CN105650463B - 一种利用光伏发电的lng空温式气化装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用光伏发电的LNG空温式气化装置及其方法。光伏发电装置的衬板为双曲线外形，不封顶，北向开口，开口间连接电线，薄膜太阳能电池板敷设在衬板的外表面；LNG空温式气化器支撑在光伏发电装置内部，气化器入口管道和气化器出口管道上分别缠绕有MI加热电缆，MI加热电缆分别与电线连接；气化器入口管道上的MI加热电缆将光伏发电装置产生的电能转变为热能加热入口LNG，当出口天然气温度低于5℃时，由气化器出口管道上MI加热电缆加热出口天然气温度，以免除或节省后续利用水浴式气化器再热的能耗；本发明充分利用太阳能，保证LNG空温式气化器的气化能力，减轻或消除LNG空温式气化器外表面的结霜结冰现象。

Description

一种利用光伏发电的LNG空温式气化装置及其方法
技术领域
本发明属于利用光伏发电的LNG气化技术领域，特别涉及一种利用光伏发电的LNG空温式气化装置及其方法。
背景技术
液化天然气(简称LNG)是我国城市燃气的一种重要气源，其在供给用户应用前需要由液态气化成气态。由于LNG温度为-162℃，常采用LNG空温式气化器吸收周围空气的热量来气化LNG。但是，空温式气化器的气化能力受环境温度的影响较大，在气温较低时(尤其在严寒地区)气化量可能达不到要求，并且空气中的水蒸气会在气化器外表面凝结并凝固，出现结霜结冰的现象。为此，空温式气化器常设置两组，切换使用，一组用于气化LNG时，另外一组空温式气化器进行化霜化冰。由此可见，传统空温式气化器不仅气化能力受结霜结冰的严重影响，而且需要设置两组，投资高，占地多，并且，化霜化冰需要耗能。
随着科技的发展和技术的进步，太阳能在多方面被开发应用，利用薄膜太阳能电池光伏发电是其中一种太阳能利用技术。薄膜太阳能电池具有生产能耗低，能源回收期短，无环境污染，质量轻，制造成本低，生产自动化，透光性、弱光发电效应好，节省空间，技术上具备更大提升空间，能够高效发电。
发明内容
本发明旨在解决LNG空温式气化器在使用过程中外表面出现堆霜结冰的问题，保证LNG空温式气化器的气化能力，降低LNG空温式气化器的配置成本；基于此，本发明提供了一种利用光伏发电的LNG空温式气化装置及其方法。
一种利用光伏发电的LNG空温式气化装置，该装置包括光伏发电装置、LNG空温式气化器13、电线10、第一MI加热电缆8、第二MI加热电缆8＇和开关15；
所述光伏发电装置包括薄膜太阳能电池板1、衬板2和底部支架3；所述衬板2采用不锈钢材质，其为双曲线形，北向开口，底部投影为3/4圆，顶部不封顶，开口的两侧边间连接电线10，所述电线10上设有安全控制装置，所述安全控制装置包括防爆装置11和温控装置12，安全控制装置的前后两侧分别设有开关15；底部支架3均匀设置在衬板2底部的圆弧上，并固定在地面上形成支撑；所述薄膜太阳能电池板1敷设于衬板2的外表面；
所述LNG空温式气化器13支撑在光伏发电装置内部，第一MI加热电缆8缠绕在气化器入口管道6上，第二MI加热电缆8＇缠绕在气化器出口管道7上，所述第一MI加热电缆8和第二MI加热电缆8＇分别与电线10连接，且MI加热电缆与电线10连接处均设有开关15。
所述衬板2上，沿经纬方向等间距开设条形缝16，形成条形风口。
所述第一MI加热电缆8和第二MI加热电缆8＇分别通过电缆固定装置9固定在管道上，所述电缆固定装置9为粘结剂或捆绑带。
所述衬板2的内壁上设有中部支架4以加强支撑；中部支架4沿衬板2均匀布置，中部支架4的顶部为T型，连接在衬板2内壁上，底部固定在中部支架基础5上。
所述LNG空温式气化器13支撑在气化器基础14上，气化器基础14的顶部和底部支架3的顶部齐平。
所述光伏发电装置内设置LNG空温式气化器13的数量为一个以上。
