CN110030492A - 浸没燃烧式气化器及其监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了浸没燃烧式气化器及其监控系统，涉及液化天然气和工业气体行业低温液体气化的技术领域。通过将燃烧器、炉膛、烟气管道、水箱、气化管道、补水管道和烟囱均固定撬装的安装方式，使得浸没燃烧式气化器可以在制造工厂即可实现精密装配与整机调试工作，在客户需要浸没燃烧式气化器的时候即可像集装箱一样将浸没燃烧式气化器输送至客户所在地，仅需管道的连接工作即可实现浸没燃烧式气化器的工作，这种安装方式使得浸没燃烧式气化器的工作情况更稳定，交付周期大大缩短，实现产品落地即可使用的能力，同时通过炉膛与燃烧器横卧在水箱上方的设置，大大减小了浸没燃烧式气化器的高度，美观大方，从而也避免了浸没燃烧式气化器在空旷地带因为高度较为突出容易遭受雷击的情况。

Description

浸没燃烧式气化器及其监控系统

技术领域

本发明涉及液化天然气和工业气体行业低温液体气化的技术领域，尤其涉及浸没燃烧式气化器及其监控系统。

背景技术

国外一般的浸没燃烧式气化器均是采用将零部件运输至客户端，然后在客户端实施安装与调试，这种传统的安装方式需要浪费工程人员在客户端的大量安装与调试的时间与精力，设备占地面积庞大，且由于现场施工质量不可控，从而导致浸没燃烧式气化器的整体质量与效率达不到客户所需的要求。

发明内容

本发明的技术方案提供了浸没燃烧式气化器及其监控系统，解决了需要现场调试与大量安装工作量的问题。技术方案如下：

一方面，本发明提供了浸没燃烧式气化器，包括燃烧器、炉膛、烟气管道、水箱、气化管道、补水管道和烟囱，燃烧器火焰出口端与炉膛入口连接，炉膛横卧在水箱上方，烟气管道连接炉膛的出口并伸入水箱内部，气化管道完全浸没在水箱内部，补水管道连接水箱底部，烟囱置于水箱上方并临近燃烧器，燃烧器、炉膛、烟气管道、水箱、气化管道、补水管道和烟囱相互之间均通过焊接或者螺纹进行固定连接并且集成在撬装底座上。

通过将燃烧器、炉膛、烟气管道、水箱、气化管道、补水管道和烟囱均固定撬装的安装方式，使得浸没燃烧式气化器可以在制造工厂即可实现精密装配与整机调试工作，在客户需要浸没燃烧式气化器的时候即可像集装箱一样将浸没燃烧式气化器输送至客户所在地，仅需管道的连接工作即可实现浸没燃烧式气化器的工作，这种安装方式使得浸没燃烧式气化器的工作情况更稳定，交付周期大大缩短，实现产品落地即可使用的能力。

同时通过炉膛与燃烧器横卧在水箱上方的设置，大大减小了浸没燃烧式气化器的高度，美观大方，从而也避免了浸没燃烧式气化器在空旷地带因为高度较为突出容易遭受雷击的情况，进而避免了浸没燃烧式气化器发生爆炸损坏等事故的发生，同时因为高度的减小，使得浸没燃烧式气化器更容易整体像集装箱一样进行运输。

进一步地，气化管道相互之间的间距从水箱底部至水箱顶部逐步减小。

通过气化管道之间的间距由大变小的设置，使得气化管道中的液化天然气能够在水箱底部获得充分的加热，从而大大提高了气化效率。

进一步地，烟气管道横在水箱内部的部分横卧在水箱底部并且置于气化管道下方，烟气管道对应气化管道的部分开设有喷气孔。

通过喷气孔的设置，使得烟气管道中的烟气能够通过喷气孔进入水箱内部与水箱内的液体发生激烈搅动，便于将烟气中的热量传递到周围的液体中，大大加快了换热效率，进一步提高了低温液体的气化效率。

进一步的，水箱内还设有PH值自动监测装置和碱液加注装置，碱液加注装置会自动根据PH值监测装置的控制向水箱内自动加注碱性物质。

通过PH值监测装置的设置，使得水箱内的液体的酸碱度可以被监控，从而控制碱液加注装置在水箱内的酸性过大时适时加入碱性物质进行中和，进而避免酸性物质对水箱内壁和气化管道造成腐蚀损伤，进一步提高了浸没燃烧式气化器的使用寿命。

