CN210051199U - 一种天然气循环节能再气化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种天然气循环节能再气化装置，包括换热箱、设在换热箱内的换热器、连接在换热箱上的进气管与排气管和刮水装置。换热器包括分别设在换热箱一组平行内壁上的进气管道与排气管道和两端分别与进气管道和排气管道连接的换热管道。刮水装置包括对称固定在换热箱内壁上的滑轨、与滑轨滑动连接的滑块、两端分别固定在相邻滑块上的刮水板、开在刮水板上的刮水孔和用于驱动滑块在滑轨上滑动的驱动装置。驱动装置包括设在换热箱内壁上的防水气缸和一对设在换热箱壁上的气嘴。本实用新型用于天然气的再气化，充分利用了发电厂的现有资源，具有气化效率高和运行成本低的特点。

Description

一种天然气循环节能再气化装置

技术领域

本实用新型涉及天然气再气化的技术领域，尤其是涉及一种天然气循环节能再气化装置。

背景技术

我国的能源结构以煤为主，它决定了煤炭在我国发电能源结构中的主导地位。但从环保角度看，煤电的污染排放问题非常严重，至今尚未获得有效的控制，这已成为制约我国电力实施可持续发展战略的“瓶颈”环节。

天然气发电燃气轮机从20世纪50年代登上发电工业舞台以来，其发电效率和热效率都有很大提高，特别是燃气——蒸汽联合循环机组日渐成熟，燃气轮机的单机功率已超过 334MW，热效率已达35％～41.92％，而联合循环机组的单机功率已达489.3MW，热效率已超过60％。

天然气联合循环发电集天然气洁净与联合循环高效于一身，具有诸多优点，成为当今世界最受青睐的实用发电技术。目前全世界每年增长的发电容量中，有35％-36％为燃气——蒸汽联合循环机组。天然气联合循环发电具有投资少，热效率高、建设周期短和占地面积小等特点。

天然气联合循环发电的天然气供给主要有管道运输和低压液态运输两种，但是由于国内的天然气自给率偏低，因此需要低压液态天然气作为补充。低压液态天然气使用时需要经过再气化和降压等过程，再气化过程中液态天然气需要吸收大量的热量，单纯的空气热量和锅炉加热都无法平衡气化效率和气化成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种天然气循环节能再气化装置，该天然气循环节能再气化装置能够利用发电排气的余热对液态天然气进行气化，有效降低液态天然气的气化成本。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种天然气循环节能再气化装置，包括换热箱、设在换热箱内的换热器和连接在换热箱上的进气管与排气管；

所述换热器包括分别设在换热箱一组平行内壁上的进气管道与排气管道和两端分别与进气管道和排气管道连接的换热管道；

所述进气管道的其中一端伸出换热箱；

所述排气管道的其中一端伸出换热箱；

还包括刮水装置，所述刮水装置包括对称固定在换热箱内壁上的滑轨、与滑轨滑动连接的滑块、两端分别固定在相邻滑块上的刮水板、开在刮水板上的刮水孔和用于驱动滑块在滑轨上滑动的驱动装置；

所述滑轨的轴线平行于换热管道的轴线。

通过采用上述技术方案，气化过程中，液态天然气通过进气管道进入换热管道，在换热管道内完成热量交换后从排气管道输出，外接的高温尾气通过进气管进入换热箱，换热后从排气管排出。本实用新型利用了发电过程中尾气中的废热，能够有效提高热量的利用率，换热过程中驱动装置通过滑块带动刮水板在换热管道上往复运动，将其外壁上的积水刮除，这样能够有效避免积水层阻碍热量交换，造成热交换效率的下降。

本实用新型进一步设置为：所述驱动装置包括设在换热箱内壁上的防水气缸和一对设在换热箱壁上的气嘴；

所述防水气缸的活塞杆铰接在滑块上，所述防水气缸的两个控制端分别连接在与其相对应的气嘴上；

所述驱动装置的数量为两组，每组所述驱动装置驱动一个滑块运动。

通过采用上述技术方案，本实用新型提供了一种驱动装置的具体结构，工作过程中防水气缸推动滑块在滑轨上做直线往复运动，从而带动刮水板运动。防水气缸采用气源推动，工作过程中不会产生火花，更加安全。与电动和液压的驱动方式相比，气缸的结构更加简单，能够适应换热箱内潮湿的工作环境，局部泄漏时也能够使用，并且不会污染换热箱内的工作环境。

