CN108020024A - 液化天然气再冷凝装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液化天然气再冷凝装置，主要由两端带有封头的立式外筒体、喷射板、内筒体、螺旋升气盘和填料组成；喷射板设于外筒体顶端封头下方靠近顶端封头的外筒体内壁上，喷射板上方空间形成气液混合空间；内筒体设于外筒体底端封头上，内筒体上端固定于喷射板上并通过喷射板上的开孔与气液混合空间相通；外筒体内壁与内筒体外壁之间形成底部封闭、上部敞开的环形空间，环形空间内设有螺旋升气盘。本发明采用螺旋升气盘与填料的组合结构，对BOG进行两次冷凝，两次冷凝在很大程度上提高了再冷凝器的冷凝效率。

Description

液化天然气再冷凝装置
技术领域
本发明属于液化天然气(LNG)处理技术领域，具体地说涉及一种液化天然气(LNG)再冷凝装置。
背景技术
液化天然气接收站是LNG产业链中的终端环节，接收来自LNG船液化天然气并经储存、再气化后输送给下游用户，在接收站系统中由于泵的运转、环境漏热以及卸船时的置换效应、设备管道保冷等都会使得极低温(-162℃)下的液化天然气气化产生蒸发气(BOG)。
LNG接收站BOG回收处理工艺主要包括直接压缩外输与通过再冷凝器冷凝成LNG后加压、气化并外输，直接压缩外输工艺需要有下游配套的低压用户或低压外输管网，而国内LNG接收站的下游外输管网一般为高压管网且缺乏相关的配套产业，故全部采用再冷凝工艺处理BOG气体，国外亦常采用这一工艺。
LNG蒸发气采用再冷凝回收工艺时，再冷凝器是工艺系统中的主要设备，在整个接收站运行中起到承前启后的核心作用，其主要功能主要是为BOG与LNG提供足够的接触时间与空间促使BOG冷凝为LNG以及作为LNG高压泵的入口缓冲罐来保证高压泵的入口压力。再冷凝器的结构主要有双壳双罐以及单壳单罐两种结构，KOGAS公司的再冷凝器采用的是双壳双罐结构，内罐与外罐的顶部隔离、底部相通，中海油江苏滨海LNG接收站采用单罐单壳结构，两者都采用了填料工艺，在运行方面的差别主要体现在控制方式的不同，双罐双壳型再冷凝器的压力控制主要靠环形空间的BOG压力进行，单罐单壳结构压力控制各工艺参数相互影响较大。
双罐双壳结构的外环形空间仅用于再冷凝器的压力控制，浪费了罐内空间，增大了占地面积，相对降低了再冷凝效率；单罐单壳结构由于所有BOG都全部经一路管线进入同一空间参与冷凝，故给控制造成较大困难。
发明内容
为了解决现有技术存在的蒸发气再冷凝效率低、压力控制困难等技术问题，本发明提供了一种液化天然气再冷凝装置。
本发明提供的液化天然气再冷凝装置主要由两端带有封头的立式外筒体、喷射板、内筒体、螺旋升气盘和填料组成；喷射板设于外筒体顶端封头下方靠近顶端封头的外筒体内壁上，喷射板上方空间形成气液混合空间；内筒体设于外筒体底端封头上，内筒体上端固定于喷射板上并通过喷射板上的开孔与气液混合空间相通；外筒体内壁与内筒体外壁之间形成底部封闭、上部敞开的环形空间，环形空间内设有螺旋升气盘，螺旋升气盘套装于内筒体外壁上，螺旋升气盘的外缘与外筒体内壁相焊接，螺旋升气盘的内缘与内筒体外壁相焊接，螺旋升气盘使环形空间形成螺旋升气通道，螺旋升气通道下端与环形空间底部设置的BOG入口相通，螺旋升气通道上端与气液混合空间相通；在内筒体内低于内筒体上沿的位置设有填料，填料下方的内筒体内部空间为液相空间；外筒体顶端封头中心设有LNG入口，外筒体底端封头中心设有与内筒体相通的LNG出口。
所述的喷射板为圆板，其上的开孔包括升气圆孔和喷射圆孔，升气圆孔的孔径大于喷射圆孔的孔径；升气圆孔位于喷射板的最外圈，是环形空间与气液混合空间的通道，升气圆孔的孔径小于环形空间的宽度。喷射圆孔位于升气圆孔的内侧，呈同心圆布置，每一个圆圈上的喷射圆孔等圆周角度布置，相邻的圆圈之间间隔4～8倍的喷射圆孔直径，同心圆圈的应大于5圈，以在喷射板下方形成均匀喷射效果。内筒体上端焊接于喷射板下表面升气圆孔与喷射圆孔之间。
所述的填料由填料底板与填料顶板支撑和固定，填料底板与填料顶板结构相同，均为圆形板，板面上均匀设有圆形开孔，圆形开孔呈正三角形布置，充满整个板面。填料底板与填料顶板固定于内筒体内壁上，填料填充于填料底板与填料顶板之间的内筒体空间内。填料底板与填料顶板的开孔率应尽可能大，防止造成汽液混合物的通行受阻；填料底板用来支撑填料，开孔大小要小于所采用的填料尺寸，不能造成填料泄露，填料根据设计要求采用鲍尔环、拉西环或者规整填料皆可。
所述的螺旋升气盘由螺旋环绕的条带状薄片构成，螺旋升气盘的的主要控制参数为螺旋升角，螺旋升角过大则BOG上升速度过快且导致在一定的安装高度上螺旋圈数过少使得一次冷凝时间过少从而冷凝效果不佳，螺旋升角过小则使得螺旋升气盘间距过小即BOG的螺旋通道过窄，流通面积不够以及与BOG接触的LNG量不足同样影响一次冷凝效果。
本发明采用螺旋升气盘与填料的组合结构，对BOG进行两次冷凝，两次冷凝在很大程度上提高了再冷凝器的冷凝效率，冷凝方式灵活，是一种较之单罐单壳型更加易于控制的工艺结构。
附图说明
图1为本发明的液化天然气再冷凝装置的结构示意图；
图2为图1中喷射板的结构示意图；
图3为图1中螺旋升气盘的结构示意图；
图4为图1中填料底板的结构示意图。
图中：1-外筒体，2-LNG入口，3-LNG出口，4-BOG入口，5-内筒体，6-螺旋升气盘，7-喷射板，8-环形空间，9-填料，10-气液混合空间，11-填料顶板，12-填料底板，13-液相空间，14-升气圆孔，15-喷射圆孔，16-圆形开孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
参见图1～4，本发明提供的液化天然气再冷凝装置主要由两端带有封头的立式外筒体1、喷射板7、内筒体5、螺旋升气盘6和填料9组成；喷射板7设于外筒体1顶端封头下方靠近顶端封头的外筒体1内壁上，喷射板7上方空间形成气液混合空间10；内筒体5设于外筒体底端封头上，内筒体上端固定于喷射板7上并通过喷射板上的开孔与气液混合空间10相通；外筒体1内壁与内筒体5外壁之间形成底部封闭、上部敞开的环形空间8，环形空间8内设有螺旋升气盘6，螺旋升气盘6套装于内筒体外壁上，螺旋升气盘6的外缘与外筒体1内壁相焊接，螺旋升气盘6的内缘与内筒体5外壁相焊接，螺旋升气盘6使环形空间8形成螺旋升气通道，螺旋升气通道下端与环形空间底部设置的BOG入口4相通，螺旋升气通道上端与气液混合空间10相通；在内筒体5内低于内筒体上沿的位置设有填料9，填料9下方的内筒体内部空间为液相空间13；外筒体顶端封头中心设有LNG入口2，外筒体底端封头中心设有与内筒体5相通的LNG出口3。
所述的喷射板上设有升气圆孔14和喷射圆孔15(见图2)，填料底板上设有圆形开孔16(见图4)。
本发明的工作过程为：首先来流LNG经LNG再冷凝装置顶部的LNG入口2进入气液混合空间10；自压缩机来BOG经下部的BOG入口4进入环形空间8螺旋上行进行第一次的冷凝回收之后残余BOG经喷射板7的升气圆孔14进入气液混合空间10；气液混合空间10的BOG与LNG混合之后经喷射板7上的喷射圆孔15均匀混合喷射下行进入填料9进行第二次的冷凝回收；经过二次冷凝之后冷凝完成的LNG进入LNG液相空间13，经LNG出口3流向下游的LNG高压外输泵。