上述一种利用光伏发电的LNG空温式气化装置气化LNG的方法，打开设置在安全控制装置的前后两侧及第一MI加热电缆8接线处的开关15，薄膜太阳能电池板1吸收太阳能辐射，根据光伏发电原理产生电能，电能由电线10供给第一MI加热电缆8，第一MI加热电缆8将电能转化为热能预热进入LNG空温式气化器13的LNG温度；当LNG空温式气化器13出口天然气温度低于5℃时，打开设置在第二MI加热电缆8＇接线处的开关15，薄膜太阳能电池板1产生的电能通过电线10输送给第二MI加热电缆8＇，第二MI加热电缆8＇将电能转化为热能从而提高LNG空温式气化器13出口天然气温度；当LNG空温式气化器13不运行时，直接通过开关15切断电线10与光伏发电装置的连接。
本发明的有益效果为：
1.利用光伏发电效应进行发电，通过MI加热电缆将电能转换为热能，预热LNG温度，充分利用太阳能，减轻或消除LNG空温式气化器外表面的结霜结冰现象，保证LNG空温式气化器的气化能力；
2.在LNG空温式气化器出口管道上安装MI加热电缆调控出口温度，当天然气温度低于5℃时，打开气化器出口管道上MI加热电缆的接线开关，加热出口天然气温度，保证出口天然气达到温度要求或预热天然气温度，免除或节省后续利用水浴式气化器再热的能耗；
3.光伏发电装置采用双曲线外形，既增大薄膜太阳能电池板的敷设面积，又有利于空气流动。北向不设衬板和薄膜太阳能电池板，有利于降低成本，同时，方便工作人员观测和检修。光伏发电装置不封顶，既便于向太阳墙内部吊运大型器件和设备，又有利于利用雨雪和空气流动强化空温式气化器的气化效果；衬板上设置条形风口，有利于通风，并提高光伏发电装置的抗风能力；光伏发电装置中采用底部支架和中部支架相配合的支撑方式，有效提高安全可靠性。
附图说明
图1为一种利用光伏发电的LNG空温式气化装置主视图；
图2为一种利用光伏发电的高效空温式气化装置俯视图；
图3为薄膜太阳能电池板敷设结构示意图；
图4为中部支架支撑固定示意图。
标号说明：1-薄膜太阳能电池板；2-衬板；3-底部支架；4-中部支架；5-中部支架基础；6-气化器入口管道；7-气化器出口管道；8-第一MI加热电缆；8＇-第二MI加热电缆；9-电缆固定装置；10-电线；11-防爆装置；12-温控装置；13-LNG空温式气化器；14-气化器基础；15-开关；16-条形缝。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
如图1所示一种利用光伏发电的LNG空温式气化装置，该装置包括光伏发电装置、LNG空温式气化器13、电线10、第一MI加热电缆8、第二MI加热电缆8＇和开关15；
所述光伏发电装置包括薄膜太阳能电池板1、衬板2和底部支架3；所述衬板2为双曲线形，北向开口，底部投影为3/4圆，顶部不封顶，衬板2上沿经纬方向等间距开设条形缝16，形成条形风口；北向开口的两侧边间连接电线10，所述电线10上设有安全控制装置，所述安全控制装置包括防爆装置11和温控装置12，安全控制装置的两侧分别设有开关15；如图3-4所示，7个底部支架3均匀设置在衬板2底部的圆弧上，底部支架3的顶部焊接在衬板2上，底部通过地脚螺栓固定在地面上形成支撑；衬板2的内壁上设有中部支架4以加强支撑，7个中部支架4沿衬板2均匀布置，中部支架4的顶部为T型，焊接在衬板2内壁上，底部固定在中部支架基础5上；衬板2、底部支架3和中部支架4均采用不锈钢材质。所述薄膜太阳能电池板1与衬板2的形状、尺寸一致，敷设于衬板2的外表面。
一个或多个所述LNG空温式气化器13通过气化器基础14支撑在光伏发电装置内部，气化器基础14的顶部和底部支架3的顶部齐平；如图2所示，第一MI加热电缆8缠绕在气化器入口管道6上，第二MI加热电缆8＇缠绕在气化器出口管道7上，第一MI加热电缆8和第二MI加热电缆8＇分别通过电缆固定装置9固定在相应的管道上，所述电缆固定装置9为粘结剂或捆绑带；所述第一MI加热电缆8和第二MI加热电缆8＇分别与电线10连接，且MI加热电缆与电线10连接处均设有开关15。
以下结合附图1-图4，说明一种利用光伏发电的LNG空温式气化装置的工作原理：
打开设置在防爆装置11和温控装置12的前后及第一MI加热电缆8接线处的开关15，薄膜太阳能电池板1吸收太阳能辐射，根据光伏发电原理产生电能，电能由电线10供给第一MI加热电缆8，第一MI加热电缆8将电能转化为热能预热进入LNG空温式气化器13的LNG温度；当气温低时，LNG空温式气化器13出口天然气温度低于5℃，打开设置在第二MI加热电缆8＇接线处的开关15，薄膜太阳能电池板1产生的电能通过电线10输送给第二MI加热电缆8＇，第二MI加热电缆8＇将电能转化为热能从而提高LNG空温式气化器13出口天然气温度。当LNG空温式气化器13不运行时，切断所有开关15。
