一种烟气冲击旋水式液化天然气加热气化炉制造技术

本实用新型专利技术涉及一种适用于中小规模区域使用的液化天然气加热气化炉。一种烟气冲击旋水式液化天然气加热气化炉，在圆筒形外壳（１２）顶部安装燃烧室，由内筒（１６）和外筒（３）构成，内筒（１６）顶部安装燃烧器（１），外筒（３）下端为锥形喷口（１１）；在外筒（３）与外壳（１２）之间形成换热面布置空间（４），上部开设排烟管道（１４）；在燃烧室外筒（３）与内筒（１６）之间构成夹套层（２），夹套层底部与锥形喷口（１１）连通，顶部经循环烟道（１７）与排烟管道（１４）连通；外壳（１２）下部为水池（１０），水池水面部分浸没呈倒置伞状的气流旋水子（７），在换热面布置空间（４）中布置了围绕燃烧室外筒（３）呈螺旋上升排列盘管（５）。本技术方案的结构简单紧凑，工作负荷范围广，运行维护方便，热效率高，供气速度快，适用于中小型气化站对液化天然气加热气化。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种液化天然气加热气化炉，特别是涉及适用于中小规模区域使 用的液化天然气加热气化炉。
技术介绍
天然气是在气田中自然开采出来的可燃气体，主要成分是甲烷、乙烷等气体，是一 种清洁能源，具有高效，储运方便等特点，且其资源较丰富，在当今节能减排成为全球共识 之时，天然气作为清洁能源越来越受到青睐，很多国家都将其列为首选燃料，天然气在能源 供应中的比例迅速增加，因此成为世界能源发展的方向之一。按照中国的天然气使用计划， 2010年国内生产能力将达到900亿立方米，到2020年将为2400亿立方米，而在进口天然气 方面，发改委预计到2020年，中国要进口 350亿立方米，相当于2500万吨/年。在运输方 面，天然气往往采用管道运输，如西气东输管线和近期通气的中亚三国至我国的管线，或将 天然气冷凝液化，大大缩小其体积后用船、车等交通工具运输，如从东南亚用大型液化天然 气运输船进口 ；在贮藏方面，天然气一般采用地下储气、管束储气或大型球罐储气，而液化 天然气更有其优势，只需较小的贮液容器就能贮藏大量天然气。液化天然气是将在常温常压下呈气态的天然气冷却至-162°C，使之凝结而成的液 体。天然气液化后可以大大节约储运空间和成本，常压下每立方米液化天然气就能气化成 625立方米的天然气，因此液化天然气常用于贸易运输或战略储备。由于进口液化天然气有 助于天然气消费国实现能源供应多元化、保障能源安全，而出口液化天然气有助于天然气 生产国有效开发天然气资源、增加外汇收入、促进国民经济发展，因而液化天然气贸易正成 为全球能源市场的新热点。近年来全球液化天然气的生产和贸易日趋活跃，液化天然气正 以每年约12%的速度增长，成为全球增长最迅猛的能源行业之一。为保证能源供应多元化 和改善能源消费结构，一些能源消费大国越来越重视液化天然气的引进，日本、韩国、美国、 欧洲都在大规模兴建液化天然气接收站。国际大石油公司也纷纷将其新的利润增长点转向 液化天然气业务，液化天然气将成为石油之后下一个全球争夺的热门能源商品。中国天然气资源相对贫乏，迄今为止天然气在中国一次能源消费中的比重很小。 从中国天然气工业的发展形势来看，由于资源有限，天然气产量远远小于需求，供需缺口将 越来越大，因而必然需要进口，2007年中国进口 291万吨液化天然气，是2006年进口量的3 倍多。2008年1-11月中国液化天然气的进口总量为314万吨，比2007年同期增长18%。 可以预见，在未来10-20年的时间内，液化天然气产业必然在中国得到迅速发展，液化天然 气将成为中国天然气市场的主力军。因此，中国对液化天然气产业的发展越来越重视，中国 正在规划和实施的沿海液化天然气项目遍布广东、福建、浙江、上海、江苏、山东、辽宁等省 市，这些项目将最终构成一个沿海液化天然气接收站与输送网络。然而在使用液化天然气时，仍需将其先加热气化成工艺所需压力温度下的天然 气，才能供工程实际使用，因此液化天然气供气系统中，必须有加热气化装备，其中的主要 设备就是液化天然气加热气化装置。我国目前主要采用以下几种加热气化装置1.水加热型气化装置这类气化装置用铝合金支架固定安装，其基本加热元件是 传热管。由若干根传热管排列成板状，两端与集液或集气联箱相连，焊接成管板，再由若干 块管板组成气化装置，装置顶部装有喷淋器，水或海水喷淋在管板外表面上，依靠重力作用 自上而下流动，液化天然气在管内自下而上流动，在此过程中，液化天然气被加热气化。这 类装置的优点是运行费用较低，操作维护方便，负荷调节范围较大；缺点是初投资较大，气 化能力受气候等因素的影响较大，随气温降低，气化能力下降，且工作时有些部位可能结 冰，使传热效果降低，因此通常装置的进口水温应控制在5°C以上；这类装置常用于基本负 荷型的大型气化场合。2.