CN113775411A - 一种箱撬式lng移动能源电站装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种箱撬式LNG移动能源电站装置，属于LNG发电机技术领域，该装置包括气化装置、发电机装置和水循环装置，气化装置包括依次连接的储液罐、气化器和复热器，气化器和复热器分别通过动力气管与发电机装置连接，发电机装置包括冷却水出口管和冷却水进口管，冷却水出口管与复热器连接，水循环装置包括温控器，复热器通过温控器与冷却水进口管连接，温控器调节冷却水进口管管体内水温。本发明可以利用发动机冷却水的热能提高燃气温度和气化效率，提高发动机燃烧效率；将发电机与储罐远离，提高装置运行的安全性；发动机回水温度可调节，保证发电机装置运行安全；装置可以在自然环境温度较高和较低的场所都可以正常工作。

Description

一种箱撬式LNG移动能源电站装置

技术领域

本发明属于LNG发电机技术领域，具体涉及一种箱撬式LNG移动能源电站装置。

背景技术

集装箱发电机组是一种中小型的发电设备，作为移动能源电站使用，具有机动灵活、投资较少、启动方便等优点，广泛应用于建筑、通讯、采矿、筑路、林区、农田灌溉、野外施工和国防工程等各部门，同时也可作为应急备用电源，一旦停电能迅速提供稳定的电源。现有的发电机组通常采用柴油发电机技术。但是众所周知，柴油发电机成本高、功耗高，需要进行尾气处理。而采用LNG作为能源的集装箱发电机组使用较少，且在使用时还存在着诸多问题，在夏季或工作环境温度较高时，发电机散热困难，不利于发电机的稳定运行，使用风扇冷却效果不佳且噪声很大；而在冬季或工作环境温度较低时，气化器易结霜，气化更加困难、燃烧不充分、使用不方便等。

发明内容

技术问题：针对现有技术中存在的上述问题，本发明所要解决的技术问题在于提供一种箱撬式LNG移动能源电站装置散热和气化效果好，在环境温度较高和较低的场所都能够正常使用。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种箱撬式LNG移动能源电站装置，包括气化装置、发电机装置和水循环装置，所述气化装置包括依次连接的储液罐、气化器和复热器，所述气化器和复热器分别通过动力气管与发电机装置连接，所述发电机装置包括冷却水出口管和冷却水进口管，所述冷却水出口管与复热器连接，所述水循环装置包括温控器，所述复热器通过温控器与冷却水进口管连接，所述温控器调节所述冷却水进口管的进水水温。

优选的，所述水循环装置还包括与复热器和温控器分别连接的除霜机，所述除霜机与所述气化器热传递连接。

优选的，所述除霜机与温控器之间的连接水管上并接有散热器。

优选的，所述冷却水出口管上设有三通阀，所述三通阀与温控器连接。

优选的，所述发电机装置还包括高温烟气排出管和换热器，所述冷却水出口管的至少一部分管体与所述高温烟气排出管热传递连接，所述高温烟气排出管与换热器连接。

优选的，所述发电机装置还包括配电柜，所述配电柜与所述温控器电连接，所述水循环装置还包括与所述温控器电连接的多个控制阀，多个所述控制阀用于控制水循环装置水路通断，所述温控器通过调温气管与复热器气路连接。

优选的，所述气化装置、发电机装置和水循环装置设置在集装箱内，所述集装箱包括与储液罐对应的罐模块、与气化器对应的气化模块、与水循环装置对应的循环模块以及与发电机装置对应的发电模块。

优选的，还包括补水装置，所述补水装置包括设置在气化模块内的除雾器和设置在循环模块内的水箱，所述水箱与温控器连接，所述除雾器出风端设有风管，所述风管出口端在发电模块内，所述发电模块通过通风管与气化模块连接。