另一方面，本发明还提供了浸没燃烧式气化器监控系统，浸没燃烧式气化器监控系统中设有中央控制器PLC和人机交互界面，浸没燃烧式气化器监控系统包括环境数据监控、燃烧器点火与燃烧监控、水箱内PH值监控、水箱内水位监控和报警系统。

环境数据监控包括废烟气出口双路甲烷浓度监测、燃烧器入口天然气流量监测、燃烧器入口天然气压力监测、燃烧器压缩空气流量监测、燃烧器入口空气压力监测、液化天然气气化出口温度压力监测、液化天然气出入口流量监测和周边环境温度监测。

燃烧器点火与燃烧监控包括：封帽冷却水温度监测、封帽冷却水电机运行监测、控制燃烧器吹扫、控制燃烧器小火点火、控制燃烧器大火燃烧、维持燃烧器正常燃烧、监控燃烧器火焰大小。

水箱内PH值监控包括PH监测、控制碱液加注和控制碱液停止加注。

水箱内水位监控包括水位监测、水温监测、手动补水、控制补水管路加注液体和控制补水管路停止加注液体。

报警系统包括封帽冷却水出口温度高于高值报警、封帽冷却水循环电机故障报警、废气排放口温度高于高值报警、水箱内水温高于高值报警、水箱内液位低于低值报警、封帽冷却水压力低于低值报警、燃烧器天然气入口压力过低报警、燃烧器空气入口压力过低报警、废烟气与环境温度比值过大报警和废气出口甲烷浓度高于高值报警。

通过环境数据监控、燃烧器点火与燃烧监控、水箱内PH值监控、水箱内水位监控和报警系统的设置，使得浸没燃烧式气化器实现无人值守的运作方式，节约了劳动力的同时最大限度的提高了浸没燃烧式气化器的燃烧热效率。

本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：首先，通过将燃烧器、炉膛、烟气管道、水箱、气化管道、补水管道和烟囱均固定撬装的安装方式，使得浸没燃烧式气化器可以在制造工厂即可实现精密装配与整机调试工作，在客户需要浸没燃烧式气化器的时候即可像集装箱一样将浸没燃烧式气化器输送至客户所在地，仅需管道的连接工作即可实现浸没燃烧式气化器的工作，这种安装方式使得浸没燃烧式气化器的工作情况更稳定，交付周期大大缩短，实现产品落地即可使用的能力，同时通过炉膛与燃烧器横卧在水箱上方的设置，大大减小了浸没燃烧式气化器的高度，美观大方，从而也避免了浸没燃烧式气化器在空旷地带因为高度较为突出容易遭受雷击的情况，进而避免了浸没燃烧式气化器发生爆炸损坏等事故的发生，同时因为高度的减小，使得浸没燃烧式气化器更容易整体像集装箱一样进行运输。

接着，通过气化管道之间的间距由大变小的设置，使得气化管道中的液化天然气能够在水箱底部获得充分的加热，从而大大提高了气化效率。

然后，通过喷气孔的设置，使得烟气管道中的烟气能够通过喷气孔进入水箱内部与水箱内的液体发生激烈搅动，便于将烟气中的热量传递到周围的液体中，大大加快了换热效率，进一步提高了低温液体的气化效率。

同时，通过PH值监测装置的设置，使得水箱内的液体的酸碱度可以被监控，从而控制碱液加注装置在水箱内的酸性过大时适时加入碱性物质进行中和，进而避免酸性物质对水箱内壁和气化管道造成腐蚀损伤，进一步提高了浸没燃烧式气化器的使用寿命。

最终，通过环境数据监控、燃烧器点火与燃烧监控、水箱内PH值监控、水箱内水位监控和报警系统的设置，使得浸没燃烧式气化器实现无人值守的运作方式，节约了劳动力的同时最大限度的提高了浸没燃烧式气化器的燃烧热效率。

应当理解的是，以上的一般描述与后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明一个实施例中提供的浸没燃烧式气化器的结构示意图；

图2为浸没燃烧式气化器的监控系统示意图；

图3为图2中的环境数据监控的流程图；

图4为图2中的燃烧器点火与燃烧监控的流程图；

图5为图2中的水箱内PH值监控的流程图；

图6为图2中的水箱内水位监控的流程图；

图7为图2中的报警系统的流程图。

附图标记：1燃烧器、2炉膛、3烟气管道、4水箱、5气化管道、6补水管道、7烟囱、8撬装底座、9喷气孔

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

目前国外的浸没燃烧式气化器均是采用将零部件运输至客户端，然后在客户端实施安装与调试，这种传统的安装方式需要浪费工程人员在客户端的大量安装与调试的时间与精力，设备占地面积庞大，且由于现场施工质量不可控，从而导致浸没燃烧式气化器的整体质量与效率达不到客户所需的要求。