浸没式燃烧加热型气化装置这类气化装置主要由外壳、燃烧器、盘管三个部 分组成，其工作过程是燃料在燃烧器中与空气混合后着火燃烧，产生的高温烟气通过喷气 管喷入水池与水直接接触，激烈地搅动水，盘管浸没在水池中，盘管内的液化天然气与管外 高度湍动的水换热，吸热气化。这种气化炉的优点是结构紧凑，节省空间，传热效率高，初投 资较小，适用于负荷变化较大的场合，常用于紧急情况或调峰状态；缺点是运行成本较高。3.空气加热型气化装置这类装置常采用带有翅片等扩展表面的换热管组成管 排，液化天然气在管排中流动若干个回程，空气则在管排间流动加热管内的液化天然气。这 类装置的优点是结构简单，运行费用低，管理维护方便；缺点是因空气的热容量小，因此单 位天然气气化量的投资较高，占地面积大，且气化能力较小，还受到环境条件的影响，当气 温较低或湿度较大时，管排间会结冰，从而减少有效传热面积，并堵塞空气流通通道，大大 影响换热，因此一般用于气化量较小的场合。4.中间载热介质型气化装置这类装置主要由圆筒型外壳、加热管束和被加热管 束等部件组成，外壳中充满中间载热介质如丙烷、丁烷、氟里昂等，加热管束和被加热管束 都浸没在中间载热介质中，加热管中引入余热水或海水，以此加热中间载热介质，升温后的 中间载热介质再加热被加热管束中的液化天然气，使之升温气化。这类装置的优点是运行 费用低，结构紧凑，占地小，不会发生结冰问题；缺点是加热管束和被加热管束因防腐蚀而 需采用合金材料，因此造价高且综合热效率较低；一般用于基本负荷型的液化天然气加热 气化系统。为强化传热，现在这类装置也有采用燃料燃烧产生高温烟气进入加热管束加热 中间载热介质，并采取措施加强圆筒体内传热介质的流场以强化传热，取得较好的效果；当 然采用燃烧器后，大大提高了传热效果，增大了液化天然气气化负荷，但运行费用增加了， 初投资也上升了。5.蒸汽加热型气化装置这类气化装置需要蒸汽汽源，装置启动时，液化天然气 在受热管束内流动，蒸汽在管外流动，液化天然气被蒸汽加热气化，达到供气要求。这类装 置的优点是结构紧凑，效率高，可靠性强，运行范围宽，温度控制容易；缺点是要蒸汽汽源， 初投资高，运行费用高；这类装置适用于液化天然气运输船，在处理惰性气体清除与纯化、 紧急供应天然气、液舱惰化等情况下，迅速气化液化天然气或液氮等。 上述液化天然气加热气化装置各有特点，也各自适用于一些场合。目前在一些大 中城市的社区中，尤其需要一种适应中小规模供气量，即每小时供气量为5000至10000立 方米左右的，结构紧凑，投资较低，热效率高，供气速度快，适合于调峰的加热气化装置，纵 观上述现有技术的加热气化炉均不太合适，或者结构过于复杂，投资高，日供气量太大或太 小，不适宜区域生活供气；或者加热气化不稳定，气化率和热效率偏低，不能自动调节，不能满足峰、谷差异大的场合，因此，急需有所改变和改善。
技术实现思路
本技术的目的是要提供一种工作负荷范围广，结构简单紧凑，运行维护方便， 热效率高，供气速度快，适合中小型液化天然气加热气化站使用的液化天然气加热气化炉。本技术的目的是由如下结构来实现的一种烟气冲击旋水式液化天然气加热气化炉，其特征在于在立式密闭圆筒形外壳的顶部安装燃烧室，燃烧室由内筒和外筒构成，内筒的顶 部安装燃烧器，外筒的下端为锥形喷口 ；在外筒的外壁与圆筒形外壳的内壁之间形成换热 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烟气冲击旋水式液化天然气加热气化炉，其特征在于：在立式密闭圆筒形外壳（１２）的顶部安装燃烧室，燃烧室由内筒（１６）和外筒（３）构成，内筒（１６）的顶部安装燃烧器（１），外筒（３）的下端为锥形喷口（１１）；在外筒（３）的外壁与圆筒形外壳（１２）的内壁之间形成换热面布置空间（４），在换热面布置空间（４）的上部开设排烟管道（１４）；在燃烧室外筒（３）与内筒（１６）之间构成夹套层（２），夹套层（２）的底部与锥形喷口（１１）连通，夹套层（２）的顶部经循环烟道（１７）与排烟管道（１４）连通；在排烟管道（１４）中设置排烟管道调风门（１５），在循环烟道（１７）中设置循环烟道调风门（１８）；外壳（１２）的下部为积存水的水池（１０），水池（１０）的水面部分浸没呈倒置伞状的气流旋水子（７），气流旋水子（７）的中心为向上突起的尖顶（７ａ），由尖顶（７ａ）向下并向四周扩展的是以曲线形状先向下至圆盘边缘后再略向上弯曲的曲面（７ｃ）；在换热面布置空间（４）中布置了围绕燃烧室外筒（３）呈螺旋上升排列的盘管（５）；盘管（５）的一端为液化天然气进口（６），另一端为天然气出口（８）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：严平，曹伟武，钱尚源，刘伟军，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]