一种空温式LNG气化器及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种空温式LNG气化器及其制造方法，气化器包括进液口、出气口、连接在进液口与出气口之间的换热管组，所述换热管组由若干星型管组成，靠近进液口一侧的星型管的翅片数量小于靠近出气口一侧的星型管的翅片数量。本发明专利技术的目的在于提供一种空温式LNG气化器及其制造方法，以解决现有技术中空温式气化器对材料要求高、且结霜严重的问题，实现降低空温式气化器的原料成本、减轻结霜现象、提高换热效率的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种空温式LNG气化器及其制造方法
本专利技术涉及液化天然气领域，具体涉及一种空温式LNG气化器及其制造方法。
技术介绍
城市用气有月、日、时的不均衡性，而气源的生产一般是均衡的。为了解决均匀供气与不均匀用气之间的矛盾，并保证民用及工商用户能得到足够流量和正常压力的燃气供应，必须采取有效的调峰手段使燃气输配系统供需平衡。城市天然气调峰通常有两种方式：一是以气态方式储存的高压天然气(即CNG)，储气设施常采用高压储气罐(井)或大管径高压管道，用气低峰时储气，用气高峰时供气。二是，以液态方式储存的液化天然气(即LNG)，储存设施常为低温液体储罐，用气高峰时气化供气。由于液化天然气(LNG)的突出优势——LNG用作汽车燃料，比液化石油气(LPG)性能更好；用作城市燃气调峰，LNG储存量远远大于CNG储量、安全可靠、调控方便；用作燃料发电比烧煤发电具有利用效率高等优势，“LNG储存调峰方式”在发达国家已广泛用于天然气输配管网中，对城市用气量的波动进行平衡。因此，用LNG储存调峰更具有经济性、科技性。对于大型或特大城市，小时高峰流量非常大，即使有多座调峰站(每座站的小时高峰流量都在2×104m3/h以上)，如果采用常规的LNG气化工艺，出站压力只能达到0.3～0.4MPa，且只能通过中压管网输配气，调峰的范围和调峰量都受到限制，基本上不能满足高于2×104m3/h的小时高峰流量要求。鉴于上述瓶颈，采用“反输气化工艺”，使用高压管网来调峰，使LNG调峰站出站压力在2.5MPa以上，既满足了调峰站小时高峰流量需求，又能有效减小高压管网管径，降低天然气管网的造价成本。采用“反输气化工艺”，提高LNG调峰站出站压力，满足大型或特大城市小时调峰流量需求，特别是城市冬季天然气供给需求，避免“气荒”。图1为LNG调峰反输气化站工艺流程图。LNG采用LNG槽车由公路运输至LNG调峰站，在卸车台用卸车增压器对LNG槽车增压，利用压差将LNG送至LNG储罐。调峰时，通过自增压器将储罐增压，增压后的LNG进入LNG低温泵，加压进入LNG气化器，换热后转化为常温气态天然气，经调压、计量、加臭后进入城市高压管网。BOG为槽车卸车后余气及LNG储罐蒸发气，通过BOG加热器加热后，送入中压管网。EAG为紧急放空气，通过EAG加热器加热后，送至放散管集中放散。LNG调峰反输气化站的主要设备为低温储罐、LNG泵、LNG气化器、调压、计量、加臭装置，其中“LNG泵”及“LNG气化器”为LNG调峰反输气化站核心设备，特别是LNG气化器，由于采用反输气化，工况特殊。现有的LNG气化方式有完全空温气化、强制通风气化、温水加热气化、浸没燃烧加热气化、空温气化串联水浴复热等多种方式。其中空温式高压气化器是一种通过吸收空气中的热量将高压低温液态介质如工业气体、液化天然气等变成高压常温气态介质的一种换热装置。空温式高压气化器具有无能耗、无污染、绿色环保；安装简便、维护方便等特点。而现有的空温式气化器，其换热管需要同时满足换热与承压要求，导致对性能要求极高，且相邻换热管之间热胀冷缩应力严重，并且由于LNG极低的贮存温度，在潮湿地区会导致换热管外结霜极为严重，导致空温式气化器的气化效果受到严重干扰。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种空温式LNG气化器及其制造方法，以解决现有技术中空温式气化器对材料要求高、且结霜严重的问题，实现降低空温式气化器的原料成本、减轻结霜现象、提高换热效率的目的。本专利技术通过下述技术方案实现：一种空温式LNG气化器，包括进液口、出气口、连接在进液口与出气口之间的换热管组，所述换热管组由若干星型管组成，靠近进液口一侧的星型管的翅片数量小于靠近出气口一侧的星型管的翅片数量。针对现有技术中空温式气化器结霜严重的问题，本专利技术首先提出一种空温式LNG气化器，换热管组连接在进液口与出气口之间，液化天然气从进液口进入换热管组，经换热管组气化后从出气口排出气态天然气。换热管组由若干星型管组成，星型管必然包括管体和散热的翅片，本专利技术设置靠近进液口一侧的星型管的翅片数量小于靠近出气口一侧的星型管的翅片数量，从而使得靠近进液口一侧的星型管的翅片间距更大，提供更大的空气对流空间，并且可提高热源的空气也更多。