为了解决需要现场调试与安装的问题，本发明的技术方案提供了浸没燃烧式气化器及其监控系统。

下面根据附图1至7对本发明作进一步详细说明。

如图1至图7所示，一方面，本发明提供了浸没燃烧式气化器，包括燃烧器1、炉膛2、烟气管道3、水箱4、气化管道5、补水管道6和烟囱7，燃烧器1火焰出口端与炉膛2入口连接，炉膛2横卧在水箱4上方，烟气管道3连接炉膛2的出口并伸入水箱4内部，气化管道5完全浸没在水箱4内部，补水管道6连接水箱4底部，烟囱7置于水箱4上方并临近燃烧器1，燃烧器1、炉膛2、烟气管道3、水箱4、气化管道5、补水管道6和烟囱7相互之间均通过焊接或者螺纹进行固定连接并且集成在撬装底座7上。

通过将燃烧器1、炉膛2、烟气管道3、水箱4、气化管道5、补水管道6和烟囱7均固定撬装的安装方式，使得浸没燃烧式气化器可以在制造工厂即可实现精密装配与整机调试工作，在客户需要浸没燃烧式气化器的时候即可像集装箱一样整体将浸没燃烧式气化器输送至客户所在地，仅需管道的连接工作即可实现浸没燃烧式气化器的工作，这种安装方式使得浸没燃烧式气化器的工作情况更稳定，交付周期大大缩短，实现产品落地即可使用的能力，同时通过炉膛与燃烧器横卧在水箱上方的设置，大大减小了浸没燃烧式气化器的高度，美观大方，从而也避免了浸没燃烧式气化器在空旷地带因为高度较为突出容易遭受雷击的情况，进而避免了浸没燃烧式气化器发生爆炸损坏等事故的发生，同时因为高度的减小，使得浸没燃烧式气化器更容易整体通过像集装箱一样进行运输。

实际设置上，气化管道5相互之间的间距从水箱4底部至水箱4顶部逐步减小。即气化管道5相互之间的间距从气化管道5的进液端至气化管道5的出气端逐步减少。

通过气化管道5之间的间距由大变小的设置，使得气化管道5中的液化天然气能够在水箱4底部获得充分的加热，从而大大提高了气化效率。

为了更容易换热，烟气管道3横在水箱4内部的部分横卧在水箱4底部并且置于气化管道5下方，烟气管道3对应气化管道5的部分开设有喷气孔9。

通过喷气孔9的设置，使得烟气管道3中的烟气能够通过喷气孔9进入水箱4内部与水箱4内的液体发生激烈搅动，便于将烟气中的热量传递到周围的液体中，大大提高了换热效率，进一步提高了低温液体的气化效率。

为了水箱4内的溶液酸碱平衡，水箱4内还设有PH值监测装置和碱液加注装置，所说碱液加注装置根据PH值监测装置的控制向水箱4内加注碱性物质。

通过PH值监测装置的设置，使得水箱4内的液体的酸碱度可以被监控，从而控制碱液加注装置在水箱4内的酸性过大时适时加入碱性物质进行中和，进而避免酸性物质对水箱4内壁和气化管道5造成腐蚀损伤，进一步提高了浸没燃烧式气化器的使用寿命。

另一方面，本发明还提供了浸没燃烧式气化器监控系统，浸没燃烧式气化器监控系统中设有中央控制器PLC和人机交互界面，浸没燃烧式气化器监控系统包括环境数据监控、燃烧器点火与燃烧监控、水箱内PH值监控、水箱内水位监控和报警系统。

环境数据监控包括废烟气出口双路甲烷浓度监测、燃烧器入口天然气流量监测、燃烧器入口天然气压力监测、燃烧器压缩空气流量监测、燃烧器入口空气压力监测、液化天然气气化出口温度压力监测、液化天然气出入口流量监测和周边环境温度监测。

