CN106989270B - 一种高效率烟气冲击旋水式lng加热气化炉 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种LNG加热气化装置的改良装置。一种高效率烟气冲击旋水式LNG加热气化炉，在立式密闭圆筒形外壳(2)的顶部安装燃烧室，外筒的下端为锥形喷口(3)；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(1)，在位于内曲线(1c)和水平直线(1b)的交接处开设n个补水孔(1e)；在外壳(2)的内部，距离外壳(2)内壁e距离设置一圈溢流隔套(4)，所述气流旋水子(1)的表面：A表面：表面为圆弧板面，如同喇叭的表面；B表面：以所述气流旋水子(1)的垂直中心线为圆心，沿周向平均分成若干个锥形，每个锥形形成向外表面突起的圆弧凹锥形面。本发明的改进结构，从理论和实践上证明气化效果提高明显，在气化同样量LNG可以大大降低能耗。

Description

一种高效率烟气冲击旋水式LNG加热气化炉
技术领域
本发明涉及一种LNG加热气化装置，特别是涉及烟气冲击旋水式LNG加热气化炉的改良装置。
背景技术
LNG(Liquefied Natural Gas)，即液化天然气的英文缩写。LNG是将在常温常压下呈气态的天然气冷却至-162℃，使之凝结而成的液体。天然气液化后可以大大节约储运空间和成本，常压下每立方米LNG就能气化成625立方米的天然气,因此LNG常用于贸易运输或战略储备。然而在使用LNG时，仍需将其先加热气化成工艺所需压力温度下的天然气，才能供工程实际使用，因此LNG供气系统中，必须有加热气化装备，其中的主要设备就是LNG加热气化装置。目前已有多种加热气化装置在实用中，本发明人也于2010年间提出了《一种烟气冲击旋水式LNG加热气化装置》专利号201010113494.6及改良结构，然而提高气化效率始终是本领域不断追求的目标。LNG加热气化炉需用量大，即使细微气化效率提高也具有很大的经济和社会效益。
发明内容
本发明的目的是要提供一种烟气冲击旋水式LNG加热气化装置的改良结构，进一步提高气效率。
本发明的目的是由如下结构来实现的：
一种高效率烟气冲击旋水式LNG加热气化炉，
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,外筒的下端为锥形喷口；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，
其特征在于：
所述气流旋水子的中心为向上突起的尖顶，由尖顶向下并向圆周扩展呈倒喇叭形状，沿气流旋水子垂直截面为两条对称的母线，母线的形状由三段构成：第一段自上方中心斜向下的内曲线，第二段为水平直线，第三段为向外且向上翘起的外曲线，
在位于内曲线，第二段为水平直线的交接处，在所述气流旋水子面的一周开设n个补水孔；
在外壳的内部，距离外壳内壁e距离设置一圈溢流隔套，溢流隔套内部为水池，溢流隔套与外壳之间形成溢流槽，由管路接出，
溢流隔套的高度与所述气流旋水子的倒喇叭边缘水平高度相等或高出h；
所述气流旋水子的表面由两种结构择其一：
A表面：表面为圆弧板面，如同喇叭的表面；
B表面：以所述气流旋水子的垂直中心线为圆心，沿周向平均分成若干个锥形，每个锥形形成向外表面突起的圆弧凹锥形面。
采用本技术方案，气流旋水子母线三段明确造型的线段，分别起到不同作用，综合完成冲击，反射、气化效果。
补水孔为一个重要的元件，其在气流旋水子上的位置敏感，严格限定会提高气化效率，由本发明的限定能获得比较充分的补水量。
水池中的水位高度也影响着本发明冲击水量及气化的效果，采用本发明溢流隔套，能精确提供气流旋水子没入水池中的高度，简单、精确。
