CN108224081B - 一种槽式气化器系统 - Google Patents

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Abstract

一种槽式气化器系统，包括槽式气化器、LNG撬车、热源介质池、复热器、调压柜和流量计，系统包括热源介质循环回路和LNG气化输送管路；热源介质循环回路中，热源介质经热源介质池经管道泵一加压后通过入管道一、入管道二分两路进入槽式气化器换热后汇合并返回热源介质池；LNG气化输送管路中，LNG撬车中的LNG经出口连通输送管道后进入槽式气化器气化得到CNG后流入输出管道，输出管道通入复热器再次加热后经管道依次通入调压柜和流量计后输送至用户；输出管道上设置温度变送器，温度变送器连接入管道一、入管道二上的阀门并通过反馈温度信号控制该两个阀门的流量。本发明不结霜、无雾气、体积小、易运输、气化效率高。

Description

一种槽式气化器系统
技术领域
本发明涉及气化站内LNG(液化天然气)的气化系统，具体为一种槽式气化器系统。
背景技术
在LNG(液化天然气)气化站中，LNG(液化天然气)的气化通常使用空温气化器，空温气化器存在许多缺点：
1)体积大，不利于运输；
2)易结霜，易产生大量雾气，特别是冬季，结冰严重，气化能力大大减少，空温气化器出口天然气温度可达-50℃；
3)空温气化器周边阴冷，雾气缭绕，严重影响现场人员的安全操作。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种新型的常压槽式气化器，利用热源来加热热源介质，利用热源介质与LNG(液化天然气)进行换热，通过热源介质循环来达到气化LNG(液化天然气)的目的。
本发明采用以下的技术方案：一种槽式气化器系统，包括槽式气化器、LNG撬车、热源介质池、复热器、调压柜和流量计，所述系统包括热源介质循环回路和LNG气化输送管路；所述热源介质循环回路中，热源介质经所述热源介质池的池出口、通过热源输送管道经管道泵一后分两路进入所述槽式气化器，其中一路经入管道一上的热源进口阀门一进入所述槽式气化器换热后经热源出口阀门一后由出管道一流出，另一路经入管道二上的热源进口阀门二进入所述槽式气化器换热后经热源出口阀门二后由出管道二流出，经所述槽式气化器中换热后的热源介质由所述出管道一汇入出管道二后经池进口返回所述热源介质池；所述LNG气化输送管路中，所述LNG撬车中的LNG经出口连通输送管道后通过LNG进口阀门一进入所述槽式气化器气化得到CNG后经CNG出口阀门流入输出管道，所述输出管道经复热入口阀门通入所述复热器再次加热后经管道依次通入所述调压柜和流量计后输送至用户；所述输出管道上设置温度变送器，所述温度变送器连接所述热源进口阀门一和热源进口阀门二并通过反馈温度信号控制该两个阀门的流量。
所述输出管道上设置温度变送器，通过所述温度变送器反馈温度信号经PLC控制所述热源进口阀门一和热源进口阀门二的流量。
所述LNG气化输送管路还包括辅助换热系统：所述LNG气化输送管路中，与所述槽式气化器并联设置空温气化器；所述LNG经与所述输送管道上连接的辅助输送管道、及该管道上的辅助入阀门进入所述空温气化器气化后得到CNG、经辅助出阀门、CNG辅助输出管道流出，所述CNG辅助输出管道连接输出管道。
与所述管道泵一两端并联设置管道泵二。
所述槽式气化器内设置换热管道一、换热管道二和气化管道，加热、加压后的所述热源介质分为两路进入槽式气化器，一路经所述入管道一上的热源进口阀门一进入所述换热管道一换热后经热源出口阀门一后由所述出管道一流出，另一路经所述入管道二上的热源进口阀门二进入所述换热管道二换热后经热源出口阀门二后由所述出管道二流出；所述LNG经输送管道后通过LNG进口阀门一进入所述气化管道气化得到CNG后经所述CNG出口阀门流入所述输出管道。
在所述槽式气化器内与所述换热管道一并联设置换热管道三；所述换热管道一、换热管道二和换热管道三分别设置在所述气化管道的周围。
所述槽式气化器内的所述换热管道一、换热管道二、换热管道三和气化管道设置为锯齿形管、波浪形管或盘旋管。
本发明有以下积极有益效果：