燃烧器点火与燃烧监控包括：封帽冷却水温度监测、封帽冷却水电机运行监测、控制燃烧器吹扫、控制燃烧器小火点火、控制燃烧器大火燃烧、维持燃烧器正常燃烧、监控燃烧器火焰大小。水箱内还设有PH值自动监测装置和碱液加注装置，碱液加注装置会自动根据PH值监测装置的控制向水箱内自动加注碱性物质。水箱内水位监控包括水位监测、水温监测、手动补水、控制补水管路加注液体和控制补水管路停止加注液体。报警系统包括封帽冷却水出口温度高于高值报警、封帽冷却水循环电机故障报警、废气排放口温度高于高值报警、水箱内水温高于高值报警、水箱内液位低于低值报警、封帽冷却水压力低于低值报警、燃烧器天然气入口压力过低报警、燃烧器空气入口压力过低报警、废烟气与环境温度比值过大报警和废气出口甲烷浓度高于高值报警。通过环境数据监控、燃烧器点火与燃烧监控、水箱内PH值监控、水箱内水位监控和报警系统的设置，使得浸没燃烧式气化器实现无人值守的运作方式，节约了劳动力的同时最大限度德提高了浸没燃烧式气化器的燃烧热效率。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.浸没燃烧式气化器，其特征在于，包括燃烧器(1)、炉膛(2)、烟气管道(3)、水箱(4)、气化管道(5)、补水管道(6)和烟囱(7)，所述燃烧器(1)火焰出口端与所述炉膛(2)入口连接，所述炉膛(2)横卧在所述水箱(4)上方，所述烟气管道(3)连接所述炉膛(2)的出口并伸入所述水箱(4)内部，所述气化管道(5)完全浸没在所述水箱(4)内部，所述补水管道(6)连接所述水箱(4)底部，所述烟囱(7)置于所述水箱(4)上方并临近所述燃烧器(1)，所述燃烧器(1)、所述炉膛(2)、所述烟气管道(3)、所述水箱(4)、所述气化管道(5)、所述补水管道(6)和所述烟囱(7)相互之间均通过焊接或者螺纹进行固定连接并且集成在撬装底座(8)上。

2.根据权利要求1所述的浸没燃烧式气化器，其特征在于，所述气化管道(5)相互之间的间距从所述水箱(4)底部至所述水箱(4)顶部逐步减小。

3.根据权利要求2所述的浸没燃烧式气化器，其特征在于，所述所述烟气管道(3)横在所述水箱(4)内部的部分横卧在所述水箱(4)底部并且置于所述气化管道(5)下方，所述烟气管道(3)对应所述气化管道(5)的部分开设有喷气孔(9)。

4.根据权利要求1所述的浸没燃烧式气化器，其特征在于，所述水箱(4)内还设有PH值自动监测装置和碱液加注装置，所说碱液加注装置根据所述PH值自动监测装置的控制向所述水箱(4)内加注碱性物质。

5.浸没燃烧式气化器监控系统，应用于如权利要求1-3所述的浸没燃烧式气化器，其特征在于，所述浸没燃烧式气化器监控系统中设有中央控制器PLC和人机交互界面，所述浸没燃烧式气化器监控系统包括环境数据监控、燃烧器点火与燃烧监控、水箱内PH值监控、水箱内水位监控和报警系统。

6.根据权利要求5所述的浸没燃烧式气化器监控系统，其特征在于，所述环境数据监控包括废烟气出口双路甲烷浓度监测、燃烧器入口天然气流量监测、燃烧器入口天然气压力监测、燃烧器压缩空气流量监测、燃烧器入口空气压力监测、液化天然气气化出口温度压力监测、液化天然气出入口流量监测和周边环境温度监测。

7.根据权利要求5所述的浸没燃烧式气化器监控系统，其特征在于，所述燃烧器点火与燃烧监控包括：封帽冷却水温度监测、封帽冷却水电机运行监测、控制燃烧器吹扫、控制燃烧器小火点火、控制燃烧器大火燃烧、维持燃烧器正常燃烧、监控燃烧器火焰大小。

8.根据权利要求5所述的浸没燃烧式气化器监控系统，其特征在于，所述水箱内PH值监控包括PH自动监测、控制碱液加注和控制碱液停止加注。

9.根据权利要求5所述的浸没燃烧式气化器监控系统，其特征在于，所述水箱内水位监控包括水位监测、水温监测、手动补水、控制补水管路加注液体和控制补水管路停止加注液体。

10.根据权利要求5所述的浸没燃烧式气化器监控系统，其特征在于，所述报警系统包括封帽冷却水出口温度高于高值报警、封帽冷却水循环电机故障报警、废气排放口温度高于高值报警、水箱内水温高于高值报警、水箱内液位低于低值报警、封帽冷却水压力低于低值报警、燃烧器天然气入口压力过低报警、燃烧器空气入口压力过低报警、废烟气与环境温度比值过大报警和废气出口甲烷浓度高于高值报警。