CN102679146B

CN102679146B - 一种维持烟气冲击旋水式lng加热气化炉水位的装置

Info

Publication number: CN102679146B
Application number: CN201210153604.0A
Authority: CN
Inventors: 严平; 曹伟武; 何法江; 钱尚源
Original assignee: Shanghai University of Engineering Science
Current assignee: Shanghai University of Engineering Science
Priority date: 2012-05-15
Filing date: 2012-05-15
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2032-05-15
Also published as: CN102679146A

Abstract

本发明涉及烟气冲击旋水式LNG加热气化炉的改良装置，一种维持烟气冲击旋水式LNG加热气化炉水位的装置，在立式的由内外筒组成的燃烧室夹套(7)的顶部，水平配置一个环形管圈(1)，环形管圈(1)的周壁开设多个补水孔(1a)；环形管圈(1)经进水管(3)连接至水箱(4)，在进水管(3)路上配置供水动力水泵(2)。本发明确保加热气化炉内不断补充水分，保持炉内水池水位稳定在最佳位置，最充分地发挥烟气冲击、溅出、夹带水滴、水雾、水蒸汽的效应，确保加热气化炉正常运行。并且能很有效地冷却燃烧室壁温，保证燃烧室壁温不超温，取得了除确保维持加热气化炉工作水位以外新的有效功能，确保了烟气冲击旋水式LNG加热气化炉的正常安全运行，提高运行效率。

Description

一种维持烟气冲击旋水式LNG加热气化炉水位的装置

技术领域

本发明涉及烟气冲击旋水式LNG加热气化炉的改良装置，特别是涉及烟气冲击旋水式LNG加热气化炉在工作中能保持水位的一种装置。

技术背景

天然气是清洁能源，具有热值高，燃烧产物污染小，储运方便等特点。在当今节能减排成为全球共识之时，天然气成为能源发展方向之一。在运输方面，天然气往往采用管道输送，如我国的西气东输管线，或将天然气冷凝液化成液化天然气（Liquefied Natural Gas，简称LNG），使其体积大大缩小（常压下，625M³天然气能冷凝成1M³LNG），然后用船、车等运载工具运输，如我国从国外用大型LNG运输船装运进口LNG；在储藏方面，天然气一般采用地下储气、管道储气或大型球罐储气，而LNG更具有优势，只需较小的储液容器就能储藏大量的天然气。但在使用时，LNG仍须加热气化成工艺所需的压力、温度下的天然气，才能供工程实际使用，因此在LNG供气系统中，必须有加热气化LNG的装置，它是一种不可或缺的重要设备。

专利号ZL201010113494.6的烟气冲击旋水式LNG加热气化炉是一种新颖的LNG加热气化装置，所述气化炉利用燃烧产生的烟气高速冲击浸没在水池中的气流旋水子，溅起并夹带水滴、水雾、水蒸汽，形成湿度较高的烟气流，通过盘管加热气化在盘管中流动的LNG，从而达到工艺要求的天然气供气参数。之所以要实现高温烟气冲击水面形成含湿气流，一是为了降低进入盘管的烟气温度，使直接接触盘管的烟气温度低于LNG的着火温度，保证LNG加热气化炉的安全运行；二是为了将烟气携带的部分热量传递给水池中的水，使水温提高，以加热在浸没在水池中的盘管内流动的天然气。

所述一种烟气冲击旋水式LNG加热气化装置的具体结构为：

在立式密闭圆筒形外壳的顶部安装燃烧室，燃烧室由内筒和外筒构成,内筒的顶部安装燃烧器,外筒的下端为锥形的烟气喷嘴；在外筒的外壁与圆筒形外壳的内壁之间形成换热面布置空间，在换热面布置空间的上部开设排烟管道；