1)设计一种新式的槽式气化器，通过常压封闭、循环换热、热源流量可控的设计，使其克服了常规空温气化器的种种缺点，具有不结霜、无雾气、体积小、易运输、气化效率高等优点；热源介质具有沸点高、稳定性好、不易挥发、不燃烧、无毒无害、便宜易得等优点；
2)相比常规空温气化器，该槽式气化器拥有更高的经济性和环保性；改善了空温气化器结霜严重的问题，适合冬季使用；
3)在槽式气化器中换热后的热源介质可循环通入热源介质池作为加热源循环使用；
4)槽式气化器内的管道设置为锯齿形管、波浪形管或盘旋管，可增加换热面积，提高换热效率。
附图说明
图1是本发明的系统组成结构示意图；
图2是槽式气化器装置示意图；
图3是温度变送器控制阀门流量的原理示意图。
附图编号：1-槽式气化器，101-LNG进口阀门一，102-CNG出口阀门，103-热源进口阀门一，104-热源出口阀门一，105-热源进口阀门二，106-热源出口阀门二，107-温度变送器，11-换热管道一，12-换热管道二，13-入管道一，14-出管道一，15-入管道二，16-出管道二，17-气化管道，18-换热管道三，2-空温气化器，201-辅助入阀门，202-辅助出阀门，21-辅助输送管道，22-CNG辅助输出管道，3-LNG撬车，301-出口，31-输送管道，4-热源介质池，401-池出口，402-池进口，41-热源输送管道，5-管道泵一，6-管道泵二，7-复热器，701-复热入口阀门，71-输出管道，8-调压柜，9-流量计。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
以下实施例仅是为清楚说明本发明所作的举例，而并非对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在下述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，而这些属于本发明精神所引出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
如图1、图2所示，一种槽式气化器系统，包括槽式气化器1、LNG撬车3、热源介质池4、复热器7、调压柜8和流量计9，所述系统包括热源介质循环回路和LNG气化输送管路；所述热源介质循环回路中，热源介质经所述热源介质池4的池出口401、通过热源输送管道41经管道泵一5后分两路进入所述槽式气化器1，其中一路经入管道一13上的热源进口阀门一103进入所述槽式气化器1换热后经热源出口阀门一104后由出管道一14流出，另一路经入管道二15上的热源进口阀门二105进入所述槽式气化器1换热后经热源出口阀门二106后由出管道二16流出，经所述槽式气化器1中换热后的热源介质由所述出管道一14汇入出管道二16后经池进口402返回所述热源介质池4；所述LNG气化输送管路中，所述LNG撬车3中的LNG经出口301连通输送管道31后通过LNG进口阀门一101进入所述槽式气化器1气化得到CNG后经CNG出口阀门102流入输出管道71，所述输出管道71经复热入口阀门701通入所述复热器7再次加热后经管道依次通入所述调压柜8和流量计9后输送至用户；所述输出管道71上设置温度变送器107，所述温度变送器107连接所述热源进口阀门一103和热源进口阀门二105并通过反馈温度信号控制该两个阀门的流量。
所述输出管道71上设置温度变送器107，通过所述温度变送器107反馈温度信号经PLC控制所述热源进口阀门一103和热源进口阀门二105的流量。
所述LNG气化输送管路还包括辅助换热系统：所述LNG气化输送管路中，与所述槽式气化器1并联设置空温气化器2；所述LNG经与所述输送管道31上连接的辅助输送管道21、及该管道上的辅助入阀门201进入所述空温气化器2气化后得到CNG、经辅助出阀门202、CNG辅助输出管道22流出，所述CNG辅助输出管道22连接输出管道71。在使用槽式气化器1的同时，可通过控制阀门开关，选择性地使用空温气化器2。根据现场设备及天气状况，可以选择只用槽式气化器1或只用空温气化器2，也可二者同时使用。
与所述管道泵一5两端并联设置管道泵二6。设置多个管道泵可以提高对热源介质加压的速度。
