具有加热塔的汽化器的控制系统和控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种使液化天然气汽化的方法，包括：将液化天然气通过具有在水浴温度下的水浴和燃烧器的浸没燃烧式汽化器，以提供排出温度下的汽化的气体输出；将水由浸没燃烧式汽化器的水浴内抽出并将其供应至具有环境空气温度的常压加热塔；将水由常压加热塔回流至浸没燃烧式汽化器的水浴中；调节浸没燃烧式汽化器的燃烧器的运行率；和调节常压加热塔的运行率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及换热器控制领域。具体地说，本专利技术涉及用于控制汽化器的系统和方法，如与常压加热塔组合的用于LNG汽化的浸没燃烧式汽化器。
技术介绍
换热器在工业中被广泛使用。换热器的一种应用就是液化天然气(LNG)的汽化。 已知向液化天然气添加热量而使其转换成气态的系统。一种LNG蒸发器类型就是所谓的浸 没燃烧式汽化器(SCV)。SCV通常具有在其中浸没了汽化盘管的水浴箱。LNG从SCV外部提 供给汽化盘管，通过盘管运行，在盘管内蒸发，并以气体排出SCV。为实现这一目标，需要不 断地向水浴添加热量。可能的一个添加热量的方式是，SCV包含具有特别设计的燃烧器的部分浸没式风 机驱动燃烧设备，该燃烧器将产生热烟道气，该烟道气通过分配器管道系统和分布器组件 传递到LNG汽化盘管以下的水浴中。该分布器组件通过在外部金属壁的表面对流以及经由 将热烟道气与周围的水直接接触进行热传导而将热量引导到水浴中。因此，传递到水浴中 的热量随后被传递到浸没在水浴中的LNG汽化盘管的外部金属壁表面。一些SCV具有可调节的供热运行范围。也就是说，将有一种100%的设计运行条 件，藉此，风机和/或燃料气体的燃烧率可以视需求持续减少至一较低水平，以匹配热量输 入需求从而产生/维持想要的LNG汽化速率。然而，存在一个下限，SCV输出可以减少至所 述下限而不会达到设备的机械/工艺限制。也就是说，由于极限负荷能力因如风机性能特 征和在不同空气/燃料比下的火焰稳定性等因素而被固定，因此在某个最低水平以下难以 运行SCV。以下详细讨论SCV的该极限负荷能力特征。另一种向水浴添加热量的方法是使用常压加热塔。常压冷却塔是众所周知的，且 人们已经发现，当需要加热液体而不是使其冷却时，只要大气温度高于塔的给料温度，可以 使用常压塔，所述常压塔被配置为大体像冷却塔但以这样的方式运行使它们实际上加热 向塔提供的水，并提供比输入温度更高的输出。SCV的运行和加热塔的运行通常发生在环境温度在白天和夜晚改变，以及季节性 改变的地区。最好能有一个系统和方法，其能以提供LNG的有效率且有效果的汽化的方式 控制SCV和/或加热塔。
技术实现思路
本专利技术的一个实施方式提供了一种使液化天然气汽化的方法，包括将液化天然 气通过具有在水浴温度下的水浴和燃烧器的浸没燃烧式汽化器，以提供排出温度下的汽化 的气体输出；将水由浸没燃烧式汽化器的水浴内抽出并将其供应至具有环境空气温度的常 压加热塔；将水由常压加热塔回流至浸没燃烧式汽化器的水浴中；调节浸没燃烧式汽化器 的燃烧器的运行率；和调节常压加热塔的运行率。本专利技术的另一个实施方式包括将液化天然气通过具有在水浴温度下的水浴和燃烧器的浸没燃烧式汽化器，以提供排出温度下的汽化的气体输出的装置；将水由浸没燃烧式汽化器的水浴内抽出并将其供应至具有环境空气温度的常压加热塔的装置；将水由常压 加热塔回流至浸没燃烧式汽化器的水浴中的装置；调节浸没燃烧式汽化器的燃烧器的运行 率的装置；和调节常压加热塔的运行率的装置。另一个用于使液化天然气汽化的实施方式包括具有在水浴温度下的水浴和燃烧 器的浸没燃烧式汽化器，以提供排出温度下的汽化的气体输出；具有环境空气温度的常压 加热塔；将水由浸没燃烧式汽化器的水浴内抽出并将其供应至常压加热塔并将水由常压加 热塔回流至浸没燃烧式汽化器的水浴中的回路；调节浸没燃烧式汽化器的燃烧器的运行率 和常压加热塔的运行率的控制器。在此已经相当宽泛地概述了本专利技术的某些实施方式以使本专利技术的实施方式的详 细说明得到更好的理解，也可以使本专利技术对现有技术的贡献得到更好的说明。当然，本专利技术 的其它实施方式将在下文进行描述并将形成所附权利要求的主题。