CN211475489U - 双热源浸没燃烧式气化器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种双热源浸没燃烧式气化器，包括SCV设备本体、LNG总管、天然气出口总管、燃料气管线、压缩空气管线、溢流管线以及循环水供水管线，所述循环水管线能够将来自毗邻化工园区的循环水输送至水浴池中；LNG总管上的流量传感器测得的流量通过流量控制器能够反馈控制LNG总管上的流量控制阀，循环水供水管线上的流量传感器通过流量控制器能够超驰控制LNG总管上的流量控制阀，循环水供水管线上的低低流量传感器，响应于循环水低低供应量，通过流量低低控制器能够联锁关闭LNG总管上的紧急切断阀。本实用新型的环境适应性强、设备运行可靠性高、检维修频次低、灵活性强、环境友好性好、运维成本低。

Description

双热源浸没燃烧式气化器

技术领域

本实用新型涉及一种浸没燃烧式气化器。

背景技术

液化天然气是一种应用广泛的优质能源，具有高热值、高效率、污染小的特点。液化天然气(以下称LNG)站通常采用海水开架式气化器(以下称ORV)、中间介质气化器(以下称IFV)和浸没燃烧式气化器(以下称SCV)作为主要气化设施来实现LNG气化为天然气，其中ORV和IFV主要依靠海水来提供热源，适应于海水资源丰富、海水水质较好、海水水温较高的工程项目，需设置海水口、海水泵、海水管线及排水管线等相关工艺系统设施。SCV主要依靠自身气化产生的天然气作为燃料气，通过燃烧提供热量气化LNG，适用于水资源贫乏、水质较差、水温较低、启动时间短的调峰性场合，尤其是内陆LNG气化站项目，通常采用浸没燃烧式气化器作为主要气化设施。

SCV是一种将LNG加热气化的装置，利用天然气燃烧产生高温烟气加热LNG使之其气化为天然气(以下称“燃料气运行工艺”)，其热效率高达99％。来自LNG接收站外输管线的高压天然气减压至0.6MPaG后，输送至SCV的燃烧室，与来自搅拌风机增压后的空气掺混后进入燃烧室燃烧，产生的高温烟气通过下气管分散到烟气分布盘的小孔，以气柱、气泡的形式加热水浴，进而气化换热管中的LNG。燃烧烟气对水浴的扰动增强了LNG换热器壳程水浴侧的换热系数，保证传热过程顺利进行。虽然SCV换热效率高，启动速率快，应用广泛，但仍然存在以下问题：

(1)SCV运行时燃料气消耗量大，通常其气化量的1.5％需作为燃料气消耗掉，燃料气消耗大，能耗高，耗电量高，长期运行的能耗和运行成本较高。

(2)SCV运行时产生的烟气含有NOx，COx等，且夹带大量的白色水雾，同时风机噪音较大，对周边环境会产生一定的影响，环境友好型相对较差。

(3)SCV设备本体设置有温度低低、温度高高、液位高高、液位低低、PH报警、风机轴承温度高高、电机振动高高等控制和联锁仪表，运行控制逻辑复杂，极易产生联锁停车，运维成本高，难度大。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的发明目的是提供一种双热源浸没燃烧式气化器，充分发挥SCV效率高优势的同时，大大降低运行能耗，建立资源节约型生产工艺，同时提高LNG站天然气外输运行的稳定性和灵活性。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种双热源浸没燃烧式气化器，其特征在于，包括：

