SE465137B

SE465137B - Evaporation of LPG by heat exchange

Info

Publication number: SE465137B
Application number: SE8802215A
Authority: SE
Inventors: T Carlsson; L Andersson
Original assignee: Enersearch Ab
Priority date: 1988-06-14
Filing date: 1988-06-14
Publication date: 1991-07-29
Also published as: SE8802215L; SE8802215D0

Abstract

The invention relates to the use of a plate heat exchanger 10 as an LPG evaporator. LPG in the liquid phase is supplied to the heat exchanger at 13 in counterflow relative to a heating medium, heat exchange taking place with the latter to heat the LPG at least to its evaporation temperature. <IMAGE>

Description

465 137 10 15 20 25 30 35 föreliggande sammanhang som förångare en ny och viktig funktion, i det att anläggnings- och driftkostnaderna därmed nedbringas avsevärt. Värmeväxlaren har stor värmeyta, och avgas med en temperatur under 60°C (55 - 35°C) kan användas som värmemedium. Den hellödda värmeväxlaren är dessutom mycket driftsäker; det föreligger därför inte risk för att gasol läcker in i värmemediet med åtföljande explosionsfara. 465 137 10 15 20 25 30 35 present context as evaporator a new and important function, in that the construction and operating costs thereby being significantly reduced. The heat exchanger has a large heating surface, and exhaust gas at a temperature below 60 ° C (55 - 35 ° C) can be used as a heating medium. The fully soldered the heat exchanger is also very reliable; the there is therefore no risk of LPG leaking into the heating medium with the attendant danger of explosion.

För närmare förklaring av uppfinningen skall ett utförande därav beskrivas nedan med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka FIG. l är ett schema över en anläggning för förångning av gasol med användning av en hellödd plattvärmeväxlare som förångare, och FIG. 2 är en mera detaljerad men dock schematisk bild av förångaren och anslutningarna på gasolsidan.For a more detailed explanation of the invention, a embodiment thereof is described below with reference to attached drawings, on which FIG. l is a diagram of a plant for evaporation of LPG using a fully soldered plate heat exchangers as evaporators, and FIG. 2 is a more detailed but schematic picture of the evaporator and the connections on the LPG side.

På ritningarna är förångaren betecknad med 10 och den skall enligt uppfinningen vara en plattvärmeväxlare i hellött utförande. Värmeytan består därvid av tunna plattor av syrafast stål, som är anordnade i ett paket parallellt med varandra och är profilerade för att ge en mycket god värmeöverföring och för att mellan plattorna avgränsa kanaler, varvid varannan kanal är anordnad för genomströmning av ett värmemedium, som tillföres vid ett inlopp ll och avgår genom ett utlopp 12, och de mellanliggande kanalerna är anordnade för genomströmning av gasolen, som tillföres i vätskefas vid ett tillopp 13 och avgår i ångfas genom ett utlopp 14. På motsatta sidor av paketet är monterade täckplattor, och hela paketet är hoplött med kopparlod både i ytterkanterna och i samtliga beröringspunkter mellan plattorna. Inlopp och utlopp utgöres därvid lämpligen av syrafast stål.In the drawings, the evaporator is denoted by 10 and according to the invention it shall be a plate heat exchanger in fully soldered design. The heating surface then consists of thin acid-resistant steel plates, which are arranged in a package parallel to each other and are profiled to give one very good heat transfer and to between the plates delimit channels, each other channel being arranged for flow of a heating medium, which is supplied at a inlet 11 and exits through an outlet 12, and they the intermediate channels are arranged for flow of the LPG, which is supplied in liquid phase at an inlet 13 and departs in the vapor phase through an outlet 14. On the opposite sides of the package are mounted cover plates, and the whole the package is soldered with copper solder both at the outer edges and in all points of contact between the plates. Inlet and the outlet is suitably made of acid-resistant steel.

Plattvärmeväxlare av detta utförande tillverkas och levereras av ALFA-LAVAL, och en lämplig typ för användning enligt uppfinningen är CB75. Den bör 10 15 20 25 30 35 lämpligen vara dimensionerad för förångning av ca 400 - 2000 kg gasol i timmen.Plate heat exchangers of this design are manufactured and supplied by ALFA-LAVAL, and a suitable type for use according to the invention is CB75. It should 10 15 20 25 30 35 suitably be dimensioned for evaporation of about 400 - 2000 kg of LPG per hour.