衬板2的经、纬方向开设若干条形缝16，一是加强LNG空温式气化器13周围的空气流动，提高换热效果；二是当极端恶劣天气时，能够顺利导风，提高整个装置的抗风能力。
衬板2采用底部支架3和中部支架4高低相配合的支撑方式，有效提高衬板2的安全可靠性。
光伏发电装置顶部不封顶，且底部支架3与气化器基础14等高，便于LNG空温式气化器13底部的冷空气从7个底部支架3之间的空间流出。
防爆装置11和温控装置12用于保证在易燃易爆环境中输电和用电的安全性；北向不设置衬板2和薄膜太阳能电池板1，既便于观察和检修，又利于LNG空温式气化器发生泄漏时燃气的疏散。
本发明适用于LNG卫星站、LNG接收终端等任何LNG采用空温式气化的场合，既适用于新建LNG空温式气化器，也便于已有LNG空温式气化器的改造。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种利用光伏发电的LNG空温式气化装置，其特征在于，该装置包括光伏发电装置、LNG空温式气化器(13)、电线(10)、第一MI加热电缆(8)、第二MI加热电缆(8＇)和开关(15)，其中LNG空温式气化器(13)支撑在气化器基础(14)上；
所述光伏发电装置包括薄膜太阳能电池板(1)、衬板(2)和底部支架(3)；所述衬板(2)采用不锈钢材质，其为双曲线形，北向开口，底部投影为3/4圆，顶部不封顶，且沿经纬方向等间距开设条形缝(16)，形成条形风口；开口的两侧边间连接电线(10)，所述电线(10)上设有安全控制装置，所述安全控制装置包括防爆装置(11)和温控装置(12)，安全控制装置的前后两侧分别设有开关(15)；底部支架(3)均匀设置在衬板(2)底部的圆弧上，并固定在地面上形成支撑；所述薄膜太阳能电池板(1)敷设于衬板(2)的外表面；
所述LNG空温式气化器(13)支撑在光伏发电装置内部，第一MI加热电缆(8)缠绕在气化器入口管道(6)上，第二MI加热电缆(8＇)缠绕在气化器出口管道(7)上，所述第一MI加热电缆(8)和第二MI加热电缆(8＇)分别与电线(10)连接，且MI加热电缆与电线(10)连接处均设有开关(15)。
2.根据权利要求1所述一种利用光伏发电的LNG空温式气化装置，其特征在于，所述第一MI加热电缆(8)和第二MI加热电缆(8＇)分别通过电缆固定装置(9)固定在管道上，所述电缆固定装置(9)为粘结剂或捆绑带。
3.根据权利要求1所述一种利用光伏发电的LNG空温式气化装置，其特征在于，所述衬板(2)的内壁上设有中部支架(4)以加强支撑；中部支架(4)沿衬板(2)均匀布置，中部支架(4)的顶部为T型，连接在衬板(2)内壁上，底部固定在中部支架基础(5)上。
4.根据权利要求1所述一种利用光伏发电的LNG空温式气化装置，其特征在于，所述气化器基础(14)的顶部和底部支架(3)的顶部齐平。
5.根据权利要求1所述一种利用光伏发电的LNG空温式气化装置，其特征在于，所述光伏发电装置内设置LNG空温式气化器(13)的数量为一个以上。
6.权利要求1～5任一权利要求所述一种利用光伏发电的LNG空温式气化装置气化LNG的方法，其特征在于，打开设置在安全控制装置的前后两侧及第一MI加热电缆(8)接线处的开关(15)，薄膜太阳能电池板(1)吸收太阳能辐射，根据光伏发电原理产生电能，电能由电线(10)供给第一MI加热电缆(8)，第一MI加热电缆(8)将电能转化为热能预热进入LNG空温式气化器(13)的LNG温度；当LNG空温式气化器(13)出口天然气温度低于5℃时，打开设置在第二MI加热电缆(8＇)接线处的开关(15)，薄膜太阳能电池板(1)产生的电能通过电线(10)输送给第二MI加热电缆(8＇)，第二MI加热电缆(8＇)将电能转化为热能从而提高LNG空温式气化器(13)出口天然气温度；当LNG空温式气化器(13)不运行时，直接通过开关(15)切断电线(10)与光伏发电装置的连接。
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