焦炉烘炉采用液化石油气的可行性分析

【摘要】焦炉烘炉所用的燃料大多为天然气，忽略了液化石油气这种更好的燃料。液化石油气和天然气虽然空燃比相差较大，但产生相同热量所用的空气量是大致相同的，采取一定安全措施，使用液化石油气进行烘炉更加可行。

【关键词】液化石油气；天然气；空燃比；焦炉烘炉

引言

目前，大多数企业在焦炉烘炉使用的燃料介质选择上，大多选用天然气。因为液化石油气的空燃比太大，所以不敢选择供应充足、运输方便、安全可靠、价格低廉的液化石油气，担心焦炉系统无法提供液化石油气烘炉所需的足够的空气量，从而产生不完全燃烧。而天然气供应商也有意隐瞒和误导消费者，致使焦炉业主在对液化石油气误解的情况下选择使用天然气，造成烘炉成本的大大增加。

1液化石油气和天然气比较

液化石油气（LiquefiedPetroleumGas，简称LPG）主要成分（%）：丙烷16～20、丙烯15～19、丁烷42～46、丁烯5～12、含5个碳原子以上的烃类3～5。液化石油气是在提炼原油时生产出来的，或从石油或天然气开采过程挥发出的气体。

天然气（Naturalgas）是一种多组分的混合气态化石燃料，主要成分是烷烃，其中甲烷（CH?）占绝大多数，另有少量的乙烷。

从液化石油气和天然气所含可燃气体的分子式来看，相同体积的液化石油气和天然气充分燃烧，液化石油气所需空气量要大许多。液化石油气的空燃比为27：1，是所有燃气中最大的，即1m?液化石油气需要混合27m?的空气才能完全燃烧，空气量不足将产生不完全燃烧。天然气的空燃比为9：1，比液化石油气小。

2燃烧热值与耗气量分析

以焦炉烘炉最高温时，也就是燃料用量最大热负荷时的消耗空气量进行比较：

焦炉烘炉时单孔的最大燃料介质用量大约为焦化煤气100m3/h。焦化煤气、天然气、液化石油气的热值分别为4200kcal/m3、8400kcal/m3、26000kcal/m3。根据等热量换算的原则，焦炉烘炉时单孔的最大燃料用量大约为天然气50m3/h，或者为液化石油气16.8m3/h。

根据液化石油气的空燃比为27：1和天然气的空燃比为9：1进行换算，使用天然气每小时需要450m3空气，使用液化石油气每小时需要453m3空气。显然，使用液化石油气与使用天然气的空气消耗量是一样的。

液化石油气的空燃比虽然是天然气的3倍，但它的热值也是天然气的3倍，液化石油气的用量也是天然气的三分之一，所以总的空气用量是一样的。焦炉能够为天然气提供足量的空气，同样也能够为液化石油气提供足量的空气。

综上，无论是使用液化石油气还是使用天然气进行焦炉烘炉，两种燃料消耗的空气量是一样的。很多人担心的液化石油气空燃比大，消耗空气量大，影响焦炉烘炉的担心是多余的，使用液化石油气进行焦炉烘炉是完全可行的且大大降低了烘炉造价。

3安全性分析

燃气的密度、压力、储存温度、爆炸极限、燃烧的稳定性等都是影响烘炉安全性的重要因素。

液化石油气的密度（气态）约为2.6kg/m3，常温下的饱和蒸汽压约为2～5kg/cm2，常温储存，爆炸极限为1.7～9.7%，燃烧的稳定性良好，能够适应空气供应量的大范围波动。对于焦炉烘炉而言，使用液化石油气具有良好的安全保证。

4供应可靠性分析

相对于液化天然气而言，液化石油气产地广泛，气源充裕，运输车辆众多，供应可靠性较好。

5问题及改进措施

造成大多数人对液化石油气不能进行焦炉烘炉的原因有很多，除担心空燃比大影响烘炉外，另一个原因是担心液化气的密度较大，泄露后容易在焦炉下部聚集，造成安全隐患。这种情况是客观存在的，但是完全可以通过技术的改进加以避免，确保安全。

针对以上问题，做出相应的改进措施：

（1）将焦炉下部所有螺纹接口的密封方式改变，使用密封胶密封，在施工的源头上杜绝液化石油气燃料的泄漏。

（2）对已经密封安装完毕，无法改变密封材料的情况，可缓慢从焦炉下部管道加水，水面浸没煤气支管的螺纹接口即可，水位不能高于焦炉地板。浸水试验可以检验漏点多少，延长浸水时间还可以通过氧化锈蚀自行堵漏。由于液化气通过只管旋塞阀后的压力非常底，只有20～30mm水柱，锈蚀后管道的密封性能可以满足转下部加热的需要。

（3）加强焦炉下部通风，从而避免少量渗漏液化气的聚集。

（4）将液化石油气混掺焦化煤气或者其他燃气，降低密度，防止其在焦炉下部聚集，造成安全隐患。

（5）按国家相关安全规定，一种强烈的气味剂-乙硫醇被加入液化石油气中，这样液化石油气的泄漏会很容易被发觉。

6结束语

液化石油气燃烧性能稳定，供应充足，热值高，烘炉效果良好。焦炉业主应该打消对液化石油气的顾虑，通过采取一定的、并不复杂的安全措施后，不但可以确保烘炉的安全和顺利进行，还可以大大降低烘炉成本。

参考文献：

[1]付秀勇.对液化石油气标准的几点认识与探讨.石油与天然气化工，2011（2）.

[2]郭祥旭.液化石油气加气站建设中应注意的消防问题.科技创新导报，2009（32）.

作者简介：

费圣刚（1983―），工学学士，方向为卡鲁金式顶燃式热风炉的研究与建造。