本实用新型进一步设置为：所述刮水孔的内壁上设有刮丝。

通过采用上述技术方案，刮丝能够提高刮水孔与换热管道的接触面积，提高刮水的效率。

本实用新型进一步设置为：所述刮丝的材质为高分子塑料。

通过采用上述技术方案，高分子塑料具有一定的硬度，耐磨性也更好，并且在接触过程中不会产生电火花，能够有效提高再气化过程的安全性。

本实用新型进一步设置为：所述换热箱的底面上设有储水箱，所述储水箱与换热箱连通；

所述储水箱的外壁上设有玻璃管液位计，所述储水箱的底面上设有排污阀。

通过采用上述技术方案，刮水板刮除的水集聚在储水箱内，玻璃管液位计能够同步反馈储水箱内的储水量，水量大时，通过排污阀将储水箱内的存水排出。

本实用新型进一步设置为：所述换热箱的外壁上设有重力式单向阀，所述重力式单向阀的另一端上连接有轴流风机。

通过采用上述技术方案，换热箱内的温度偏高或者空气湿度较大时，轴流风机开始工作，将冷空气注入到换热箱内，一方面能够迅速降低换热箱内的温度，另一方面可以使换热箱内空气中的水分迅速在换热管道上冷凝，然后被刮除。

本实用新型进一步设置为：所述换热管道的数量为多根，多根所述换热管道按照MxN的矩阵排列。

通过采用上述技术方案，本实用新型提供了一种换热管道的排列方式，这种排列方式生产起来较为方便，能够充分的利用换热箱内的有限空间。

本实用新型进一步设置为：所述刮水板由多块刮板拼接组成，相邻所述刮板可拆卸连接；

所述刮板的两侧对称开有半圆孔，两块相邻刮板上的两个相邻所述半圆孔组成一个刮水孔。

通过采用上述技术方案，本实用新型提供了一种刮水板的具体结构，刮水板有多块刮板拼接而成，装拆过程中不需要拆卸换热管道，并且当其中的某块刮板损坏或者是刮板上的部分半圆孔磨损严重时，可以对刮板进行单独更换，维修难度更低。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1.本实用新型使用天然气燃烧后废气中的余热对液态天然气进行再气化，再气化过程中，液态天然气通过进气管道进入换热管道，在换热管道内完成热量交换后从排气管道输出，外接的高温尾气通过进气管进入换热箱，换热后从排气管排出，既能够降低液态天然气的气化成本，还能够有效提高热量的利用率。

2.换热过程中本实用新型中的驱动装置通过滑块带动刮水板在换热管道上往复运动，将其外壁上的积水刮除，这样能够有效避免积水层阻碍热量交换，造成热交换效率的下降。

3.本实用新型中换热箱的底面上安装有储水箱，储水箱能够存储换热过程中产生的冷凝水并通过排污阀排出，换热箱内不会出现积水滞留。

4.本实用新型中的刮水板由多块刮板拼接组成，当其中的一块出现损坏或者磨损时，可以单独进行更换，维修起来更加方便，难度也更低。

附图说明

图1是本实用新型的立体示意图。

图2是本实用新型的内部结构示意图。

图3是本实用新型中的刮水板的结构示意图。

图4是本实用新型中刮水板的组装示意图。

图5是本实用新型中刮板的结构示意图。

图6是本实用新型中重力式单向阀的内部结构示意图。

图中，11、换热箱；12、进气管；13、排气管；14、进气管道；15、排气管道； 16、换热管道；21、滑轨；22、滑块；23、刮水板；24、刮水孔；25、刮丝；31、防水气缸；32、气嘴；41、储水箱；42、玻璃管液位计；43、排污阀；51、重力式单向阀；52、轴流风机；61、刮板。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1和图2，为本实用新型公开的一种天然气循环节能再气化装置，该天然气循环节能再气化装置的主体为换热箱11，换热箱11的一对平行侧壁上分别连接有一根进气管 12和一根排气管13，进气管12接入到发电站余热锅炉的循环管路中，负责将热空气导入到换热箱11内，排气管13负责将换完热的空气返回到余热锅炉的循环管路中或者排入发电厂的烟囱。防水气缸31和轴流风机52等均连接到车间内相应的电路或者气路上。

换热箱11内安装有换热器，换热器由进气管道14、排气管道15和换热管道16等组成，进气管道14和排气管道15分别固定在换热箱11的一组平行内壁上，二者的其中一个端口伸出到换热箱11外。换热管道16在换热箱11内按照MxN的矩阵排列，其两端分别与进气管道14和排气管道15连接。天然气顺序流过进气管道14、换热管道16和排气管道 15，流动过程中与换热箱11内的热空气完成热量交换。

参考图2和图3，换热箱11内还安装有一套刮水装置，刮水装置由对称固定在换热箱11内壁上的一对滑轨21、滑动连接在滑轨21上的滑块22和两端分别固定在相邻滑块22上的刮水板23等组成。刮水板23上按照换热管道16的排雷方式开有刮水孔24，刮水孔24 也按照MxN的矩阵排列，每一个刮水孔24对应一根换热管道16。每一个刮水孔24的内壁上都粘接有高分子材质的刮丝25。

滑轨21分为两组，分别固定在换热箱11的一对平行侧面的内壁上。滑块22的动力由驱动装置提供，驱动装置包括固定安装在换热箱11内壁上的防水气缸31和安装在换热箱11壁上的气嘴32组成，气嘴32的数量为两个，其位于换热箱11内的端口分别与防水气缸 31的两个控制端连接。驱动装置的数量为两组，换热箱11顶面内壁和底面内壁上各安装一组。