SCV设备本体，具有水浴池以及浸没在水浴池中的换热器、燃烧器与烟气分布盘，烟气分布盘与燃烧器通过管路连接；

LNG总管，与LNG外输泵相连，用于将LNG输送至所述换热器的入口端，所述LNG总管上设置有紧急切断阀、流量传感器以及流量控制阀；

天然气出口总管，与所述换热器的出口端相连，用于将天然气输送至外输总管；

燃料气管线，一端与天然气外输总管相连，另一端与所述燃烧器相连，用于将来自天然气外输总管的天然气减压后输送至所述燃烧器；

压缩空气管线，与所述燃烧器相连，用于向燃烧器提供助燃空气；

溢流管线，一端与所述水浴池的溢流口相连，另一端连接至收集池；

循环水供水管线，用于将来自毗邻化工园区的循环水输送至水浴池中，所述循环水供水管线上设置有流量传感器以及低低流量传感器；

其中：

LNG总管上的流量传感器，用于测量LNG总管的流量，与之信号连接的流量控制器能够反馈控制LNG总管上的流量控制阀；

循环水供水管线上的流量传感器，用于测量循环水供应量，与之信号连接的流量控制器能够超驰控制LNG总管上的流量控制阀；

循环水供水管线上的低低流量传感器，用于响应循环水低低供应量，与之信号连接的流量低低控制器能够联锁关闭LNG总管上的紧急切断阀。

所述的双热源浸没燃烧式气化器，其中：

所述天然气出口总管上设置有温度传感器；

天然气出口总管上的温度传感器，用于测量天然气的温度，与之信号连接的温度控制器能够超驰控制LNG总管上的流量控制阀。

所述的双热源浸没燃烧式气化器，其中：

所述天然气出口总管上设置有低低温度传感器；

天然气出口总管上的低低温度传感器，用于测量天然气的低低温度，与之信号连接的温度低低控制器能够联锁关闭LNG总管上的紧急切断阀。

所述的双热源浸没燃烧式气化器，其中：

所述循环水供水管线上设置有低低温度传感器；

循环水供水管线上的低低温度传感器，用于响应循环水低低温度，与之信号连接的温度控制器能够联锁关闭LNG总管上的紧急切断阀。

所述的双热源浸没燃烧式气化器，其中：

还包括搅拌风输送管线，其一端连接至搅拌风机，另一端连接至浸泡于水浴池中的空气分布盘，所述空气分布盘位于所述烟气分布盘的上方；所述搅拌风输送管线上设置有低低压力传感器；

搅拌风输送管线上的低低压力传感器，用于检测搅拌风机出口的压力，与之信号连接的压力低低控制器能够联锁关闭LNG总管上的紧急切断阀。

所述的双热源浸没燃烧式气化器，其中：

还包括循环水增压泵，用于将收集池中的循环水输送至毗邻化工园区的循环水用户。

本实用新型的优点在于，能够提供一种灵活、节能、运维稳定的SCV高效运行系统，其环境适应性强、设备运行可靠性高、检维修频次低、灵活性强、环境友好性好、运维成本低。

附图说明

图1是本实用新型提供的双热源浸没燃烧式气化器的结构原理图；

图2是本实用新型提供的双热源浸没燃烧式气化器的控制原理图。

附图标记说明：LNG总管1；SCV设备本体2；水浴池3；天然气出口总管4；换热器5；循环水供水管线6；燃烧器7；烟气分布盘8；溢流管线9；燃料气管线11；搅拌风输送管线12；搅拌风机13；收集池14；循环水增压泵15；空气分布盘16；压缩空气管线17。

具体实施方式

以下将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按真实比例绘制的。

本实用新型提供一种双热源浸没燃烧式气化器，其结构如图1、图2所示，包括：

SCV设备本体2，是用于将低温LNG气化为天然气的设备，具有水浴池3以及浸没在水浴池3中的换热器5、燃烧器7与烟气分布盘8，燃烧器7燃烧天然气后产生的高温烟气通过烟气分布盘8然后以气柱、气泡的形式加热水浴池3，进而向换热器5提供热量；

LNG总管1，与LNG外输泵相连，用于将LNG输送至所述换热器5的入口端，所述LNG总管1上设置有手动切断阀、紧急切断阀XV-1、流量传感器F1、流量控制阀FCV-1以及压力传感器；

天然气出口总管4，与所述换热器5的出口端相连，用于将天然气输送至外输总管，所述天然气出口总管4上设置有手动切断阀、紧急切断阀XV-2、温度传感器T1、低低温度传感器T2、安全阀以及止回阀；

燃料气管线11，一端与天然气外输总管相连，另一端与所述燃烧器7相连，用于将来自天然气外输总管的天然气减压后输送至所述燃烧器7，所述燃料气管线11上设置有手动切断阀、紧急切断阀XV-3、流量传感器、流量控制阀PCV-1以及压力传感器；