所述槽式气化器1内设置换热管道一11、换热管道二12和气化管道17，加热、加压后的所述热源介质分为两路进入槽式气化器1，一路经所述入管道一13上的热源进口阀门一103进入所述换热管道一11换热后经热源出口阀门一104后由所述出管道一14流出，另一路经所述入管道二15上的热源进口阀门二105进入所述换热管道二12换热后经热源出口阀门二106后由所述出管道二16流出；所述LNG经输送管道31后通过LNG进口阀门一101进入所述气化管道17气化得到CNG后经所述CNG出口阀门102流入所述输出管道71。
在所述槽式气化器1内与所述换热管道一11并联设置换热管道三18；所述换热管道一11、换热管道二12和换热管道三18分别设置在所述气化管道17的周围。
所述槽式气化器1内的所述换热管道一11、换热管道二12、换热管道三18和气化管道17设置为锯齿形管、波浪形管或盘旋管。管道在槽式气化器1内的长度越长，换热面积越大，可提高换热效率。
热源介质可以选用防冻液或水等。
空温气化器2结霜的原因总体来说是因为空气中含有的水蒸气在空温气化器表面凝结从而形成霜。具体原因是因为温度越高，空气中水的饱和蒸汽压越高，即空气中的水含量越高；当空气流动至气化器翅片周围时，由于LNG气化时吸收大量热量，使空气温度迅速降低，从而使空气中水的饱和蒸汽压也随之降低，所以空气中会有水份析出，在空温气化器2的翅片上遇冷凝结成霜。槽式气化器1不结霜是因为气化器浸没在密闭储存的高温介质中，介质一直维持在较高温度且能隔绝空气，所以不会凝结。对于一般的空温气化器2来说，其出口的天然气温度可达-50℃，而本专利的槽式气化器1出口温度在-10℃到60℃之间。
本发明原理为：热源介质池4对热源介质加热、管道泵对热源介质加压后进入槽式气化器1，在槽式气化器1中，热源介质(如防冻液、水等)再与LNG(液化天然气)进行换热，气化后的CNG(压缩天然气)经出口管流出，经复热、调压、计量流程后供用户使用。槽式气化器1内部的气体出口温度与热源进口相关联，通过气体出口的温度来控制热源进口的流量实现控制温度。
当出口温度过低时，如低于-10℃，自动增大热源介质的流量，增加换热量，从而使气体出口CNG(压缩天然气)保持在一个相对稳定的温度范围，大约在-10℃至60℃之间。其原理参见图3：天然气出口处的温度变送器107将温度信号传送至PLC控制柜，PLC控制柜经分析后将开闭信号传送至热源进口处的气动阀，从而控制气动阀开闭大小，从而达到调节出口天然气温度的目的。
请参照图1，本发明是一种小型LNG(液化天然气)气化站气化系统，由槽式气化器1、管道泵、热源介质池4、LNG撬车3、复热器7、调压柜8和流量计9组成。
1)热源介质循环回路
如图1所示，热源介质池4中的经加压、加热后的热源介质经池出口401通过管道进入管道泵一5或管道泵二6中；经管道泵一5或管道泵二6提供能量后进入槽式气化器1中；热源介质在槽式气化器1中换热后经通过管道经池进口402返回至热源介质池4中，完成循环。
2)LNG气化输送管路
LNG(液化天然气)从LNG撬车3中通过管道进入槽式气化器1中，在槽式气化器1中与热源介质换热后气化成CNG(压缩天然气)；CNG(压缩天然气)经输出管道71进入复热器7中再次加热；加热后的CNG(压缩天然气)经管道进入调压柜8中调压，最后经管道进入流量计9中，计量后供用户使用。
3)辅助换热系统
当槽式气化器1需要检修或热源热量不足时，可以使用备用的空温气化器2。若使用空温气化器2，LNG(液化天然气)从LNG撬车3中经管道进入空温气化器2中，在空温气化器2中气化成CNG(压缩天然气)；之后汇入输出管道71，通过进口进入复热器7中再次加热；加热后的CNG(压缩天然气)经管道进入调压柜8中调压，最后经管道进入流量计9中，计量后供用户使用。
4)槽式气化器工作原理
在槽式气化器内部，如图2所示，加压后的热源介质分为两路进入所述槽式气化器1，一路经入管道一13上的热源进口阀门一103进入所述换热管道一11换热后经热源出口阀门一104后由出管道一14流出，另一路经入管道二15上的热源进口阀门二105进入所述换热管道二12换热后经热源出口阀门二106后由出管道二16流出，出管道一14中的热源介质汇入出管道二16后返回热源介质池4；LNG经输送管道31后通过LNG进口阀门一101进入所述气化管道17气化得到CNG后经CNG出口阀门102流入输出管道71，进入复热器7。