优选的，所述罐模块、气化模块、循环模块和发电模块中相邻的两个模块之间设有隔板。

优选的，所述罐模块、气化模块、循环模块和发电模块中至少一个模块为单独的箱体且各箱体之间通过连接装置连接，所述连接装置包括相互配套的螺栓和螺母，所述罐模块、气化模块、循环模块和发电模块上分别设有多个螺栓和螺母，所述罐模块、气化模块、循环模块和发电模块之间通过所述螺栓和螺母相互配合实现可拆卸连接。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、通过设置复热器、除霜机等可以利用发动机冷却水的热能提高燃气温度和气化效率，提高发动机燃烧效率；2、在集装箱内设置多个模块分区，各模块采用防爆隔板隔开或者独立成箱体将发电机与储罐远离，提高装置运行的安全性，各模块可独立成箱体，方便拼接成移动能源电站使用，灵活多变，运输方便；3、通过设置温控器，除霜机和散热器工作可控，发动机回水温度可调节，保证发动机回水温度在合适的范围内，保证发电机装置运行安全；4、充分且安全地利用了发电机高温尾气热能，且高温尾气控制在发电模块内使用，其与天然气不直接接触或间接接触，使用安全；5、设置补水装置和通风管，既可以消除集装箱内白雾并对发电机冷却水进行补充调温，又可以产生空气循环，冷空气降低发电机装置工作环境温度，优化发电机装置运行环境，不需要在集装箱装载大型的风扇冷却发动机，较为密闭的环境还可以降低发电机装置运行噪音，减少对外界的影响；同时提高气化器工作环境温度，减少气化器结霜，提高气化效率，使本移动能源电站装置可以在自然环境温度较高和较低的场所都可以正常工作。

附图说明

图1是本发明实施例1结构示意图；

图2是本发明实施例2结构示意图；

图3是本发明实施例3结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1

如图1所示，一种箱撬式LNG移动能源电站装置，包括气化装置1、发电机装置2和水循环装置3，气化装置1包括依次连接的储液罐11、气化器12和复热器13，气化装置1、发电机装置2和水循环装置3设置在集装箱9内，集装箱9从左到右被隔板95分隔成4个模块分区，分别为与储液罐11对应的罐模块91、与气化器12对应的气化模块92、与水循环装置3对应的循环模块93以及与发电机装置2对应的发电模块94，隔板95采用抗压、防火、隔热材料复合而成并密闭处理，形成密闭的防爆隔板，保证每个模块分区的密封性，特别是将发电模块94与其他模块分区完全分隔开，提高LNG气化时和发电机组使用时的安全性。

储液罐11设有4个(储液罐11数量可根据需要设置)，内部储存有LNG，罐模块91的壁体上设有加气口111，用来对储液罐11内LNG进行补充，气化器12采用空温式气化器，复热器13采用水浴式加热器对NG气体进行加热，气化器12和复热器13分别通过动力气管14与发电机装置2连接，用于给发电机装置2提供动力燃气，发电机装置2运行的前半小时左右接收从气化器12直接过来的天然气，当一段时间后复热器13工作，只接收经过复热器13再加热的天然气，提高发电机装置2燃烧效率。

发电机装置2包括发动机和发电机，发动机有冷却水出口管21和冷却水进口管22，冷却水进口管22上设有冷却水循环水泵24，用来形成循环水流，冷却水用来对发电机装置2的发动机缸套进行冷却，当发动机正常运行后冷却水出口管21的水温一般在80℃左右，冷却水出口管21与复热器13连接，在复热器13里完成高温的水与低温的天然气换热，利用高温的冷却水对天然气进行加热，提高进入发动机的天然气温度。

水循环装置3包括温控器31、除霜机32、散热器33和设置在水管上并与温控器31电连接的多个控制阀311，复热器13通过水管与除霜机32连接，除霜机32通过水管与温控器31连接，且除霜机32和温控器31两者之间的连接水管61上并接有散热器33，温控器31通过水管与冷却水进口管22连接，发动机的冷却水可以顺次通过复热器13、除霜机32、散热器33和温控器31后通过冷却水进口管22回到发动机内，构成发电机装置2的冷却水循环水路，其中除霜机32设置在气化模块92内并设置在气化器12的散热管周围，与气化器12热传递连接，用于将高温冷却水的热量传递给低温的气化器12，从而提高气化器12的本体温度和周边环境温度，提高气化器12的气化效率，并能够去除气化器12上的结霜，防止其由于温度过低结霜导致换热面积减少。散热器33采用带有风扇的空气散热器，用于对水管内高温的冷却水进行风冷散热降温，除霜机32和温控器31之间的管路上设有控制阀311，控制阀311采用电磁阀并受到温控器31的控制，通过这个控制阀311可以控制散热器33是否参与工作；复热器13和散热器33之间也直接通过短接管路6连接，短接管路6也设有与温控器31电连接的控制阀311，通过控制短接管路6的通断可以控制除霜机32是否参与工作。

温控器31可以调节冷却水进口管22的进水水温，冷却水出口管21上设有三通阀25，三通阀25采用开度和流量可调节的三通阀，三通阀25与温控器31管路连接且电连接，温控器31通过三通阀25可以控制冷却水出口管21流入到复热器13的水流量以及流入到温控器31的水流量，温控器31内部设置有混水阀和温度传感器，冷却水出口管21上三通阀25进入的水温较高，而温控器31进口端进来的冷却水是经过了复热器13、除霜机32和散热器33换热后温度较低的水，通过温控器31内部的混水阀工作，从而控制温控器31出口的温度，使进入发电机装置2的水保持在合适的温度范围，防止温度过低的冷却水加速零件磨损和腐蚀发动机零部件；同时通过温控器31和控制阀311也可以控制除霜机32和散热器33是否参与工作，当温控器31的进口端水温过高时，可以控制除霜机32和散热器33单个或全部参与散热工作，使进入发电机装置2的水保持在合适的温度范围，防止温度过高的冷却水降低发动机功率严重时会使零部件膨胀损坏发动机。

