LNG应急气化装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种LNG应急气化装置及方法，所述装置包括空气压缩机、电加热器、附反应器、LNG

【技术实现步骤摘要】
LNG应急气化装置及方法


[0001]本专利技术涉及一种LNG应急气化装置及方法。

技术介绍

[0002]在天然气供应过程中，常常会碰到天然气管道的抢维修作业，或在天然气用量高峰期时，气化站供气能力的不足。此时需要一种LNG应急供气装置进行区域性应急供气或补气，可有效避免停气事故，以确保用户安全连续用气。
[0003]LNG应急气化装置一般应用于LNG气化站或城市人口密集处，一旦发生爆炸事故，不仅会造成巨大的经济损失，还可能导致人员伤亡。根据我国现行规范，天然气属于爆炸性气体，分类、分组、分级为：Ⅱ类
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A级
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T1组，相关储运、处理设备防爆等级应达到此级别。目前国内市场上LNG应急气化装置所采用的燃烧器均为传统的火焰燃烧器，此类燃烧器极易发生因点火不当、火焰不稳定熄火、吹扫不彻底等原因造成炉膛中积累大量高浓度可燃气体并处于爆炸极限范围内的情况，则再次点火时引燃这些可燃气体就有可能立即发生爆炸。而且天然气燃烧中的环境问题是由于天然气的热值较高，使得燃烧室温度高达1800℃，助燃空气中的N2发生高温氧化，造成NOx污染。同时此类燃烧器产生明火，与甲类工艺装置、烃类储罐防火间距要求大于30mm，而可移动式LNG应急气化装置功能为在LNG气化站内使用或者连接LNG储罐应对城市燃气调峰或工业、民用燃气设施维修时临时保供等场景，较难达到防火间距要求，限制了此类产品的市场推广。
[0004]现有催化剂评价装置中存在的技术缺陷：
[0005](1)目前国内市场上LNG应急气化装置所采用的燃烧器均为传统的火焰燃烧器，此类燃烧器极易发生因点火不当、火焰不稳定熄火、吹扫不彻底等原因造成炉膛中积累大量高浓度可燃气体并处于爆炸极限范围内的情况，则再次点火时引燃这些可燃气体就有可能立即发生爆炸；
[0006](2)火焰燃烧器的环境问题是由于天然气的热值较高，使得燃烧室温度高达1800℃，助燃空气中的N2发生高温氧化，造成NOx污染；
[0007](3)同时此类燃烧器产生明火，与甲类工艺装置、烃类储罐防火间距要求大于30mm，而可移动式LNG应急气化装置功能为在LNG气化站内使用或者连接LNG储罐应对城市燃气调峰或工业、民用燃气设施维修时临时保供等场景，较难达到防火间距要求。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是解决上述现有技术中存在的问题，开发防爆等级达到ⅡA级LNG应急气化撬装装置，以催化燃烧代替传统的火焰燃烧方式实现对撬装进行整体防爆设计；消除传统装置由于火焰带来的爆炸危险性；燃烧室温度被降至550℃以下,能够有效地抑制热效应NOx生成反应的发生；不同于有焰燃烧方式，无焰燃烧可允许较高的反应压力，从而可降低燃烧器尺寸和换热系统尺寸，提升装置集成度。
[0009]本专利技术提供的LNG应急气化装置包括空气压缩机、电加热器、附反应器、LNG
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空气
换热器、双功能换热式反应器，双功能换热式反应器包括反应器壳体、位于反应器壳体内的催化燃烧反应管，以及位于反应器壳体内并围绕催化燃烧反应管外周的螺旋式LNG气化盘管，反应器壳体设有用于排出反应器壳体内腔中烟气的烟气出口，
[0010]其中，空气管道连接空气压缩机的进口，空气压缩机的出口管道后分为三个支路，第一支路经第一阀门连接于电加热器的入口，第二支路经第二阀门连接于LNG
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空气换热器的空气进口，第三支路经第三阀门连接于双功能换热式反应器的催化燃烧反应管的进口，
[0011]液化天然气管道分为两个支管，第一支管经第四阀门连接于LNG
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空气换热器的天然气进口，LNG
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空气换热器的天然气出口管道与电加热器的出口管道(优选在汇合之后)连接于附反应器的进口，附反应器的出口管道连接于双功能换热式反应器的催化燃烧反应管的进口，
[0012]液化天然气管道的第二支管经第五阀门连接于双功能换热式反应器的螺旋式LNG气化盘管的进口，双功能换热式反应器的螺旋式LNG气化盘管的出口管道分为两条支线，一条支线为天然气输送管道，另一条支线经第六阀门连接双功能换热式反应器的催化燃烧反应管的进口。催化燃烧反应管内填充有催化燃烧催化剂。
[0013]附反应器的进口管道上(例如LNG
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空气换热器的天然气出口管道与电加热器的出口管道的汇合管道上)可设置有第一温度计。
[0014]附反应器的出口管道上可设置有第二温度计。附反应器例如可采用直筒形绝热式反应器，这里也可称之为辅助起活反应器。
[0015]在催化燃烧反应管的入口可设有第三温度计，在催化燃烧反应管出口附近，优选催化燃烧反应管出口中心位置可设有第四温度计。
[0016]在螺旋式LNG气化盘管的出口管道上可设有第五温度计。
[0017]LNG
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空气换热器的LNG出口管道上可设有第六温度计。
[0018]LNG
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空气换热器的空气出口管道上可设置有第七温度计。