相比较气流旋水子的A表面，本发明又提供了一种B表面，整个气流旋水子的沿周向平均分成m个锥形，每个锥形形成向外表面，也即向下突起圆弧形的凹锥形面，如此形状和结构，上方从燃烧室锥形喷口喷出的高温气体，不仅如A表面那样产生整体的大反射，而且每个凹锥形面单元形成小反射，大、小反射重叠，气化效果瞬间提高极大，气化效果和效率更加明显。
B表面可以采用整体冲压拉伸成形，可以一次性浇铸成形，可以每个凹锥形面单体成形后相互焊接成整体，总之，制作方式很多。
进一步，所述气流旋水子的内曲线是抛物线、圆弧或双曲线的弧形曲线。
进一步，所述补水孔的直径为4—10mm。
进一步，所述溢流隔套与外壳内壁e距离为5—12mm。溢流隔套的高度与所述气流旋水子的倒喇叭边缘水平高度相等或高出h为2—4mm。
进一步，所述溢流隔套的上边缘套置可上下移动调节高度的调节环。
进一步，所述B表面沿周向平均分成12—32个锥形。
进一步，所述B表面每个锥形形成向外表面突起的圆弧度数为90—180度凹锥形面。
本发明专利的特点和优点是：
本发明，在原有基础上，增加了对气流旋水子母线三段明确造型的限定；增加了对气流旋水子面一周开设n个补水孔径向位置的限定；增加了设置自动调节控制水池水面高度的溢流隔套元件，提供了气流旋水子沿周向平均分成m个锥形，每个锥形形成向外表面突起的圆弧凹锥形面构成的B表面结构、形状，以所述气流旋水子的垂直中心线为圆心，沿周向平均分成m个锥形，每个锥形形成向外表面突起的圆弧凹锥形面，从理论和实践上证明，烟气冲击旋水式LNG加热气化装置的气化效果提高明显，在气化同样量LNG可以大大降低能耗。
附图说明
图1为本发明一种高效率烟气冲击旋水式LNG加热气化炉的一种实施方式的总结构布置图；
图2为现有技术一种烟气冲击旋水式LNG加热气化装置的总结构布置图；
图3为本发明一种实施方式的气流旋水子A表面结构，水平观察的结构示意图，标识了补水孔的位置；
图4为本发明一种实施方式的气流旋水子A表面结构的俯视图；
图5为本发明的气流旋水子的母线由三段构成的结构示意图；
图6为本发明另一种实施方式的气流旋水子B表面结构，水平观察及俯视观察，以及相互对应结构关系的示意图，附图不完整，但可显示对应关系；
图7为本发明一种实施方式气流旋水子B表面的结构立体示意图，仅画出其中一个圆弧凹锥形面单体；
图8为本发明一种实施方式的气流旋水子B表面结构的俯视图，显示了圆周平均分成12个锥形的示意图；
图9为本发明一种实施方式,溢流隔套的上边缘套置可上下移动调节高度的调节环的结构示意图；
图10为采用本发明技术方案的一种高效率烟气冲击旋水式LNG加热气化炉实施例总装工程图。
图中：
1是气流旋水子，1a是外曲线、1b是水平直线、1c是内曲线、1e是补水孔、1f是尖顶、2是夹套层，3是锥形喷口，4是溢流隔套，4a是调节环。
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。
一种高效率烟气冲击旋水式LNG加热气化炉，在立式密闭圆筒形外壳2的顶部安装燃烧室，燃烧室由内筒和外筒构成,外筒的下端为锥形喷口3；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1。
所述气流旋水子1的中心为向上突起的尖顶1f，由尖顶1f向下并向圆周扩展呈倒喇叭形状，沿气流旋水子1垂直截面为两条对称的母线，母线的形状由三段构成：第一段自上方中心斜向下的内曲线1c，第二段为水平直线1b，第三段为向外且向上翘起的外曲线1a，
在位于内曲线1c，第二段为水平直线1b的交接处，在所述气流旋水子1面的一周开设n个补水孔1e；
在外壳2的内部，距离外壳2内壁e距离设置一圈溢流隔套4，溢流隔套4内部为水池，溢流隔套4与外壳2之间形成溢流槽，由管路接出，
溢流隔套4的高度与所述气流旋水子1的倒喇叭边缘水平高度相等或高出h；
所述气流旋水子1的表面由两种结构择其一：
A表面：表面为圆弧板面，如同喇叭的表面；A表面相对B表面结构简单，制作方便。