温度变送器107为气体出口管道测温点，温度信号反馈给热源进口阀门一103、热源进口阀门二105，从而根据气体出口温度控制热源介质的流量调节温度。
热源介质池4一般可以是工业用户的循环热水、废热水或者是锅炉废蒸汽等热源的储存设施。
温度变送器107、PLC控制柜、空温气化器2、LNG撬车3、管道泵一5、管道泵二6、复热器7、调压柜8、流量计9都是本领域已有技术中常用的设备或购买件。

Claims (3)

1.一种槽式气化器系统，包括槽式气化器（1）、LNG撬车（3）、热源介质池（4）、复热器（7）、调压柜（8）和流量计（9），其特征在于，所述系统包括热源介质循环回路和LNG气化输送管路；
所述热源介质循环回路中，热源介质经所述热源介质池（4）的池出口（401）、通过热源输送管道（41）经管道泵一（5）后分两路进入所述槽式气化器（1），其中一路经入管道一（13）上的热源进口阀门一（103）进入所述槽式气化器（1）换热后经热源出口阀门一（104）后由出管道一（14）流出，另一路经入管道二（15）上的热源进口阀门二（105）进入所述槽式气化器（1）换热后经热源出口阀门二（106）后由出管道二（16）流出，经所述槽式气化器（1）中换热后的热源介质由所述出管道一（14）汇入出管道二（16）后经池进口（402）返回所述热源介质池（4）；
所述LNG气化输送管路中，所述LNG撬车（3）中的LNG经出口（301）连通输送管道（31）后通过LNG进口阀门一（101）进入所述槽式气化器（1）气化得到CNG后经CNG出口阀门（102）流入输出管道（71），所述输出管道（71）经复热入口阀门（701）通入所述复热器（7）再次加热后经管道依次通入所述调压柜（8）调压和流量计（9）后输送至用户；
所述输出管道（71）上设置温度变送器（107），通过所述温度变送器（107）反馈温度信号经PLC控制所述热源进口阀门一（103）和热源进口阀门二（105）的流量；
所述槽式气化器（1）内设置换热管道一（11）、换热管道二（12）和气化管道（17），加热、加压后的所述热源介质分为两路进入槽式气化器（1），一路经所述入管道一（13）上的热源进口阀门一（103）进入所述换热管道一（11）换热后经热源出口阀门一（104）后由所述出管道一（14）流出，另一路经所述入管道二（15）上的热源进口阀门二（105）进入所述换热管道二（12）换热后经热源出口阀门二（106）后由所述出管道二（16）流出；所述LNG经输送管道（31）后通过LNG进口阀门一（101）进入所述气化管道（17）气化得到CNG后经所述CNG出口阀门（102）流入所述输出管道（71）；
在所述槽式气化器（1）内与所述换热管道一（11）并联设置换热管道三（18）；所述换热管道一（11）、换热管道二（12）和换热管道三（18）分别设置在所述气化管道（17）的周围；
所述槽式气化器（1）内的所述换热管道一（11）、换热管道二（12）、换热管道三（18）和气化管道（17）设置为锯齿形管、波浪形管或盘旋管；
所述热源介质选用防冻液或水；
所述热源介质池（4）选择工业用户的循环热水、废热水或者是锅炉废蒸汽热源的储存设施。
2.如权利要求1所述的一种槽式气化器系统，其特征在于，所述LNG气化输送管路还包括辅助换热系统：所述LNG气化输送管路中，与所述槽式气化器（1）并联设置空温气化器（2）；所述LNG经与所述输送管道（31）上连接的辅助输送管道（21）、及该管道上的辅助入阀门（201）进入所述空温气化器（2）气化后得到CNG、经辅助出阀门（202）、CNG辅助输出管道（22）流出，所述CNG辅助输出管道（22）连接输出管道（71）。
3.如权利要求1所述的一种槽式气化器系统，其特征在于，与所述管道泵一（5）两端并联设置管道泵二（6）。
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