[0019]在双功能换热式反应器的烟气出口管道上可设有第八温度计。
[0020]在催化燃烧反应管的上部管壁和下部管壁，例如在反应管8管壁上反应管高度1/3、2/3处，分别可设有第九温度计和第十温度计，用于测量反应管管壁温度，管壁温度需高于催化剂起活温度，通过控制LNG流量、第四温度计温度来控制反应管管壁(第九温度计和第十温度计)的温度。
[0021]空气压缩机的出口管道上(在分支为三个支路之前)可设有第一压力计。
[0022]在双功能换热式反应器的烟气出口管道上可设有第二压力计。
[0023]在螺旋式LNG气化盘管的出口管道上可设有第三压力计。
[0024]LNG
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空气换热器的LNG出口管道上可设有第一流量计。
[0025]空气压缩机的出口管道的第二支路上可设有第二流量计。
[0026]空气压缩机的出口管道的第三支路可设有第三流量计。
[0027]空气压缩机的出口管道的第一支路上可设有第四流量计。
[0028]螺旋式LNG气化盘管的出口管道一条支线天然气输送管道上可设有第五流量计，螺旋式LNG气化盘管的出口管道的另一支线上可设有第六流量计。
[0029]空气管道可设有第七阀门。
[0030]液化天然气管道可设有第八阀门。
[0031]反应器壳体设有的用于排出反应器壳体内腔中烟气的烟气出口管道上可设有第九阀门。
[0032]螺旋式LNG气化盘管的出口管道分出的一条支线，即天然气输送管道上可设有第十阀门，优选其在第五流量计(F05)之后。
[0033]双功能换热式反应器包括反应器壳体，位于壳体内的催化燃烧反应管、环绕催化燃烧反应管的螺旋式LNG气化盘管以及作为反应器壳体内腔的烟气通道(催化燃烧反应管外壁与反应器壳体内壁以及螺旋式LNG气化盘管外部之间的空间)，催化剂燃烧反应管为筒状结构，上部设置有进气口，进气口与反应器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LNG应急气化装置，其包括空气压缩机(C01)、电加热器(E01)、附反应器(R01)、LNG
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空气换热器(E02)、双功能换热式反应器(R02)，双功能换热式反应器(R02)包括反应器壳体(5)、位于反应器壳体内的填充有催化燃烧催化剂的催化燃烧反应管(8)，以及位于反应器壳体内并围绕催化燃烧反应管外周的螺旋式LNG气化盘管(11)，反应器壳体(5)设有用于排出反应器壳体内腔中烟气的烟气出口(3)，其中，空气管道(A
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1)连接空气压缩机(C01)的进口，空气压缩机(C01)的出口管道后分为三个支路，第一支路(A
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2)经第一阀门(V02)连接于电加热器(E01)的入口，第二支路(A
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3)经第二阀门(V04)连接于LNG
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空气换热器(E02)的空气进口，第三支路(A
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4)经第三阀门(V03)连接于双功能换热式反应器(R02)的催化燃烧反应管的进口，液化天然气管道(LNG
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1)分为两个支管，第一支管(LNG
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2)经第四阀门(V06)连接于LNG
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空气换热器(E02)的天然气进口，LNG
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空气换热器(E02)的天然气出口管道(NG
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1)与电加热器(E01)的出口管道(A
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5)连接于附反应器(R01)的进口，附反应器(R01)的出口管道(A
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6)连接于双功能换热式反应器(R02)的催化燃烧反应管的进口，液化天然气管道(LNG
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1)的第二支管(LNG
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3)经第五阀门(V07)连接于双功能换热式反应器(R02)的螺旋式LNG气化盘管(11)的进口，双功能换热式反应器(R02)的螺旋式LNG气化盘管(11)的出口管道分为两条支线，一条支线为天然气输送管道(NG
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3)，另一条支线(NG
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2)经第六阀门(V09)连接双功能换热式反应器(R02)的催化燃烧反应管的进口。2.根据权利要求1所述的LNG应急气化装置，其特征在于，附反应器(R01)的进口管道上(例如LNG