B表面：以所述气流旋水子1的垂直中心线为圆心，沿周向平均分成若干个锥形，每个锥形形成向外表面突起的圆弧凹锥形面。结构相对A表面复杂，但是气化效率更高，能满足追求效率的场合需要。
所述气流旋水子1的内曲线1c是抛物线、圆弧或双曲线的弧形曲线，起到较好的导向作用，提高效率。
所述补水孔1e的直径为4—10mm。此范围适宜常用，孔径过大，喷水口高压气体直接冲入水池，反射效果不佳，孔径过小，补水量不足，影响喷射、气化效果。
所述溢流隔套4与外壳2内壁e距离为5—12mm。溢流隔套4的高度与所述气流旋水子1的倒喇叭边缘水平高度相等或高出h为2—4mm。在此范围中既取得溢流效果，又能较好满足喷射气化工作需要。
所述溢流隔套4的上边缘套置可上下移动调节高度的调节环4a。两者之间可择一开圆孔，另一开设上下方向的长孔，由螺栓调节固定。
所述B表面沿周向平均分成12—32个锥形。视锅炉尺寸大小选择合适锥形单体数量，既不至结构过于复杂，又能达到较好的气化效果，一般取12为较通用、适宜。
所述B表面每个锥形形成向外表面突起的圆弧度数为0—180度凹锥形面。所述的圆弧度数为每个向外侧表面突起的凹锥形面，即垂直于左右两侧母线形成的截面的圆弧度数，圆弧开口向上，呈下凹，根据气化炉的直径、高度及喷气压力，选择合适的度数。圆弧度数过小作用不明显，当弧度为0，表面为A表面，圆弧过大，超过180度则无法正常成形，经试验一般取90度左右为宜。

Claims (7)

1.一种高效率烟气冲击旋水式LNG加热气化炉，
在立式密闭圆筒形外壳(2)的顶部安装燃烧室，燃烧室由内筒和外筒构成,外筒的下端为锥形喷口(3)；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(1)，
所述气流旋水子(1)的中心为向上突起的尖顶(1f)，由尖顶(1f)向下并向圆周扩展呈倒喇叭形状，沿气流旋水子(1)垂直截面为两条对称的母线，母线的形状由三段构成：第一段自上方中心斜向下的内曲线(1c)，第二段为水平直线(1b)，第三段为向外且向上翘起的外曲线(1a)，
在位于内曲线(1c)，第二段为水平直线(1b)的交接处，在所述气流旋水子(1)面的一周开设n个补水孔(1e)；
其特征在于：
在外壳(2)的内部，距离外壳(2)内壁e距离设置一圈溢流隔套(4)，溢流隔套(4)内部为水池，溢流隔套(4)与外壳(2)之间形成溢流槽，由管路接出，
溢流隔套(4)的高度与所述气流旋水子(1)的倒喇叭边缘水平高度相等或高出h；
所述气流旋水子(1)的表面：以所述气流旋水子(1)的垂直中心线为圆心，沿周向平均分成若干个锥形，每个锥形形成向外表面突起的圆弧凹锥形面。
2.根据权利要求1所述高效率烟气冲击旋水式LNG加热气化炉，其特征在于所述气流旋水子(1)的内曲线(1c)是抛物线、圆弧或双曲线的弧形曲线。
3.根据权利要求1所述高效率烟气冲击旋水式LNG加热气化炉，其特征在于所述补水孔(1e)的直径为4—10mm。
4.根据权利要求1所述高效率烟气冲击旋水式LNG加热气化炉，其特征在于所述溢流隔套(4)与外壳(2)内壁间e距离为5—12mm，溢流隔套(4)的高度与所述气流旋水子(1)的倒喇叭边缘水平高度相等或高出h为2—4mm。
5.根据权利要求1所述高效率烟气冲击旋水式LNG加热气化炉，其特征在于所述溢流隔套(4)的上边缘套置可上下移动调节高度的调节环(4a)。
6.根据权利要求1所述高效率烟气冲击旋水式LNG加热气化炉，其特征在于所述气流旋水子(1)的表面沿周向平均分成12—32个锥形。
7.根据权利要求1所述高效率烟气冲击旋水式LNG加热气化炉，其特征在于所述气流旋水子(1)的表面每个锥形形成向外表面突起的圆弧度数为0—180度凹锥形面。
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