CN111188996A - 一种lng接收站浸没燃烧式气化器的低温余热回收装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种LNG接收站浸没燃烧式气化器的低温余热回收装置，其特征在于，包括：换热系统，所述换热系统的热源入口连接所述浸没燃烧式气化器的烟气出口，所述换热系统的热源出口形成废气出口，所述换热系统的冷源入口连接燃料气原料气管线，所述换热系统用于以所述浸没燃烧式气化器的烟气余热为热源加热燃料气原料气；备用电加热器系统，所述备用电加热器系统的入口连接所述换热系统的冷源出口，所述备用电加热器系统的出口连接所述浸没燃烧式气化器的燃料气入口。本发明能够充分利用SCV低温烟气余热，降低燃料气加热器能耗，提高能源利用率，且较之空温气化器，占地面积小、环境适用性广。

Description

一种LNG接收站浸没燃烧式气化器的低温余热回收装置
技术领域
本发明涉及一种LNG接收站浸没燃烧式气化器的低温余热回收装置，属于天然气技术领域。
背景技术
天然气是世界公认的清洁能源之一，清洁、高效、节能的优势使其成为我国能源结构调整过程中较为理想的替代能源。为便于天然气资源的灵活调配同时满足国内储气调峰需求，天然气(NG)通常以液化天然气(LNG)形式储存在LNG接收站中，并根据下游需求将LNG经接收站内气化装置转化为NG后经燃气管网运输至用气用户。目前国内常用的LNG接收站气化装置主要有开架式气化器(ORV)、中间介质气化器(IFV)以及浸没燃烧式气化器(SCV)。因其对海水水温及水质适应范围广、启动速度快、负荷调节灵活且投资少，SCV成为国内LNG接收站项目保障冬季及紧急工况下气态外输的主要选择。
LNG接收站中SCV的原理为通过燃烧燃料气和压缩空气在燃烧室内燃烧产生高温烟气，烟气经喷射将水浴充分加热，热水将流经盘管的LNG气化为NG。较其他气化装置，SCV一般约消耗生产天然气的1.5％作为燃料气，因此气化成本较高。现有LNG接收站中SCV受换热器管束制约，占地面积较大，热效率较低，烟气排放温度仍在30℃左右，造成了较大的能量浪费。此外LNG接收站内的供给SCV的燃烧气原料气主要是来自气化后的外输气或来自接收站内经压缩后的蒸发气，该原料气需经空温加热器或电加热器进一步加热才能达到SCV低压高温的燃烧要求，这个过程中也需要消耗大量的能源。因此将SCV烟气余热与燃料气消耗统统筹考虑将成为实现LNG接收站内节能降耗的重要措施之一。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种LNG接收站浸没燃烧式气化器的低温余热回收装置，该装置能够充分利用SCV低温烟气余热，降低燃料气加热器能耗，提高能源利用率，且较之空温气化器，占地面积小、环境适用性广。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种LNG接收站浸没燃烧式气化器的低温余热回收装置，包括：换热系统，所述换热系统的热源入口连接所述浸没燃烧式气化器的烟气出口，所述换热系统的热源出口形成废气出口，所述换热系统的冷源入口连接燃料气原料气管线，所述换热系统用于以所述浸没燃烧式气化器的烟气余热为热源加热燃料气原料气；备用电加热器系统，所述备用电加热器系统的入口连接所述换热系统的冷源出口，所述备用电加热器系统的出口连接所述浸没燃烧式气化器的燃料气入口。
所述的低温余热回收装置，优选地，所述换热系统采用直接换热系统或间接换热系统。
所述的低温余热回收装置，优选地，当所述换热系统采用所述直接换热系统时，所述直接换热系统的热源入口与所述浸没燃烧式气化器的烟气出口连接，所述直接换热系统的热源出口直接或根据环保要求经进一步废气处理后形成废气出口；所述直接换热系统的冷源入口与所述燃料气原料气管线连接，所述直接换热系统的冷源出口与所述备用电加热器系统的入口连接。
所述的低温余热回收装置，优选地，所述直接换热系统包括且不限于管壳式换热器、绕管式换热器或板壳式换热器。