Kretsen för värmemediet genom värmeväxlaren är i FIG. 1 visad som en slinga 15A, och det antages att genom denna krets vid ínloppet 11 upptill och utloppet 12 nedtill cirkuleras ett värmemedium, som består av en blandning av vatten och glykol, exempelvis 30 % glykol och resten vatten. Värmemediet tillföres från en ledning 16 med expansionskärl 17, cirkulationspump 18 och reglerventil 19 och avledes genom en ledning 20 med automatisk avluftare 21, som kommunicerar med den yttre atmosfären. Värmemediet kan cirkuleras i sluten krets genom ledningen 16, slingan 15A (plattvärmeväxlaren) och ledningen 20 samt genom en mellan ledningarna anordnad värmeväxlare (inte visad), som uppvärmes av vattnet i ett fjärrvärmesystem eller ingår i en panna, varvid cirkulationssystemet lämpligen är försett med shuntreglering för inställning av lämplig temperatur på värmemediet, som är +50°C på värmeväxlarens 10 ingångssida, anslutningen ll, och +30°C på värmeväxlarens utgångssida, anslutningen 12.The circuit for the heating medium through the heat exchanger is in FIG. 1 shown as a loop 15A, and it is assumed that through this circuit at the inlet 11 at the top and the outlet 12 at the bottom a heating medium is circulated, which consists of one mixture of water and glycol, for example 30% glycol and the rest water. The heating medium is supplied from a line 16 with expansion vessel 17, circulation pump 18 and control valve 19 and diverted through a line 20 with automatic deaerator 21, which communicates with the external the atmosphere. The heating medium can be circulated in a closed circuit through line 16, loop 15A (plate heat exchanger) and the line 20 and through an arrangement arranged between the lines heat exchanger (not shown), heated by the water in a district heating system or included in a boiler, wherein the circulatory system is suitably provided with shunt control for setting the appropriate temperature on the heating medium, which is + 50 ° C on the heat exchanger 10 inlet side, connection ll, and + 30 ° C on heat exchanger output side, connection 12.

På värmeväxlarens gasolsida, där ínloppet 13 är anordnat nedtill, är med detta förbunden en ledning 22 med en magnetventil 23, och denna ledning förbinder värmeväxlarens gasolsida med en tank för lagring av flytande gasol. Såsom framgår av FIG. 2, är före magnetventilen anordnat ett fi1ter23*næd bottenblåsning. Kretsen för gasolen i värmeväxlaren 10 är i FIG. 1 visad som en slinga l5B mellan anslutningarna 13 och l4. Med det upptill belägna utloppet 14 på gasolsidan är förbunden en ledning 24, vilken enligt FIG. 2 innefattar ett från anslutningen 14 vertikalt uppåt gående parti 24A som övergår i ett horisontellt parti 24B. I ledningen 24 är anordnad en givare 25, som är operativt förbunden med magnetventilen 465 137 10 15 20 25 30 35 23 för att stänga denna, om temperaturen på den från värmeväxlaren/förångaren avgående gasolgasen har en 'fß temperatur som ligger under ett förutbestämt, företrädesvis inställbart gränsvärde. En ytterligare _ givare 26 är anordnad i ledningen 24 och skall vara operativt förbunden med shuntregulatorn för värmemediet eller med annan typ av regulator för detta medium. I FIG. 2 visas ett antal fickor 27 i ledningspartiet 24A för anbringning av de båda givarna och en termometer. I ledningen 24 är vidare i det horisontella partiet 24B anordnad en konventionell regulator 28 för den utgående gasolgasen, en vätskeavskiljare 29 och en läckavblåsare 30, som kommunicerar med den yttre atmosfären.On the gas side of the heat exchanger, where the inlet 13 is arranged at the bottom, a conduit 22 is connected thereto with a solenoid valve 23, and this line connects the gas side of the heat exchanger with a tank for storage of liquid LPG. As shown in FIG. 2, is before the solenoid valve arranged a filter 23 * bottom blowing. The circuit for the LPG in the heat exchanger 10 is in FIG. 1 shown as a loop l5B between connections 13 and 14. With it located at the top the outlet 14 on the LPG side is connected to a line 24, which according to FIG. 2 comprises one from the connection 14 vertically ascending portion 24A which merges into one horizontal portion 24B. In the line 24 is arranged one sensor 25, which is operatively connected to the solenoid valve 465 137 10 15 20 25 30 35 23 to close it, if the temperature on it from the heat exchanger / evaporator leaving the LPG gas has one 'fß temperature below a predetermined, preferably adjustable limit value. An additional _ sensor 26 is arranged in the line 24 and shall be operatively connected to the shunt regulator for the heating medium or with another type of controller for this medium. IN FIG. 2, a number of pockets 27 are shown in the conduit portion 24A for mounting the two sensors and a thermometer. IN the conduit 24 is further in the horizontal portion 24B provided a conventional regulator 28 for the output the LPG gas, a liquid separator 29 and a leakage vent 30, which communicates with the external atmosphere.

