CN106288862A

CN106288862A - 一种改进的浸没燃烧式lng气化器

Info

Publication number: CN106288862A
Application number: CN201510290223.0A
Authority: CN
Inventors: 银建中; 韩冬艳; 徐琴琴; 茹新
Original assignee: Dalian University of Technology
Current assignee: Dalian University of Technology
Priority date: 2015-05-30
Filing date: 2015-05-30
Publication date: 2017-01-04

Abstract

本发明提供了一种改进的浸没燃烧式LNG气化器，包括水浴池，水浴池内安装有浸没燃烧器、将燃烧烟气引入水浴场的总烟管、一级烟管束和二级烟管束，一级烟管束、二级烟管束与总烟管连通，一级烟管束和二级烟管束上排布有若干喷气小孔。一级烟管束和二级烟管束之间以及二级烟管束上方盘绕有LNG蛇形变径盘管束，变径盘管束出口、入口分别设有盘管束出口汇管、入口汇管。变径盘管束、一级烟管束和二级烟管束由支架支撑置于水浴池中，且在支架四周及变径盘管束间隔设有溢流板。本装置可根据变径盘管束内LNG的流量调节通入燃烧烟气的方式以及初始水浴的高度。当换热要求不高时可选择关闭二级烟管束，只由一级烟管束通入燃烧烟气，此时二级烟管束只起到协助扰动气液两相流的作用。

Description

一种改进的浸没燃烧式LNG气化器

技术领域

本发明属于燃气设备技术领域，涉及一种改进的浸没燃烧式LNG气化器。

背景技术

浸没燃烧式LNG气化器是一种燃烧型气化器，其运行安全可靠，热效率高达95％以上。在对其传热研究和结构设计的过程中发现，浸没燃烧式LNG气化器的盘管传热面积不能被充分利用，主要体现在当盘管内LNG温度升高到接近汽化点时，与LNG进口段温度较低时比较，升高同等温度所需的传热面积急剧增大。使得近30％的盘管传热面积被用来满足LNG由接近汽化点温度升温到最终排气温度所需的传热面积。这造成了浸没燃烧式气化器的盘管传热面积分配不合理，不能被充分利用。同时也使得浸没燃烧式气化器整体结构不够紧凑。为缓解这个问题，本发明致力于提高盘管内LNG传热后半段的传热系数，重新设计传热结构，在满足浸没燃烧式气化器热效率的基础上减少所需传热面积，使得装置结构紧凑，制造成本降低。

发明内容

本发明提供了一种改进的浸没燃烧式LNG气化器。

本发明的技术方案如下：

一种改进的浸没燃烧式LNG气化器，包括水浴池，水浴池内安装有浸没燃烧器、将燃烧烟气引入水浴场的总烟管、一级烟管束和二级烟管束，一级烟管束、二级烟管束与总烟管连通，一级烟管束和二级烟管束上排布有若干喷气小孔。一级烟管束和二级烟管束之间以及二级烟管束上方盘绕有LNG蛇形变径盘管束，变径盘管束出口、入口分别设有盘管束出口汇管、入口汇管。变径盘管束、一级烟管束和二级烟管束由支架支撑置于水浴池中，且在支架四周及变径盘管束间隔设有溢流板。所述的变径盘管束由大管径盘管束、变径大小头和小管径盘管束组成。

进一步特征，在盘管束后半段采用减小管径的变径管。

进一步特征，设置有两级烟管束，且二级烟管束进口处设置有调节阀，可选择开闭二级烟管束。

燃烧烟气经总烟管传送到一级烟管束、二级烟管束中，经其上的喷气小孔喷出，扰动并加热水浴场，形成两相流向上横掠过变径盘管束，使变径盘管束内的LNG被加热。两相流在涌出溢流板后分离，水落回形成回流，烟气由烟囱排出。

随着变径盘管束内LNG的温度升高到接近汽化温度，其与变径盘管束外水浴之间的传热温差越来越小。采用变径管束减小管束内径，用结构上的优化弥补由于温差不稳定引起的换热削弱的原理是：LNG在小管径的管束中流速增大，随之Re增大，传热系数增大。此外，小管径使得管束内流动阻力增加，管束内LNG的压力随之降低，压力降低有利于LNG的汽化。