所述的低温余热回收装置，优选地，当所述换热系统采用所述间接换热系统时，所述间接换热系统包括：介质换热器，所述介质换热器的热源入口与所述烟气收集系统的出口连接，所述介质换热器的热源出口直接或根据环保要求经进一步废气处理后形成废气出口；燃料气加热器，所述燃料气加热器的介质入口连接所述介质换热器的介质出口，所述燃料气加热器的介质出口经介质循环泵连接所述介质换热器的介质入口，以实现中间介质的循环；所述燃料气加热器的冷源入口与所述燃料气原料气管线连接，所述燃料气加热器的冷源出口与所述备用电加热器系统的入口连接。
所述的低温余热回收装置，优选地，所述中间介质包括且不限于乙二醇+水溶液。
所述的低温余热回收装置，优选地，所述介质换热器包括且不限于夹套式换热器或管壳式换热器。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明可有效利用LNG接收站SCV的低温烟气余热，以降低燃料气加热器能耗，提高能源利用率；相较于燃料气加热常用的空温加热器，换热系统对环境温度依赖性低，环境适用性广，气质温度稳定，能源利用率高，占地面积小。2、本发明还设置了备用电加热器系统，该备用电加热器系统可以在开车工况，以及在SCV烟气热量无法满足燃料气加热要求时补充加热，及时补充负荷缺口。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明直接换热系统的结构示意图；
图3为本发明间接换热系统的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。
如图1所示，本实施例提供的LNG接收站浸没燃烧式气化器的低温余热回收装置包括：换热系统2，换热系统2的热源入口连接连接浸没燃烧式气化器1的烟气出口，换热系统2的热源出口形成废气出口，换热系统2的冷源入口连接燃料气原料气管线4，换热系统2用于以浸没燃烧式气化器1的烟气余热为热源加热燃料气原料气；备用电加热器系统3，备用电加热器系统3的入口连接换热系统2的冷源出口，备用电加热器系统3的出口连接浸没燃烧式气化器1的燃料气入口，以实现浸没燃烧式气化器1的燃料气供应。
在上述实施例中，优选地，换热系统2可以采用直接换热系统10(如图2所示)或间接换热系统20(如图3所示)。
在上述实施例中，优选地，如图2所示，当换热系统2采用直接换热系统10时，该直接换热系统10的热源入口11与烟气收集系统2的出口连接，直接换热系统10的热源出口12直接或根据环保要求经进一步废气处理后形成废气出口；直接换热系统10的冷源入口13与燃料气原料气管线4连接，直接换热系统10的冷源出口14与备用电加热器系统3的入口连接。
在上述实施例中，优选地，直接换热系统10包括且不限于管壳式换热器、绕管式换热器或板壳式换热器。
在上述实施例中，优选地，如图3所示，当换热系统2采用间接换热系统20时，该间接换热系统20包括：介质换热器21，介质换热器21的热源入口a与烟气收集系统2的出口连接，介质换热器21的热源出口b直接或根据环保要求经进一步废气处理后形成废气出口；燃料气加热器22，燃料气加热器22的介质入口e连接介质换热器21的介质出口d，燃料气加热器22的介质出口f经介质循环泵23连接介质换热器21的介质入口c，中间介质在介质换热器21中经烟气加热后进入燃料气加热器22实现燃料气加热，使之满足浸没燃烧式气化器1的燃烧要求，换热后的低温中间介质经介质循环泵23泵送回介质换热器21完成循环。燃料气加热器22的冷源入口g与燃料气原料气管线4连接，燃料气加热器22的冷源出口h与备用电加热器系统3的入口连接。
在上述实施例中，优选地，中间介质为乙二醇+水溶液，其他可用介质亦可。
在上述实施例中，优选地，介质换热器21包括且不限于夹套式换热器或管壳式换热器。
下面通过四个实施例来具体说明本发明的实施方法。
实施例1：
在浸没燃烧式气化器1的烟气能力可满足燃料气负荷要求的工况下，换热系统2采用直接换热系统10，浸没燃烧式气化器1的烟气经烟气管道进入直接换热系统10加热燃料气原料气，实现余热利用。此时备用电加热器系统3不启动，设备空间仅作为燃料气通道，备用电加热器系统3的出口气作为浸没燃烧式气化器1的燃料气用于LNG气化热源。