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空气换热器(E02)的天然气出口管道(NG
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1)与电加热器(E01)的出口管道(A
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5)的汇合管道上)设置有第一温度计(T01)；和/或附反应器(R01)的出口管道上设置有第二温度计(T02)；和/或在催化燃烧反应管(8)的入口设有第三温度计(T03)，在催化燃烧反应管出口附近，优选催化燃烧反应管出口中心位置设有第四温度计(T04)；和/或在螺旋式LNG气化盘管(11)的出口管道上设有第五温度计(T05)；和/或LNG
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空气换热器(E02)的LNG出口管道上设有第六温度计(T06)；和/或LNG
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空气换热器(E02)的空气出口管道上设置有第七温度计(T07)；和/或在双功能换热式反应器(R02)的烟气出口管道上设有第八温度计(T08)；和/或在催化燃烧反应管的上部管壁和下部管壁分别设有第九温度计(T09)和第十温度计(T10)；和/或空气压缩机(C01)的出口管道上(优选在分支为三个支路之前)设有第一压力计(P01)；和/或在双功能换热式反应器(R02)的烟气出口管道上设有第二压力计(P02)；和/或在螺旋式LNG气化盘管(11)的出口管道上设有第三压力计(P03)；和/或LNG
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空气换热器(E02)的LNG出口管道上设有第一流量计(F01)；和/或空气压缩机(C01)的出口管道的第二支路(A
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3)上设有第二流量计(F02)；和/或空气压缩机(C01)的出口管道的第三支路(A
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4)上设有第三流量计(F03)；和/或空气压缩机(C01)的出口管道的第一支路(A
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2)上设有第四流量计(F04)；和/或螺旋式LNG气化盘管(11)的出口管道一条支线天然气输送管道(NG
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3)上设有第五流量计(F05)，螺旋式LNG气化盘管(11)的出口管道的另一支线(NG
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2)上设有第六流量计(F06)；
和/或空气管道(A
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1)设有第七阀门(V01)；和/或液化天然气管道(LNG
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1)设有第八阀门(V05)；和/或反应器壳体(5)设有的用于排出反应器壳体内腔中烟气的烟气出口管道(A
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7)上设有第九阀门(V08)；和/或螺旋式LNG气化盘管(11)的出口管道分出的一条支线，即天然气输送管道(NG
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3)上设有第十阀门(V10)，优选其在第五流量计(F05)之后。3.根据权利要求1或2所述的LNG应急气化装置，其特征在于，LNG
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空气换热器(E02)的天然气出口管道(NG
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1)与电加热器(E01)的出口管道(A
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5)在二者汇合之后连接于附反应器(R01)的进口。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的LNG应急气化装置，其特征在于，双功能换热式反应器包括反应器壳体(5)，位于壳体内的催化燃烧反应管(8)、环绕催化燃烧反应管的螺旋式LNG气化盘管(11)以及作为反应器壳体内腔的烟气通道(10)，催化剂燃烧反应管(8)为筒状结构，上部设置有进气口(2)，进气口(2)与反应器壳体内腔不连通，用于接收燃气和空气，底部为筛孔结构，与反应器壳体内腔连通，支撑催化剂的同时，不阻碍烟气进入烟气通道(10)，优选地，筛孔尺寸为1
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10mm，优选3
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5mm。5.根据权利要求4所述的LNG应急气化装置，其特征在于，螺旋式LNG气化盘管(11)设置有LNG进口(1)，LNG进口(1)位于反应器下部(例如，进口(1)中心位置高于催化...

【专利技术属性】
技术研发人员：史立杰，冯璐瑶，于建涛，张金舵，张志聪，高丽，
申请(专利权)人：新地能源工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：