发电机装置2还包括高温烟气排出管23和换热器26，为了对发动机排出的高温烟气的热能进行有效利用，将高温烟气排出管23引到发电机装置2的发电模块94内的冷却水出口管21一段，使冷却水出口管21在发电模块94内部分管体与高温烟气排出管23热传递连接，然后再排出集装箱9，利用高温烟气的热量加热冷却水出口管21内的水，经过加热的冷却水温度更高，提高其利用效率，同时由于对高温烟气排出管23一直处在发电模块94内，且是对冷却水水管进行加热，与天然气管路没有直接接触或者近距离间接接触，安全效果好，为了提高安全性，高温烟气排出管23与冷却水出口管21热传递区域还可以设置在集装箱9外部，安全效果更好。换热器26采用气体和液体用管式换热器，高温烟气对换热器内的水进行加热，在集装箱9的外壁设有冷水进口和热水出口，冷水进口接进来的冷水通过换热器26被高温烟气加热后通过热水出口排出，从而本装置可以加热外部水源来提供热水供使用。

发电机装置2还包括配电柜5，配电柜5设置在发电模块94内，用来接电源输出，作为移动能源电站的输出，外部电缆线接在配电柜5上，通过本移动能源电站装置提供电源，同时配电柜5与温控器31电连接，从而温控器31可直接采用发电机装置2产生的电能，无需使用外部电源。

实施例2

如图2所示，与实施例1不同的地方在于，本实施例集装箱9内还设置有补水装置4，由于气化器在工作时，周围的空气温度下降20-30℃，聚集在气化器底部，随着温度降低，空气中的水分子凝结形成水滴从而形成白雾，冷空气持续生产则导致白雾向外部扩散。补水装置4包括设置在气化模块92的除雾器41和设置在循环模块93的水箱42，除雾器41采用现有的折流板除雾器，底部设置带有集风口的风机，通过风机将白雾聚拢并向上输送经过折流板，经过折流板的多折向结构，水滴随气流方向运动撞击在波形转弯板处从而汇聚成较大的水滴，水滴在重力作用汇流后到达水箱42，水箱42与温控器31水路连接，通过水泵可以温控器31补水，由于水箱42内水温较低，提供给温控器31还可以使温控器31内的混水阀调节开度控制进水量，从而调节温控器31的出水温度，使进入发电机装置2的水保持在合适的温度范围；除雾器41出风端设有风管411，风管411出口端在发电模块94，经过除雾后的干燥空气通过风管411进入到发电模块94，由于除雾器41的出风温度较低可以对发电模块94内空间进行降温，降低其空气温度，有利于发电机装置2的散热，同时发电模块94通过设置在集装箱9另一侧的通风管941与气化模块92连接，通风管941上可以安装阻火器，阻止火焰通过，提高安全性。由于除雾器41的风机在气化模块92内产生负压，发电模块94内的热气流通过通风管941进入到气化模块92内，提高气化模块92内的环境温度，也能提高气化器12的气化效率，通过风管411和通风管941使空气在气化模块92和发电模块94构成循环，在消除白雾的同时降低了发电模块94的工作环境温度，优化发电机运行环境，也提高了气化模块92的工作环境温度，提高气化效率。

温控器31内部设置燃气热水器，燃气热水器通过调温气管312与复热器13气路连接，从而能够得到气源，通过内部天然气燃烧加热其内部的加热元件，燃气热水器加热元件缠绕在温控器31内部出水管路上，用于利用燃气燃烧来加热温控器31的出水管路，在水温过低时工作，燃气热水器工作可以提高温控器31的出水温度，使进入发电机装置2的水保持在合适的温度范围。

实施例3

如图3所示，与实施例1和2中的集装箱9一体化设置不同的是，集装箱9为分体式设计，它的罐模块91、气化模块92、循环模块93和发电模块94分别为四个独立部分(也可以设置成罐模块91、气化模块92和循环模块93为一个整体部分，发电模块94为一个单独的部分)，每个独立部分模块形成一个单独的箱体，罐模块91、气化模块92、循环模块93和发电模块94四个箱体之间通过连接装置96连接，连接装置96包括相互配套的螺栓961和螺母962，罐模块91、气化模块92、循环模块93和发电模块94的四个箱体中，每个箱体一端的上侧边和底侧边上分别设有多个螺栓961，另一端的上侧边和底侧边上分别设有螺母962，罐模块91、气化模块92、循环模块93和发电模块94之间通过所述螺栓961和螺母962相互配合实现可拆卸连接，从而连接形成一个整体。