实施例2：
在浸没燃烧式气化器1的烟气能力无法满足燃料气负荷要求的工况下，换热系统2采用直接换热系统10，浸没燃烧式气化器1的烟气经烟气管道进入直接换热系统3加热燃料气原料气，实现余热利用。此时启动备用电加热器系统3补充燃料气热量缺口，达到浸没燃烧式气化器1的燃料气要求后输送至浸没燃烧式气化器1。
实施例3：
在浸没燃烧式气化器1的烟气能力可满足燃料气负荷要求的工况下，换热系统2采用间接换热系统20，浸没燃烧式气化器1的烟气经烟气管道进入介质换热器21中加热冷介质，介质换热器21流出的热介质在燃料气加热器22中将燃料气原料气加热至所需条件，换热后冷介质经介质循环泵23泵送至介质换热器21的冷源入口。此时备用电加热器系统3不启动，设备空间仅作为燃料气通道，备用电加热器系统3的出口气作为浸没燃烧式气化器1的燃料气用于LNG气化热源。
实施例4：
在浸没燃烧式气化器1的烟气能力无法满足燃料气负荷要求的工况下，换热系统2采用间接换热系统20，浸没燃烧式气化器1的烟气经烟气管道进入介质换热器21中加热冷介质，介质换热器21流出的热介质在燃料气加热器22中将燃料气原料气加热，换热后冷介质经介质循环泵23泵送至介质换热器21的冷源入口。此时启动备用电加热器系统3补充燃料气热量缺口，达到浸没燃烧式气化器1的燃料气要求后输送至浸没燃烧式气化器1。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (7)

1.一种LNG接收站浸没燃烧式气化器的低温余热回收装置，其特征在于，包括：
换热系统(2)，所述换热系统(2)的热源入口连接所述浸没燃烧式气化器(1)的烟气出口，所述换热系统(2)的热源出口形成废气出口，所述换热系统(2)的冷源入口连接燃料气原料气管线(4)，所述换热系统(2)用于以所述浸没燃烧式气化器(1)的烟气余热为热源加热燃料气原料气；
备用电加热器系统(3)，所述备用电加热器系统(3)的入口连接所述换热系统(2)的冷源出口，所述备用电加热器系统(3)的出口连接所述浸没燃烧式气化器(1)的燃料气入口。
2.根据权利要求1所述的低温余热回收装置，其特征在于，所述换热系统(2)采用直接换热系统(10)或间接换热系统(20)。
3.根据权利要求2所述的低温余热回收装置，其特征在于，当所述换热系统(3)采用所述直接换热系统(10)时，所述直接换热系统(10)的热源入口(11)与所述浸没燃烧式气化器(1)的烟气出口连接，所述直接换热系统(10)的热源出口(12)直接或根据环保要求经进一步废气处理后形成废气出口；所述直接换热系统(10)的冷源入口(13)与所述燃料气原料气管线(4)连接，所述直接换热系统(10)的冷源出口(14)与所述备用电加热器系统(3)的入口连接。
4.根据权利要求3所述的低温余热回收装置，其特征在于，所述直接换热系统(10)包括且不限于管壳式换热器、绕管式换热器或板壳式换热器。
5.根据权利要求2所述的低温余热回收装置，其特征在于，当所述换热系统(2)采用所述间接换热系统(20)时，所述间接换热系统(20)包括：
介质换热器(21)，所述介质换热器(21)的热源入口(a)与所述烟气收集系统(2)的出口连接，所述介质换热器(21)的热源出口(b)直接或根据环保要求经进一步废气处理后形成废气出口；
燃料气加热器(22)，所述燃料气加热器(22)的介质入口(e)连接所述介质换热器(21)的介质出口(d)，所述燃料气加热器(22)的介质出口(f)经介质循环泵(23)连接所述介质换热器(21)的介质入口(c)，以实现中间介质的循环；所述燃料气加热器(22)的冷源入口(g)与所述燃料气原料气管线(4)连接，所述燃料气加热器(22)的冷源出口(h)与所述备用电加热器系统(3)的入口连接。
6.根据权利要求5所述的低温余热回收装置，其特征在于，所述中间介质包括且不限于乙二醇+水溶液。
7.根据权利要求5所述的低温余热回收装置，其特征在于，所述介质换热器(21)包括且不限于夹套式换热器或管壳式换热器。
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