关于这一点，在详细解释本专利技术的至少一个实施方式之前，要理解的是，本专利技术的 应用不仅仅限于限于下文描述中提出的或图中表示的结构的细节和各部件的配置。本专利技术 能够使除了其所描述的实施方式之外的实施方式以各种方式实施和执行。此外，还应理解 的是，在此处所使用的措辞、术语以及摘要是出于说明目的而不应用来限制本专利技术。因此，本领域的技术人员应理解，本公开所基于的观点可以容易地被用作设计其 他的结构、方法和系统的基础，这些结构、方法、系统是为了实施本专利技术的一些目的。因此， 重要的是，权利要求被视为包括了这种没有脱离本专利技术的实质和范围的等同结构。附图说明图1是用于与常压加热塔一起使用的SCV的控制布置的示意图。图2是部分流程图，其说明了与SCV —起使用的常压加热塔的控制步骤。图3是部分流程图(续图2)，其说明了与SCV —起使用的常压加热塔的控制步骤。图4是描绘了在环境温度的一定范围内加热塔和SCV的利用百分比的例子的图。图5A和5B形成了一个表，描绘了与没有过热特征的SCV —起使用的加热塔的运 行条件。图6A、6B和6C形成了 一个表，描绘了与具有过热特征的SCV —起使用的加热塔的 运行条件。图7是描绘了加热塔的性能曲线的图。图8是描绘了加热塔的性能曲线的图。具体实施例方式图1是使液化天然气(LNG)汽化的系统的示意图，包括控制配置。浸没燃烧式汽 化器(SCV) 10连接到液化天然气的输入端12，并具有排出天然气的输出管道14。排出的气 体在控制点16被控制，在控制点16处测量气体的速度和温度，并控制排出流量。浸没燃烧 式汽化器10在水浴内包含内部汽化盘管，另外也可能是典型的浸没燃烧式汽化器。因此， 其通常具有产生热烟道气的燃烧室，以及在SCV内部的水浴内的烟道气输出端。水浴还围 绕着汽化盘管。可选地，该SCV可设置有过热设备，所述过热设备在气体离开浸没汽化盘管后进一步直接加热气体。SCV提供的加热率通过SCV加热率控制设备18控制，SCV加热率 控制设备18控制用于SCV燃烧器的热空气和/或SCV燃烧器的燃料喷嘴。SCV具有冷水输出管道20，其通向加热塔输入管道22。加热塔24作为一个常压加 热塔提供，其中，冷水流过塔中并通过与较暖的环境空气相互作用而被加热。加热塔24的 运行可以通过风机转速控制装置26控制，风机转速控制装置26控制风机28以调节通过塔 的空气流量。在加热塔内加热后的冷水在加热塔的盆槽(basin)处被收集，并通过热水排 出导管30排出加热塔，该热水排出导管30连接到供应至SCV水浴中的热水进水导管32。 该加热塔热水至SCV的流量通过开/关阀34控制。将认识到的是，该系统可以以几种模式运行。例如，该系统可以在如下模式下运行仅SCV 10打开，且SCV 10提供了气体汽化所需的全部热量，而塔的风机关闭且水不会 通过塔再循环。在另一种模式中，SCV可以关闭(即其燃烧器关闭)，且水通过加热塔的循环可用 于将所有热量供应至SCV水浴以使LNG汽化。在又一种模式中，SCV和加热塔可以同时运行。此外，SCV和加热塔通常可在连续 的范围内运行。因此，可以充分运行SCV同时部分运行加热塔，或者充分运行加热塔同时部 分运行SCV，或者两种设备都以部分比率运行。由于用于SCV燃烧的燃料(通常为天然气)，以及通常与SCV相关、以使空气强行 流入燃烧器并流出烟道气(分布器管道)出口的风机，SCV会消耗能量和成本。由于用以 使水循环进出塔的一个或多个风机和水泵，加热塔也消耗电力。然而，一般来说，在很多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使液化天然气汽化的方法，包括以下步骤：将液化天然气通过具有在水浴温度下的水浴和燃烧器的浸没燃烧式汽化器，以提供排出温度下的汽化的气体输出；将水从浸没燃烧式汽化器的水浴中抽出并将其供应至具有环境空气温度的常压加热塔；将水从常压加热塔回流至浸没燃烧式汽化器的水浴中；调节浸没燃烧式汽化器的燃烧器的运行率；以及调节常压加热塔的运行率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯M登迪，彼得W法尔科内，格伦S布伦内克，埃尔登F莫克瑞，
申请(专利权)人：SPX冷却技术有限公司，SELAS流体处理公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]