压缩空气管线17，与所述燃烧器7相连，用于向燃烧器7提供助燃空气；

溢流管线9，与所述水浴池3的溢流口相连，天然气燃烧产生的水会使水浴池3中的水量增加，多余的水经溢流口依靠重力作用经溢流管线9流至收集池14；收集池14中的循环水经循环水增压泵15增压后输送至毗邻化工园区的循环水用户，所述循环水增压泵15上设置有温度传感器与压力传感器；

搅拌风输送管线12，一端连接至搅拌风机13，另一端连接至浸泡于水浴池3中的空气分布盘16，所述空气分布盘16位于所述烟气分布盘8的上方，通过搅拌风机13向水浴池3中通入空气，可提高传热效率，避免水浴结冰；所述搅拌风输送管线12上设置有温度传感器、低低压力传感器P1以及控制阀；

循环水供水管线6，来自毗邻化工园区的循环水直接输送至水浴池3中，同搅拌风机13提供的空气充分混合，为LNG提供热源，所述循环水供水管线6上设置有低低温度传感器T3、压力传感器以及流量传感器F2、低低流量传感器F3；

上述双热源浸没燃烧式气化器，当循环水供水管线6能够提供足够的热能时，直接使用循环水作为热源，当循环水供水管线6提供的热能不足时，仅使用燃料气作为热源或者同时使用循环水以及燃料气作为热源。

以使用循环水作为热源为例，介绍本实用新型的控制方式如下：

LNG总管1上的流量传感器F1，用于测量LNG总管1的流量，与之信号连接的流量控制器FC1能够反馈控制LNG总管1上的流量控制阀FCV-1；

循环水供水管线6上的流量传感器F2，用于测量循环水供应量，与之信号连接的流量控制器FC2能够超驰控制LNG总管1上的流量控制阀FCV-1；

循环水供水管线6上的低低流量传感器F3，用于响应循环水低低供应量，与之信号连接的流量低低控制器FC3能够联锁关闭LNG总管1上的紧急切断阀XV-1；

天然气出口总管4上的温度传感器T1，用于测量天然气的温度，与之信号连接的温度控制器TC1能够超驰控制LNG总管1上的流量控制阀FCV-1；

天然气出口总管4上的低低温度传感器T2，用于测量天然气的低低温度，与之信号连接的温度低低控制器TC2能够联锁关闭LNG总管1上的紧急切断阀XV-1；

循环水供水管线6上的低低温度传感器T3，用于响应循环水低低温度，与之信号连接的温度控制器TC3能够联锁关闭LNG总管1上的紧急切断阀XV-1；

搅拌风输送管线12上的低低压力传感器P1，用于检测搅拌风机13出口的压力，与之信号连接的压力低低控制器PC1能够联锁关闭LNG总管1上的紧急切断阀XV-1。

本实用新型的使用方式为：

(1)SCV控制系统按照“燃料气运行工艺”和“循环水运行工艺”两种控制模式进行，两种运行模拟可在控制室实现切换，且互相独立，逻辑控制简单；

(2)“循环水运行工艺”运行模式充分利用毗邻化工园区的循环水，充分实现了冷量和热量的交换，实现企业间的资源互补，实现不同产业间的节能减排；同时避免了气化系统对燃料气的过度依赖，检维修频次低，灵活性强，在一定程度上两种运行模式互为备用，提高了设备备用率和利用率，可靠性强。

(3)当循环水供水管线6的流量传感器F2测得的流量低于设定值时，通过流量控制器FC2将流量控制信号超驰至LNG总管1上的流量控制阀FCV-1，实现对来料LNG的流量控制；

(4)当循环水供水管线6的流量传感器F3测得的流量低于设定值时，通过流量控制器FC3触发流量低低信号，联锁关闭LNG总管1上的紧急切断阀XV-1，避免过多LNG进入SCV；

(5)当循环水供水管线6的低低温度传感器T3测得的温度低于设定值时，通过温度控制器TC3触发温度低低信号，联锁关闭LNG总管1上的紧急切断阀XV-1，避免过多LNG进入SCV；

