一种烟气冲击旋水式LNG加热气化炉的烟气循环系统技术方案

本发明专利技术涉及烟气冲击旋水式LNG加热气化炉的改良装置，一种烟气冲击旋水式LNG加热气化炉的烟气循环系统。设置风机(16)，在立式外筒顶部环形盖板上开设排烟管道(15)，排烟管道(15)与风机(16)进风口连接，风机(16)出风口连接排向大气的排气管(19)，在排气管(19)中设置排气调风门(18)；在风机(16)出风口与排气调风门(18)之间，设置循环烟道(17)接通至燃烧室(7)的环形顶部，在循环烟道(17)中设置循环烟道调风门(20)；所述排烟管道(15)和循环烟道(17)分别通过至少两个以上的接口，周向均布配置分别连接到外壳(8)的顶部环形盖板和燃烧室(7)的环形顶部。采用本发明专利技术利用调节循环烟气流量，确保LNG加热气化炉正常运行，提高运行效率约2%，其经济价值和社会效益是极可观的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及烟气冲击旋水式LNG加热气化炉的改良装置，特别是涉及烟气冲击旋水式LNG加热气化炉的烟气循环系统的一种改良装置。
技术介绍
天然气是清洁能源，具有热值高，燃烧产物污染小，储运方便等特点。在当今节能减排成为全球共识之时，天然气成为能源发展方向之一。在运输方面，天然气往往采用管道输送，如我国的西气东输管线，或将天然气冷凝液化成液化天然气(Liquefied NaturalGas，简称LNG)，使其体积大大缩小(常压下，625M3天然气能冷凝成I M3LNG),然后用船、车等运载工具运输，如我国从国外用大型LNG运输船装运进口 LNG ;在储藏方面，天然气一般采用地下储气、管道储气或大型球罐储气，而LNG更具有优势，只需较小的储液容器就能储 藏大量的天然气。但在使用时，LNG仍须加热气化成工艺所需的压力、温度下的天然气，才能供工程实际使用，因此在LNG供气系统中，必须有加热气化LNG的装置，它是一种不可或缺的重要设备。本专利技术人在2010年提出和取得了专利号ZL201010113494. 6的《烟气冲击旋水式LNG加热气化炉》专利，是一种新颖的LNG加热气化装置，所述气化炉利用燃烧产生的烟气高速冲击浸没在水池中的气流旋水子，溅起并夹带水滴、水雾、水蒸汽，形成湿度较高的烟气流，通过盘管加热气化在盘管中流动的LNG，从而达到工艺要求的天然气供气参数。之所以要实现高温烟气冲击水面形成含湿气流，一是为了降低进入盘管的烟气温度，使直接接触盘管的烟气温度低于LNG的着火温度，保证LNG加热气化炉的安全运行；二是为了将烟气携带的部分热量传递给水池中的水，使水温提高，以加热在浸没在水池中的盘管内流动的天然气。所述一种烟气冲击旋水式LNG加热气化装置的具体结构为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，外筒的下端为锥形的烟气喷嘴；在外筒的外壁与圆筒形外壳的内壁之间形成换热面布置空间，在换热面布置空间的上部开设排烟管道；在燃烧室外筒与内筒之间构成夹套结构的燃烧室，燃烧室的底部与锥形喷口连通，燃烧室的顶部经循环烟道与排烟管道连通；在排烟管道中设置排烟管道调风门，在循环烟道中设置循环烟道调风门；立式密闭圆筒形外壳的下部为积存水的水池，水池的水面部分浸没呈倒置伞状的气流旋水子，气流旋水子的中心为向上突起的尖顶，由尖顶向下并向四周扩展的是以某种曲线形状先向下至圆盘边缘后再略向上弯曲的曲面；在换热面布置空间中布置了围绕燃烧室外筒呈螺旋上升排列的盘管；盘管的一端为LNG进口，另一端为天然气出口。该气化炉利用燃料燃烧产生的烟气高速冲击浸没在水池中的气流旋水子，溅起并夹带水滴、水雾、水蒸汽，形成湿度较高的烟气流，流经盘管加热气化在盘管中流动的LNG，使LNG气化并达到工艺要求的天然气供气参数。之所以要实现高温烟气冲击水面形成含湿气流，一是为了降低进入盘管的烟气温度，使直接接触盘管的烟气温度低于LNG的着火温度，保证LNG加热气化炉的安全运行。二是因为烟气中的水蒸汽冷凝时的凝结传热有利于提高烟气与盘管间的传热效率。三是为了将烟气携带的部分热量传递给水池中的水，以提高水温加热流过浸没在水池中的盘管内的天然气。因此，使烟气有效地溅起并夹带水滴、水雾、水蒸汽是该类加热气化炉的关键技术。烟气有效溅起并夹带水滴、水雾、水蒸汽的主要因素取决于烟气速度，而烟气速度取决于烟气流量及其流通截面，当所需加热气化的LNG额定量确定时，所需燃料量及随之产生的烟气量也已确定，这样，当烟气流通截面积，即喷口面积确定后，采用烟气循环增加烟气量是一行之有效的方法，该方法既能保证所需烟气量，又能保证较高的入炉气体温度，利于炉内运行，因此，烟气循环装置是一个很重要、敏感的工作部件。 现有技术烟气循环装置的结构如前所述，燃烧室的顶部经循环烟道与下部的外壳相通，循环烟道的侧部接出排烟管道，经风机向大气排出，在循环烟道中设置循环烟道调风门，在排烟管道中设置排烟管道调风门。通过实践证明如此结构并不好，如此安装风机及配置管路、调风门，无论风机工作与否，无论风机的抽吸力大或小，无论循环烟道调风门或排烟管道调风门如何开闭，对循环烟道中的烟气作用、影响都不大，整个烟气循环系统难以调节再循环烟气量，对加热气化装置的运行效果大受影响，有时甚至无法运行，亟待改善和解决。
