁路运输综合能耗 |
吨标准煤/百万吨换算公里 |
10.41 |
9.65 |
9.40 |
9.00 |
3.主要耗能设备能效指标
2010年新增主要耗能设备能源效率达到或接近国际先进水平，部分汽车、电动机、家用电器达到国际领先水平 (见表2)。
表2 主要耗能设备能效指标
|
|
单位 |
2000年 |
2010年 |
|
单位 |
2000年 |
2010年 |
|
燃煤工业锅炉(运行) |
% |
65 |
70～80 |
汽车(乘用车)平均油耗 |
百公里 |
9.5 |
8.2～6.7 |
|
中小电动机(设计) |
% |
87 |
90～92 |
房间空调器(能效比) |
|
2.4 |
3.2～4.O |
|
风机(设计) |
% |
75 |
80～85 |
电冰箱(能效指数) |
% |
80 |
62—50 |
|
泵(设计) |
% |
75～80 |
83～87 |
家用燃气灶(热效率) |
% |
55 |
60～65 |
|
气体压缩机(设计) |
% |
75 |
80～84 |
家用燃气热水器(热效率) |
% |
80 |
90～95 |
4.宏观管理目标：
2010年初步建立与社会主义市场经济体制相适应的比较完善的节能法规标准体系、政策支持体系、监督管理体系、技术服务体系。