在燃烧室外筒与内筒之间构成夹套层结构的燃烧室夹套,燃烧室夹套的底部与锥形喷口连通，燃烧室夹套的顶部经循环烟道与排烟管道连通；

在排烟管道中设置排烟管道调风门，在循环烟道中设置循环烟道调风门；

立式密闭圆筒形外壳的下部为积存水的水池，水池的水面部分浸没呈倒置伞状的气流旋水子，气流旋水子的中心为向上突起的尖顶，由尖顶向下并向四周扩展的是以某种曲线形状先向下至圆盘边缘后再略向上弯曲的曲面；

在换热面布置空间中布置了围绕燃烧室外筒呈螺旋上升排列的盘管；盘管的一端为LNG进口，另一端为天然气出口。

湿度较高的烟气流过盘管放热后，烟气中的部分水蒸汽凝结下来，滴回水池，部分水蒸汽随烟气排出炉外，因此水池中的水不断减少，当水位低于气流旋水子的圆盘时，烟气冲击、溅起、夹带水滴、水雾、水蒸汽的效应被破坏，严重影响烟气冲击旋水式LNG加热气化炉的正常运行，因此必须提供一种能保持烟气冲击旋水式LNG加热气化炉水位的装置，才能维持加热气化炉正常工作。

发明内容

本发明拟提供一种能保持烟气冲击旋水式LNG加热气化炉水位的装置，以达到维持加热气化炉正常、安全运行的目的。

本发明的目的是由如下结构来实现的：

一种维持烟气冲击旋水式LNG加热气化炉水位的装置，其特征在于：

在立式的由内外筒组成的燃烧室夹套的顶部，水平配置一个环形管圈，环形管圈的周壁开设多个补水孔；

环形管圈经进水管连接至水箱，在进水管路上配置供水动力水泵。

进一步，在所述环形管圈与水泵之间的进水管段上接通由调节阀控制、接通的旁路管，旁路管的另一端为回水口，接至水箱。

进一步，所述环形管圈的外径尺寸等于0.3—0.7倍燃烧室夹套内外筒壁之间的间距尺寸。

进一步，所述水泵为定时定量泵。

进一步，在所述环形管圈的下方、内侧、外侧开设多个补水孔。

进一步，所述燃烧室夹套内外筒壁之间的间距为60mm，所述环形管圈的外径为15mm。

自烟气冲击旋水式LNG加热气化炉问世后，经过反复试用、使用，发现有尚待改进和提高之处——加热气化炉中的水位会逐渐降低，影响运行，甚至造成故障，本发明捕捉到了这个仅从理论设计上容易被忽视的问题。

如果仅仅给加热气化炉补水、维持水位应该不是复杂的技术，但是要达到简易、经济、高效的补水、维持水位目的，同时同一装置起到多项有益功能、效果的技术方案，不仅将深受用户欢迎，而且将是一项具有专利性的技术难题。

将环形管道安装在烟气冲击旋水式LNG加热气化炉的燃烧室夹套内的顶部，环形管道上装有一根进水管道，环形管道上开有小孔，环形管圈经进水管连接至水箱，在进水管路上配置供水动力水泵，水泵启动，水从水箱经过进水管流入环形管道，从环形管道上的补水孔喷出，由此方式可以给烟气冲击旋水式LNG加热气化炉不断补给水，维持加热气化炉正常运行的工艺要求。

环形管道上补水孔的数量和孔径，根据补水量确定；小孔间距根据补水均匀性确定，小孔沿管道圆截面的开孔方向，可根据工艺需要沿圆截面的各个方向。

与环形管道连接的进水管，管径一般应与环形管道管径相同，但也可根据工艺需要采用大于或小于环形管道管径的进水管。进水管与环形管道连接一般为水平连接，根据工艺需要也可采用垂直连接或以任一角度的倾斜连接。

进水管从燃烧室夹套外壁穿出，穿孔处应予密封。进水管的另一端与水泵连接，根据工艺需要供给水。

即使所述环形管道不是一个整圆环，中间存在圆缺，圆缺的两端封闭，如此结构也属本发明保护范围。

本发明专利的特点和优点是：

1、设计了补水装置，使烟气冲击旋水式LNG加热气化炉内能不断补充水分，从而始终保持炉内水池水位稳定在最佳位置，最充分地发挥烟气冲击、溅出、夹带水滴、水雾、水蒸汽的效应，确保加热气化炉正常运行。