(6)当搅拌风机13出口的低低压力传感器P1测得的压力低于设定值时，通过压力控制器PC1触发压力低低信号，联锁关闭LNG总管1上的紧急切断阀XV-1，避免过多LNG进入SCV。

可知，本实用新型的有益效果是：

(1)上述液化天然气的气化工艺充分利用毗邻化工园区的循环水，充分实现了冷量和热量的交换，实现企业间的资源互补，实现不同产业间的节能减排；

(2)循环水模式设施更为简单，不涉及燃料气燃烧，系统故障率低、维护量小；燃料气模式作为备用模式，减少了燃烧器7的使用，延长了燃烧器7的使用寿命，进一步提高了整台设备供气的可靠性，大大降低运行成本；

(3)在一定程度上SCV两种运行模式互为备用，提高了设备备用率和利用率，可靠性强；

(4)循环水运行模式不存在烟气(COx、NOx等)排放、废水排放，环境友好性好；

(5)设置有完整的安全仪表控制，保证了装置的安全。

以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种双热源浸没燃烧式气化器，其特征在于，包括：

SCV设备本体，具有水浴池以及浸没在水浴池中的换热器、燃烧器与烟气分布盘，烟气分布盘与燃烧器通过管路连接；

LNG总管，与LNG外输泵相连，用于将LNG输送至所述换热器的入口端，所述LNG总管上设置有紧急切断阀、流量传感器以及流量控制阀；

天然气出口总管，与所述换热器的出口端相连，用于将天然气输送至外输总管；

燃料气管线，一端与天然气外输总管相连，另一端与所述燃烧器相连，用于将来自天然气外输总管的天然气减压后输送至所述燃烧器；

压缩空气管线，与所述燃烧器相连，用于向燃烧器提供助燃空气；

溢流管线，一端与所述水浴池的溢流口相连，另一端连接至收集池；

循环水供水管线，用于将来自毗邻化工园区的循环水输送至水浴池中，所述循环水供水管线上设置有流量传感器以及低低流量传感器；

其中：

LNG总管上的流量传感器，用于测量LNG总管的流量，与之信号连接的流量控制器能够反馈控制LNG总管上的流量控制阀；

循环水供水管线上的流量传感器，用于测量循环水供应量，与之信号连接的流量控制器能够超驰控制LNG总管上的流量控制阀；

循环水供水管线上的低低流量传感器，用于响应循环水低低供应量，与之信号连接的流量低低控制器能够联锁关闭LNG总管上的紧急切断阀。

2.根据权利要求1所述的双热源浸没燃烧式气化器，其特征在于：

所述天然气出口总管上设置有温度传感器；

天然气出口总管上的温度传感器，用于测量天然气的温度，与之信号连接的温度控制器能够超驰控制LNG总管上的流量控制阀。

3.根据权利要求1所述的双热源浸没燃烧式气化器，其特征在于：

所述天然气出口总管上设置有低低温度传感器；

天然气出口总管上的低低温度传感器，用于测量天然气的低低温度，与之信号连接的温度低低控制器能够联锁关闭LNG总管上的紧急切断阀。

4.根据权利要求1所述的双热源浸没燃烧式气化器，其特征在于：

所述循环水供水管线上设置有低低温度传感器；

循环水供水管线上的低低温度传感器，用于响应循环水低低温度，与之信号连接的温度控制器能够联锁关闭LNG总管上的紧急切断阀。

5.根据权利要求1所述的双热源浸没燃烧式气化器，其特征在于：

还包括搅拌风输送管线，其一端连接至搅拌风机，另一端连接至浸泡于水浴池中的空气分布盘，所述空气分布盘位于所述烟气分布盘的上方；所述搅拌风输送管线上设置有低低压力传感器；

搅拌风输送管线上的低低压力传感器，用于检测搅拌风机出口的压力，与之信号连接的压力低低控制器能够联锁关闭LNG总管上的紧急切断阀。

6.根据权利要求1所述的双热源浸没燃烧式气化器，其特征在于：

还包括循环水增压泵，用于将收集池中的循环水输送至毗邻化工园区的循环水用户。

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