在工作时这一侧翅片数量更少的星型管作为预热管，低温LNG首先进入这一侧的星型管内，其温度极低，与外界热量交换极为强烈，而翅片数量更少的设置能够使得翅片更快的与外界空气进行热对流，从而减轻翅片表面的结霜现象，使得刚进入本气化器的LNG都能够得到预热。预热后依然处于液态的LNG继续向前流动，进入靠近出气口一侧的翅片更多的星型管内部，在这部分星型管内进行气化、气化升温，此时的LNG由于已经经过预热，放热相对较少，翅片结霜现象本就相对轻微，因此设置更多的翅片便于快速进行热交换。本专利技术解决了现有技术中空温式气化器结霜严重影响换热效果的问题，通过沿流程方向上的星型管的翅片数量设置，来自动减轻结霜现象，改善了因结霜导致的换热效率不高的问题，显著提高了换热效率。进一步的，所述进液口与分流管相连，所述出气口与汇管相连，所述分流管与汇管之间由若干排依次连通的星型管组导通，所述星型管组由若干根星型管串接而成。即是分流管与汇管之间由若干排星型管组进行连通，其中每排星型管组都是由若干根星型管串接而成。因此，对于每排星型管组而言，都是靠近进液口一侧的星型管的翅片数量小于靠近出气口一侧的星型管的翅片数量。LNG从进液口进入后，首先进入分流管，由分流管分流至各星型管组内向前流动，最终进入汇管，再从出气口中排出。进一步的，每根星型管外都设置四个呈方形分布的支架，星型管与对应的四个支架均固定连接。支架为各星型管提供安装工位、同时进行准确定位。所述支架的横截面呈方形，方形的每个顶点各与一根星型管相连。因此每个支架都同时与四根星型管进行连接，避免的这四根星型管不属于同一排星型管组，通过本结构能够使得相邻星型管形成桥式连接结构，整体结构稳定，无论是在运输还是工作过程中都极为可靠；同时还能够使得相邻两排星型管组之间形成平行四边形或菱形的补偿结构，从而在工作时消除各部位热胀冷缩产生的应力。进一步的，所述星型管包括换热外管、换热外管内过盈配合内衬管，翅片沿周向环形均布在换热外管外。针对现有技术中换热管需要同时满足换热与承压要求，导致材料及性能要求极高的问题，本专利技术对星型管的结构进行了显著改进，以内衬管、换热外管形成相互过盈配合的双层结构，其中内衬管位于换热外管内部，用于满足强度需求，而换热外管在外部与翅片直接连接，起到导热效果。换热外管与内衬管过盈配合，是为了彻底消除相互之间的间隙，避免间隙内部空气导致星型管的整体热传导效率变低。一种空温式LNG气化器的制造方法，包括以下步骤：(a)将翅片焊接在换热外管外，形成星形翅片管；(b)把内衬管穿入星形翅片管中，保证内衬管两端均露出星形翅片管外，往内衬管内表面通入冷拔油进行润滑；(c)启动胀管机，拉杆带动胀子穿过内衬管，其中胀子外径大于内衬管内径，完成内衬管与换热外管的过盈配合，形成星型管；(d)气化器壳体内预先布置好支架，将成型的星型管按照设计置入气化器壳体内，并将星型管和对应的支架进行咬合连接或点焊连接，形成若干排相对固定的星型管组；(e)在每排星型管组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空温式LNG气化器，包括进液口(1)、出气口(2)、连接在进液口(1)与出气口(2)之间的换热管组，其特征在于，所述换热管组由若干星型管(3)组成，靠近进液口(1)一侧的星型管(3)的翅片数量小于靠近出气口(2)一侧的星型管(3)的翅片数量。

【技术特征摘要】
1.一种空温式LNG气化器，包括进液口(1)、出气口(2)、连接在进液口(1)与出气口(2)之间的换热管组，其特征在于，所述换热管组由若干星型管(3)组成，靠近进液口(1)一侧的星型管(3)的翅片数量小于靠近出气口(2)一侧的星型管(3)的翅片数量。2.根据权利要求1所述的一种空温式LNG气化器，其特征在于，所述进液口(1)与分流管(4)相连，所述出气口(2)与汇管(5)相连，所述分流管(4)与汇管(5)之间由若干排依次连通的星型管组导通，所述星型管组由若干根星型管(3)串接而成。3.根据权利要求1所述的一种空温式LNG气化器，其特征在于，每根星型管(3)外都设置四个呈方形分布的支架(6)，星型管(3)与对应的四个支架(6)均固定连接。4.根据权利要求3所述的一种空温式LNG气化器，其特征在于，所述支架(6)的横截面呈方形，方形的每个顶点各与一根星型管(3)相连。5.根据权利要求1所述的一种空温式LNG气化器，其特征在于，所述星型管(3)包括换热外管(301)、换热外管(301)内过盈配合内衬管(302)，翅片(303)沿周向环形均布在换热外管(301)外。6.基于权利要求1至5中任一所述的一种空温式LNG气化器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)将翅片(303)焊接在换热外管(301)外，形成星形翅片管；(b)把内衬管(302)穿入星形翅片管中，保证内衬管(302)两端均露出星形翅片管外，往内...

【专利技术属性】
技术研发人员：王健，林为民，庞瑞涛，姜英，
申请(专利权)人：四川华气清源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51