技术实现思路
本专利技术拟提供一种烟气冲击旋水式LNG加热气化炉的烟气循环系统，以达到改善和提高加热气化炉的烟气循环效率，维持加热气化炉正常运行，提高运行效果的目的。本专利技术的目的是由如下结构来实现的—种烟气冲击旋水式LNG加热气化炉的烟气循环系统,在立式圆筒形外壳的顶部中央安装燃烧室内筒，燃烧室由内筒和外筒构成，内筒的顶部安装燃烧器接口，外筒的下端为锥形的烟气喷嘴，外壳的下部设置气流旋水子；其特征在于设置风机，风机的进风口由排烟管道连接至加热气化炉外壳的顶部环形盖板，风机的出风口连接排向大气的排气管，在排气管内设置排气调风门；所述排烟管道通过至少两个以上的接口，周向均布配置连接在外壳的顶部环形盖板；在风机的出风口与排气调风门之间，设置循环烟道接通至燃烧室的环形顶部，在循环烟道中设置循环烟道调风门；所述循环烟道通过至少两个以上的接口，周向均布配置连接在燃烧室的环形顶部;所述烟气喷嘴的锥形锥角为8-20度。采用本技术方案，通过风机及其管道、调风门的设置、配置，通过对风机的转速调整，通过对排气调风门和循环烟道调风门的开和关以及开启度的大小，可以根据烟气冲击旋水式LNG加热气化炉的工作负荷大小、燃烧器火力的大小进行控制、调节，达到最合适的匹配，达到较高的工作效率。比如，关小排气调风门，开大循环烟道调风门，风机应能向燃烧室提供较强的循环烟气，适当调节此两门的开启度，应能随加热气化LNG的量和温度情况，根据工艺需要调节循环烟气流量，达到较合适和经济的工作状态，提高气化炉的工作效率，以节省能源。所述循环烟道通过至少两个以上的接口周向均布配置连接在燃烧室的环形顶部的技术特征，改变了现有技术循环烟气只从一侧进入燃烧室导致的流动不均匀、效果不好的缺陷和问题，周向均布配置能使燃烧室内壁得到均匀冷却，且使锥形喷嘴中烟气混合更均匀。循环烟道分支接口的数量，根据LNG加热气化炉的规格、燃烧室直径和工艺要求确定，目的是保证循环烟气在燃烧室环形夹套内流动的均匀性。同理，所述排烟管道通过至少两个以上的接口周向均布配置连接在外壳的顶部环形盖板上的技术特征，改变了现有技术混合烟气只从一侧抽出，导致环形烟道中出现烟气流动死角、影响上盘管的有效换热、使整个装置换热效率下降的缺陷和问题，周向均布配置能使得整个装置的换热效率从又一举措得到提高。如上所述，排烟管道分支接口的数量也根据LNG加热气化炉的规格、外壳直径和工艺要求确定，目的是保证烟气的引出在外壳内 流动均匀。在燃烧室外套一件称为外筒的同心圆筒，外筒与内筒之间形成环形夹套式的燃烧室；外筒的直段长度根据工艺要求略长于燃烧室长度；外筒直径根据循环烟气流速确定。外筒的一端与烟气喷嘴连接，烟气喷嘴外形为圆锥形状的收缩喷嘴，喷口直径根据所需烟气喷出速度确定，收缩喷嘴的主要作用一是保证喷出烟气速度，二是促进来自燃烧室的高温烟气与来自环形夹套的循环烟气的混合。本技术方案中烟气喷嘴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烟气冲击旋水式LNG加热气化炉的烟气循环系统,在立式圆筒形外壳(8)的顶部中央安装燃烧室内筒(13)，燃烧室(7)由内筒(13)和外筒构成，内筒(13)的顶部安装燃烧器接口(14)，外筒的下端为锥形的烟气喷嘴(11)，外壳(8)的下部设置气流旋水子(10);其特征在于 设置风机(16)，风机(16)的进风口由排烟管道(15)连接至加热气化炉外壳(8)的顶部环形盖板，风机(16)的出风口连接排向大气的排气管(19)，在排气管(19)内设置排气调风门(18)； 所述排烟管道(15)通过至少两个以上的接口，周向均布配置连接在外壳(8)的顶部环形盖板； 在风机(16)的出风口与排气调风门(18)之间，设置循环烟道(17)接通至燃烧室(7)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹伟武，严平，何法江，钱尚源，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：