Claims (6)

1.一种液化天然气再冷凝装置，其特征在于：主要由两端带有封头的立式外筒体、喷射板、内筒体、螺旋升气盘和填料组成；喷射板设于外筒体顶端封头下方靠近顶端封头的外筒体内壁上，喷射板上方空间形成气液混合空间；内筒体设于外筒体底端封头上，内筒体上端固定于喷射板上并通过喷射板上的开孔与气液混合空间相通；外筒体内壁与内筒体外壁之间形成底部封闭、上部敞开的环形空间，环形空间内设有螺旋升气盘，螺旋升气盘套装于内筒体外壁上，螺旋升气盘的外缘与外筒体内壁相焊接，螺旋升气盘的内缘与内筒体外壁相焊接，螺旋升气盘使环形空间形成螺旋升气通道，螺旋升气通道下端与环形空间底部设置的BOG入口相通，螺旋升气通道上端与气液混合空间相通；在内筒体内低于内筒体上沿的位置设有填料，填料下方的内筒体内部空间为液相空间；外筒体顶端封头中心设有LNG入口，外筒体底端封头中心设有与内筒体相通的LNG出口。
2.根据权利要求1所述的再冷凝装置，其特征在于：所述的喷射板为圆板，其上的开孔包括升气圆孔和喷射圆孔，升气圆孔的孔径大于喷射圆孔的孔径；升气圆孔位于喷射板的最外圈，是环形空间与气液混合空间的通道，升气圆孔的孔径小于环形空间的宽度。
3.根据权利要求2所述的再冷凝装置，其特征在于：所述的喷射圆孔位于升气圆孔的内侧，呈同心圆布置，每一个圆圈上的喷射圆孔等圆周角度布置，相邻的圆圈之间间隔4～8倍的喷射圆孔直径。
4.根据权利要求3所述的再冷凝装置，其特征在于：所述的内筒体上端焊接于喷射板下表面升气圆孔与喷射圆孔之间。
5.根据权利要求1所述的再冷凝装置，其特征在于：所述的填料由填料底板与填料顶板支撑和固定，填料底板与填料顶板结构相同，均为圆形板，板面上均匀设有圆形开孔，圆形开孔呈正三角形布置，充满整个板面，填料底板与填料顶板固定于内筒体内壁上，填料填充于填料底板与填料顶板之间的内筒体空间内。
6.根据权利要求1所述的再冷凝装置，其特征在于：所述的螺旋升气盘由螺旋环绕的条带状薄片构成。
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