2、原设计的燃烧室夹套主要功能是隔绝夹套两侧高低温的直接传导，本发明补给水与循环烟气一起沿燃烧室夹套流下，能很有效地冷却燃烧室壁温，大大保证燃烧室壁温不超温，取得了除确保维持加热气化炉工作水位以外新的有效功能。

3、本发明的补水方式和结构在补给水流入锥形喷嘴随烟气喷出时，极易形成水滴、水雾、水蒸汽，能迅速有效地降低烟气温度。

本发明确保了烟气冲击旋水式LNG加热气化炉的正常安全运行，提高了该炉的运行效率。

附图说明

图1为本发明维持烟气冲击旋水式LNG加热气化炉水位的装置一种实施方式，配置在加热气化炉上的总结构布置图；

图2为图1配置在加热气化炉夹套层中一侧的环形管圈部件的剖视图，显示在环形管圈的下方、内侧、外侧开设补水孔；

图3为图1配置在加热气化炉夹套层中环形管圈部件从下往上观察的仰视图。

图中：

1是环形管圈，1a是补水孔，2是水泵，3是进水管，4是水箱，5是旁路管，6是调节阀，7是燃烧室夹套，8是外壳，9是LNG盘管，10是气流旋水子，11是烟气喷嘴，12是连通管，13是燃烧室内筒，14是燃烧器接口。

具体实施方式

以下结合附图进一步详细说明本发明的结构。

一种维持烟气冲击旋水式LNG加热气化炉水位的装置：

在立式的由内外筒组成的燃烧室夹套7的顶部，水平配置一个环形管圈1，环形管圈1的周壁开设多个补水孔1a；环形管圈1经进水管3连接至水箱4，在进水管3路上配置供水动力水泵2。

在所述环形管圈1与水泵2之间的进水管3段上接通由调节阀6控制、接通的旁路管5，旁路管5的另一端为回水口，接至水箱4。当进水量过多，可以开启调节阀6回水，保持最佳水位。

所述环形管圈1的外径尺寸等于0.3—0.7倍燃烧室夹套7内外筒壁之间的间距尺寸。燃烧室夹套7中需要通烟气，因此，要在所述范围内选择合适的比例，确保烟气和冷却补水量都达到一个较好的效果。

所述水泵2为定时定量泵，可以精确提供补水量，达到较好效果。

在所述环形管圈1的下方、内侧、外侧开设多个补水孔1a，由此结构可以达到补水和内、外壁针对性冷却兼顾的更好效果。

所述燃烧室夹套7内外筒壁之间的间距为60mm，所述环形管圈1的外径为15mm，此尺寸为较常用的规格，能取得较好效果。

Claims

1.一种维持烟气冲击旋水式LNG加热气化炉水位的装置，其特征在于：

在立式的由内外筒组成的燃烧室夹套(7)的顶部，水平配置一个环形管圈(1)，环形管圈(1)的周壁开设多个补水孔(1a)；

环形管圈(1)经进水管(3)连接至水箱(4)，在进水管(3)路上配置供水动力水泵(2)；

在所述环形管圈(1)与水泵(2)之间的进水管(3)段上接通由调节阀(6)控制、接通的旁路管(5)，旁路管(5)的另一端为回水口，接至水箱(4)；

所述水泵(2)为定时定量泵；

在所述环形管圈(1)的下方、内侧、外侧开设多个补水孔(1a)。

2.根据权利要求1所述维持烟气冲击旋水式LNG加热气化炉水位的装置，其特征在于所述环形管圈(1)的外径尺寸等于0.3—0.7倍燃烧室夹套(7)内外筒壁之间的间距尺寸。

3.根据权利要求1所述维持烟气冲击旋水式LNG加热气化炉水位的装置，其特征在于所述燃烧室夹套(7)内外筒壁之间的间距为60mm，所述环形管圈(1)的外径为15mm。