本发明采用一级烟管束和二级烟管束，LNG在变径盘管束进口段温度较低，不需要盘管束外气液两相流具有很高的温度就能产生足够大的传热温差及传热系数，故可适当减少燃烧烟气的通入量。而随着变径盘管束内LNG温度的升高，其与盘管束外气液两相流的温差越来越小，会影响传热效率，采用分级烟管，二级烟管束喷出的燃烧烟气对水浴场再次扰动和再次加热，使二级烟管束周围的气液两相流温度升高，起到了传热强化的作用。此外，二级烟管束协助变径盘管束扰动气液两相流，增加了其紊流程度，强化传热。本装置可根据变径盘管束内LNG的流量调节通入燃烧烟气的方式以及初始水浴的高度。当换热要求不高时可选择关闭二级烟管束，只由一级烟管束通入燃烧烟气，此时二级烟管束只起到协助扰动气液两相流的作用。

附图说明

图1是除去支架和溢流板时改进的浸没燃烧式LNG气化器装配示意图。

图2是改进的浸没燃烧式LNG气化器的装配示意图。

图中：1大管径盘管束；2变径大小头；3小管径盘管束；4盘管束出口汇管；5盘管束进口汇管；7一级烟管束；8一级烟管束上喷气小孔；6二级烟管束；9二级烟管束上喷气小孔；10总烟管；11流量调节阀；13、14、15、16、17溢流板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。

图1、2所示为本发明的主体结构示意图，其中附图标记为：盘管束进口汇管5；大管径盘管束1；变径大小头2；小管径盘管束3；盘管束出口汇管4；总烟管10；一级烟管束7以及其上喷气小孔8；二级烟管束6以及其上喷气小孔9；流量调节阀11，溢流板13、14、15、16、17。

如图1、2所示，本发明为一种改进的浸没燃烧式LNG气化器，运行前，水浴槽中注入部分水，水位的高低由具体换热工艺要求决定。LNG由盘管束进口汇管5流入，流经大管径盘管束1、变径大小头2、小管径盘管束3后，由盘管束出口汇管4流出。此过程中，燃烧烟气由总烟管10通入，分配到一级烟管束7和二级烟管束6中，由喷气小孔8、9涌入到水浴中，扰动并加热水浴场。形成的气液两相流以高度紊流的状态横掠过变径盘管束，实现对管束内LNG的加热。由二级烟管束涌入的燃烧烟气对气液两相流二次加热。当气液两相流达到溢流板13、14、15、16、17边缘时，水由于重力作用回落到水浴中，完成回流，烟气则由水浴槽顶端烟囱排出。

可根据变径盘管束内LNG的流量调节初始水浴高度以及通过调节阀11调节通入燃烧烟气的方式。

Claims

1.一种改进的浸没燃烧式LNG气化器，其特征在于，包括水浴池，水浴池内安装有浸没燃烧器、将燃烧烟气引入水浴场的总烟管、一级烟管束和二级烟管束，一级烟管束、二级烟管束与总烟管连通，一级烟管束和二级烟管束上排布有若干喷气小孔。一级烟管束和二级烟管束之间以及二级烟管束上方盘绕有LNG蛇形变径盘管束，变径盘管束出口、入口分别设有盘管束出口汇管、入口汇管。变径盘管束、一级烟管束和二级烟管束由支架支撑置于水浴池中，且在支架四周及变径盘管束间隔设有溢流板。所述的变径盘管束由大管径盘管束、变径大小头和小管径盘管束组成。

2.根据权利要求1所述的一种改进的浸没燃烧式LNG气化器，其特征在于，盘管束后半段采用减小管径的变径管。

3.根据权利要求1或所述的一种改进的浸没燃烧式LNG气化器，其特征在于，设置有两级烟管束，且二级烟管束进口处设置有调节阀，可选择开闭二级烟管束。