När den vätskeformiga gasolen från tanken kommer in i värmeväxlarens gasolsida genom inloppet 13 nedtill, passerar den genom värmeväxlaren i motström relativt det på värmeväxlarens andra sida genom inloppet ll upptill tillförda värmemediet under värmeväxling med detta medium, som avgår nedtill genom utloppet 12. Den flytande gasolen bringas genom värmeväxlingen upp till en temperatur något över förångningstemperaturen, som är 38°C, och kommer sålunda att förångas och att i ångform avgå vid det upptill anordnade utloppet 14.When the liquid LPG from the tank enters in the gas side of the heat exchanger through the inlet 13 at the bottom, it passes through the heat exchanger in countercurrent relative to it on the other side of the heat exchanger through the inlet ll at the top supplied with the heating medium during heat exchange with this medium, which departs at the bottom through the outlet 12. The the liquefied gas oil is brought through the heat exchange up to a temperature slightly above the evaporation temperature, which is 38 ° C, and will thus evaporate and that in vapor form depart at the outlet 14 arranged at the top.

Gasolen uppvärmes till en temperatur över förångningstemperaturen för att inte âterkondenseras.The LPG is heated to a temperature above the evaporation temperature so as not to recondense.

Nedanstående exempel åskådliggör den vinst som kan göras med avseende på såväl investerings- som driftkostnad vid tillämpning av uppfinningen i en anläggning med gasoleldade pannor, som tillföres gasol från en anläggning sådan som beskrivits ovan, i jämförelse med det fall att förångaren är av tidigare allmänt använd typ, som omnämndes inledningsvis, och är eluppvärmd. 10 15 20 25 30 35 EXEMPEL Brännareffekt 5 MW Förångareffekt 60 kW DRIFT Drifttid 4000 Elkostnad 35 öre/kWh 84000 Gasolkostnad l6 öre/kWh 38400 INVESTERING Elförångare.....l5000O Elanslutning.... 24000 Plattvärme- växlare..........60000 Pannor VINST MED PLATTVÄRMEVÄXLARE Uppvärmning Investering 100000. 45600 kr/år 14000 I h/år kr kr kr kr kr kr kr 465 137 EXEMPEL II 9,5 MW ll4 kW 4000 159600 72960 185000 30000 80000 130000 86640 5000 h/år kr kr kr kr kr kr kr/år kr/år Det framgår sålunda att reduceringen av driftkostnaden blir väsentlig genom användningen av plattvärmeväxlare som gasolförångare i jämförelse med användningen av kända typer av förångare och att reduceringen av investeringskostnaden inte är obetydlig.The example below illustrates the profit that can be done with respect to both investment and operating cost in applying the invention in a plant with gas-fired boilers, which are supplied with LPG from an installation as described above, i comparison with the case that the evaporator is of earlier commonly used type, which was mentioned initially, and is electrically heated. 10 15 20 25 30 35 EXAMPLE Burner power 5 MW Evaporator power 60 kW OPERATION Operating time 4000 Electricity cost 35 öre / kWh 84000 Gas cost l6 öre / kWh 38400 INVESTMENT Electric evaporator ..... l5000O Electrical connection .... 24000 Flat heating changer .......... 60000 Pannor PROFIT WITH FLAT HEAT EXCHANGER Heating Investment 100000. NOK 45,600 / year 14000 IN hair kr kr kr kr kr kr kr 465 137 EXAMPLE II 9.5 MW ll4 kW 4000 159600 72960 185000 30000 80000 130000 86640 5000 hair kr kr kr kr kr kr NOK / year NOK / year It thus appears that the reduction of the operating cost becomes significant through the use of plate heat exchangers as gas evaporators in comparison with the use of known types of evaporators and that the reduction in investment cost is not insignificant.

Claims

465 137 10 15 20 25 30 35 PATENT REQUIREMENTS

Use of a plate heat exchanger in a fully soldered design as a gas evaporator, wherein gas phase in liquid phase is supplied to the heat exchanger in countercurrent relative to a heating medium during heat exchange with it for heating the gas oil at least to its evaporation temperature.

The use according to claim 1, characterized in that the LPG is heated to slightly above the evaporation temperature.

The use according to claim 1 or 2, characterized in that the heating medium consists of a mixture of water and glycol.

The use according to any one of claims 1 - 3, characterized in that the gas released from the heat exchanger in the gas phase is caused to initially flow through a riser pipe.