罐模块91、气化模块92、循环模块93和发电模块94在每个模块的箱体外壁设有与内部设备连接的接头，接头包括气路接头和水路接头，在组装时可以相互对接或者中间通过水、气管路连接，从而在连接后投入使用。模块化的设置可以使每个模块单独运输，降低运输成本，现场组装方便，可根据现场空间位置任意放置再通过管路连接，节约空间，需要更换时也方便单独换新，降低电站使用成本。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种箱撬式LNG移动能源电站装置，其特征在于，包括气化装置(1)、发电机装置(2)和水循环装置(3)，所述气化装置(1)包括依次连接的储液罐(11)、气化器(12)和复热器(13)，所述气化器(12)和复热器(13)分别通过动力气管(14)与发电机装置(2)连接，所述发电机装置(2)包括冷却水出口管(21)和冷却水进口管(22)，所述冷却水出口管(21)与复热器(13)连接，所述水循环装置(3)包括温控器(31)，所述复热器(13)通过温控器(31)与冷却水进口管(22)连接，所述温控器(31)调节所述冷却水进口管(22)的进水水温。

2.根据权利要求1所述的箱撬式LNG移动能源电站装置，其特征在于，所述水循环装置(3)还包括与复热器(13)和温控器(31)分别连接的除霜机(32)，所述除霜机(32)与所述气化器(12)热传递连接。

3.根据权利要求2所述的箱撬式LNG移动能源电站装置，其特征在于，所述除霜机(32)与温控器(31)之间的连接水管上并接有散热器(33)。

4.根据权利要求1所述的箱撬式LNG移动能源电站装置，其特征在于，所述冷却水出口管(21)上设有三通阀(25)，所述三通阀(25)与温控器(31)连接。

5.根据权利要求1所述的箱撬式LNG移动能源电站装置，其特征在于，所述发电机装置(2)还包括高温烟气排出管(23)和换热器(26)，所述冷却水出口管(21)的至少一部分管体与所述高温烟气排出管(23)热传递连接，所述高温烟气排出管(23)与换热器(26)连接。

6.根据权利要求1所述的箱撬式LNG移动能源电站装置，其特征在于，所述发电机装置(2)还包括配电柜(5)，所述配电柜(5)与所述温控器(31)电连接，所述水循环装置(3)还包括与所述温控器(31)电连接的多个控制阀(311)，多个所述控制阀(311)用于控制水循环装置(3)水路通断，所述温控器(31)通过调温气管(312)与复热器(13)气路连接。

7.根据权利要求1所述的箱撬式LNG移动能源电站装置，其特征在于，所述气化装置(1)、发电机装置(2)和水循环装置(3)设置在集装箱(9)内，所述集装箱(9)包括与储液罐(11)对应的罐模块(91)、与气化器(12)对应的气化模块(92)、与水循环装置(3)对应的循环模块(93)以及与发电机装置(2)对应的发电模块(94)。

8.根据权利要求7所述的箱撬式LNG移动能源电站装置，其特征在于，还包括补水装置(4)，所述补水装置(4)包括设置在气化模块(92)内的除雾器(41)和设置在循环模块(93)内的水箱(42)，所述水箱(42)与温控器(31)连接，所述除雾器(41)出风端设有风管(411)，所述风管(411)出口端在发电模块(94)内，所述发电模块(94)通过通风管(941)与气化模块(92)连接。

9.根据权利要求7所述的箱撬式LNG移动能源电站装置，其特征在于，所述罐模块(91)、气化模块(92)、循环模块(93)和发电模块(94)中相邻的两个模块之间设有隔板(95)。

10.根据权利要求7所述的箱撬式LNG移动能源电站装置，其特征在于，所述罐模块(91)、气化模块(92)、循环模块(93)和发电模块(94)中至少一个模块为单独的箱体且各箱体之间通过连接装置(96)连接，所述连接装置(96)包括相互配套的螺栓(961)和螺母(962)，所述罐模块(91)、气化模块(92)、循环模块(93)和发电模块(94)上分别设有多个螺栓(961)和螺母(962)，所述罐模块(91)、气化模块(92)、循环模块(93)和发电模块(94)之间通过所述螺栓(961)和螺母(962)相互配合实现可拆卸连接。

Images