参考图4和图5，刮水板23由多块刮板61拼接而成，相邻的刮板61用螺栓连接，刮板61的形状为条状，其两个长边上均间隔开有半圆孔62，相邻半圆孔62之间的距离相等，两个相邻的半圆孔62能够拼成一个刮水孔24。

换热箱11的底面上安装有一个储水箱41，储水箱41的外壁上安装有一个玻璃管液位计42，底面上安装有一个排污阀43。换热过程中产生的冷凝水集聚在储水箱41内，通过排污阀43排出。

参考图2和图6，换热箱11的外壁上还安装有一个重力式单向阀51，重力式单向阀51的另一端上法兰连接有轴流风机52，轴流风机52能够工作时，能够将重力式单向阀51 吹开，向换热箱11内输送冷空气。

本实施例的实施原理为：

低温的液态或者液态与气态并存的天然气通过进气管道14进入换热箱11，然后分别进入到每一根换热管道16内进行换热，最后从排气管道15排出，该过程中，发电站余热锅炉的尾气通过进气管12输入换热箱11，低温的天然气和高温的锅炉尾气通过排气管道15完成热量交换。换热后的锅炉尾气从排气管13返回到尾气管路中或者从烟囱排放到大气中。

换热过程中，换热管道16的外壁上会产生冷凝水，造成换热效率下降，此时防水气缸31动作，推动滑块22在滑轨21上做直线往复运动，滑块22运动时带动刮水板23移动。刮水板23移动时刮水孔24内壁上的刮丝25与换热管道16的外壁接触，将其表面上的冷凝水刮下来。

冷凝水被刮下来后向下流动，最终汇集在换热箱11底面上的储水箱41内。玻璃管液位计42的两端均与储水箱41连接，其内的液面高度就是储水箱41内的液面高度，储水箱41内的水过多时，工作人员打开排污阀43，将储水箱41内的水放出。

当换热箱11内的空气湿度过大时，换热效率也会下降，因为此时空气中的水分会存储热量，导致热交换无法顺利完成，此时启动轴流风机52，向换热箱11内注入冷空气，冷热空气混合后，换热箱11内的空气温度迅速下降，空气内的水分也会迅速在换热管道16和换热箱11内壁上冷凝，此时换热箱11内的空气湿度下降，热交换效率上升。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种天然气循环节能再气化装置，其特征在于：包括换热箱(11)、设在换热箱(11)内的换热器和连接在换热箱(11)上的进气管(12)与排气管(13)；

所述换热器包括分别设在换热箱(11)一组平行内壁上的进气管道(14)与排气管道(15)和两端分别与进气管道(14)和排气管道(15)连接的换热管道(16)；

所述进气管道(14)的其中一端伸出换热箱(11)；

所述排气管道(15)的其中一端伸出换热箱(11)；

还包括刮水装置，所述刮水装置包括对称固定在换热箱(11)内壁上的滑轨(21)、与滑轨(21)滑动连接的滑块(22)、两端分别固定在相邻滑块(22)上的刮水板(23)、开在刮水板(23)上的刮水孔(24)和用于驱动滑块(22)在滑轨(21)上滑动的驱动装置；

所述滑轨(21)的轴线平行于换热管道(16)的轴线。

2.根据权利要求1所述的一种天然气循环节能再气化装置，其特征在于：所述驱动装置包括设在换热箱(11)内壁上的防水气缸(31)和一对设在换热箱(11)壁上的气嘴(32)；

所述防水气缸(31)的活塞杆铰接在滑块(22)上，所述防水气缸(31)的两个控制端分别连接在与其相对应的气嘴(32)上；

所述驱动装置的数量为两组，每组所述驱动装置驱动一个滑块(22)运动。

3.根据权利要求1所述的一种天然气循环节能再气化装置，其特征在于：所述刮水孔(24)的内壁上设有刮丝(25)。

4.根据权利要求3所述的一种天然气循环节能再气化装置，其特征在于：所述刮丝(25)的材质为高分子塑料。

5.根据权利要求1所述的一种天然气循环节能再气化装置，其特征在于：所述换热箱(11)的底面上设有储水箱(41)，所述储水箱(41)与换热箱(11)连通；

所述储水箱(41)的外壁上设有玻璃管液位计(42)，所述储水箱(41)的底面上设有排污阀(43)。

6.根据权利要求5所述的一种天然气循环节能再气化装置，其特征在于：所述换热箱(11)的外壁上设有重力式单向阀(51)，所述重力式单向阀(51)的另一端上连接有轴流风机(52)。

7.根据权利要求1所述的一种天然气循环节能再气化装置，其特征在于：所述换热管道(16)的数量为多根，多根所述换热管道(16)按照MxN的矩阵排列。

8.根据权利要求7所述的一种天然气循环节能再气化装置，其特征在于：所述刮水板(23)由多块刮板(61)拼接组成，相邻所述刮板(61)可拆卸连接；

所述刮板(61)的两侧对称开有半圆孔(62)，两块相邻刮板(61)上的两个相邻所述半圆孔(62)组成一个刮水孔(24)。

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