气化器技术综述
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LCG加气站的主要设备除去必不可少的LNG储罐,气化器,高压气瓶外,其它设备由具体工作流程决定。在这三个主要设备中气化器是整个加气站的核心,加气站的设计实际上就是根据需要设计合适的LNG气化器。现在国际上通用的气化器总体上来说分为四大类:空气加热型气化器,开架式气化器,燃烧式气化器以及有中间流体的气化器。下面就分别详细介绍这四类气化器的原理与大体结构。
1.1空气加热型气化器
所谓空气加热型气化器就是指直接利用空气中蕴含的热能气化LNG的技术。传统的空气加热型气化器多采用翅片管的外型或其它伸展体表面直接与空气进行热交换,达到把液态天然气气化的目的。管外利用翅片加强换热,管内LNG自下而上流过气化器,这样就可以吸收空气中的热量实现LNG的气化。但这种类型的气化器受环境条件的影响较大,比如温度和湿度的影响。另外,这种气化器的气化能力还受到当地的最低温度和最高湿度的影响,它无法避免结冰现象的发生,结冰过多会减少有效的传热面积和堵塞空气的流动。空气加热型气化器的上限一般在标准状况下是1400。由于没有燃料消耗,所以结构简单,运行费用低,但单位容量的投入费用较高,而且最大气化能力相对是比较低的。
图1-1 日本空气加热型气化器内部结构
国内苏州新锐公司生产的系列气化器是利用空气自然对流加热换热管中的LNG,其工作压力:0.8-25.0MPa单台流量:50-3000,其主要优点在于:
◆ 无能耗、无污染、绿环保
◆ 安装简便、维护方便
◆ 专用铝材换热,高效、轻量化设计、使用寿命长
◆ 特殊的Φ160或Φ200超大直径专用铝制换热管,化霜速度极快,有效的内翅片结构,大大提高换热管的换热效果
◆ “桥”式连接元件美观大方,工作时消除各部位热胀冷缩产生的应力;
◆ 进行特殊的换热管表面抗氧化处理工艺;
◆ 优化流程设计,使压降降到最低,绝无偏流现象,保证流速控制在安全范围以内;
◆ 充足的设计裕量;
◆ 所有气化器完全按照服务标准进行清洗和制造,使用更安全;
◆ 可按电子级标准设计、制造;
◆ 设计条件:温度-10°C、相对温度70%,连续使用8-12小时的气化量。
◆ 无能耗、无污染、绿环保
◆ 安装简便、维护方便
◆ 专用铝材换热,高效、轻量化设计、使用寿命长
◆ 特殊的Φ160或Φ200超大直径专用铝制换热管,化霜速度极快,有效的内翅片结构,大大提高换热管的换热效果
◆ “桥”式连接元件美观大方,工作时消除各部位热胀冷缩产生的应力;
◆ 进行特殊的换热管表面抗氧化处理工艺;
◆ 优化流程设计,使压降降到最低,绝无偏流现象,保证流速控制在安全范围以内;
◆ 充足的设计裕量;
◆ 所有气化器完全按照服务标准进行清洗和制造,使用更安全;
◆ 可按电子级标准设计、制造;
◆ 设计条件:温度-10°C、相对温度70%,连续使用8-12小时的气化量。
图1-2 国产空气加热型气化器外观
1.2开架式气化器
用水作热源的LNG气化器应用很广,特别是海水中蕴含着大量的低品位热能,这种热能虽不能当作能源,但对天然气气化来说却有着积极的意义。开架式气化器ORV(Open Rack Vap
orizer)就是以海水为能量来源的大型天然气气化装置。整个气化器用铝合金支架固定安装。气化器的基本单元是传热管,由若干传热管组成板状排列,两端与集气管或集液管焊接形成一个管板,再由若干个管板组成气化器。气化器顶部有海水分布喷淋装置,海水喷淋在管板外表面上,依靠重力作用自上而下流动。液化天然气在管内自下而上反向流动,在这个过程中通过管壁换热气化LNG。与空气式气化器相比,ORV的气化能力大增,最大天然气流量可达180t/h,气化成本相似,操作也很简单 。它的问题主要是对地理位置要求高,厂址要求临近海边或者大型湖泊,河流,而且这种气化器的气化能力也会受到气候等因素的影响,随着水温的降低,气化能力下降。通常气化器的进口水温的下限大约为5℃,开架式气化器对水质也有要求,为了避免水产生物在气化器管壁上生长还需要对进入的水进行预处理,而这一过程加入到水中的氯离子会对环境产生不良影响,设计时需要详细了解当地水文资料还有水产生物的生长情况。开架式气化器基本的工作流程和大体结构可以参看图1-3。
图1-3 开架式气化器原理示意图
苏州汽车网1.3有中间流体的气化器
所谓有中间流体的气化器就是指在气化天然气过程中在液化天然气与空气或者与水换热之间
加入中间介质,这里的中间介质可以是盐水,丙烷,丁烷,氟利昂等。有中间流体的气化器有效的避免了结冰现象和冒“白烟”现象。实际使用的气化器典型传热过程是由两级换热组成:第一级是由LNG和中间流体进行换热;第二级是中间流体和热源换热。这样热源就不存在结冰问题,可以采用多种热源比如工厂废热产生的热水,同时对海水温度的要求也不存在了。
图1-4 中间流体气化器原理示意
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