高效浸沒燃燒式氣化器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于液化天然氣氣化技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高效浸沒燃燒式氣化器，特別是涉及一種使低溫液體氣化的浸沒燃燒式氣化器，該浸沒燃燒式氣化器常應(yīng)用于大型液化天然氣接收站中作為液化天然氣氣化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國工業(yè)化程度和節(jié)能減排工作的不斷發(fā)展，能源尤其是清潔能源的需求和使用問題越來越突出。天然氣作為能源使用，具備高效和清潔的雙重優(yōu)點，近年來在國內(nèi)外得到大幅應(yīng)用。我國國家能源局提出:到2020年將天然氣在一次能源中的比例提高到12%。預(yù)計到2020年，我國天然氣進口將達到每年1500億立方米。為了便于儲存和運輸，天然氣需被液化成低溫的液化天然氣(簡稱LNG)，在供給用戶使用時，需要再將LNG氣化使用。氣化器是國際上常用的LNG氣化設(shè)備，但國產(chǎn)氣化器氣化能力尚不足，因此研制具有較大氣化能力的氣化設(shè)備勢在必行。
[0003]浸沒燃燒式氣化器(SCV)的作用是把LNG接收站的低溫LNG加熱氣化并過熱至0°C以上天然氣(NG)，然后送入管道外輸至用戶。SCV的氣化量可以在10%?100%的范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)，能對負(fù)荷的突然變化做出反應(yīng)，特別適合于負(fù)荷變化幅度比較大的情況。SCV氣化器的啟動速度快，適合于緊急情況或調(diào)峰時的快速啟動要求。在大型的LNG接收站，通常配備相應(yīng)的SCV氣化器，以備用氣負(fù)荷急增的情況下，迅速啟動，提高系統(tǒng)的應(yīng)變能力?，F(xiàn)有技術(shù)中有的LNG接收站使用的浸沒燃燒式氣化器的結(jié)構(gòu)如圖1所示，其包括鼓風(fēng)機1、空氣風(fēng)道2、燃燒器3、燃燒室4、煙氣分布器5、水槽6、換熱管束7、堿液罐9、氣液分離器11以及煙囪10等?？諝夂涂扇細怏w在燃燒器3充分混合后燃燒產(chǎn)生高溫?zé)煔?，高溫?zé)煔饨?jīng)煙氣分布器5直接排入水槽6中，高溫?zé)煔馀c水槽6中的水浴液直接接觸換熱，加熱后的水浴液將進入到換熱管束7的LNG加熱氣化成天然氣(NG)，NG過熱到要求的外輸溫度后從換熱管束7的出口排出，最終高溫?zé)煔馀c水浴液換熱后經(jīng)煙囪10排放到外界。現(xiàn)有技術(shù)的浸沒燃燒式氣化器的占地面積主要由換熱管束影響，占地面積較大，制約其大型化的發(fā)展應(yīng)用；空氣與可燃氣體燃燒的火焰溫度高，燃燒器和燃燒室的在高溫火焰的環(huán)境下選材要求高，成本高；熱效率主要受煙氣排放溫度的影響，降低排煙溫度是提高熱效率的主要途徑之一。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是針對現(xiàn)有的浸沒燃燒式氣化器占地面積大、選材要求高和成本高的缺點，設(shè)計了一種結(jié)構(gòu)更緊湊、占地面積小、選材要求低、換熱效率高的高效浸沒燃燒式氣化器。
[0005]本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]—種高效浸沒燃燒式氣化器，包括鼓風(fēng)機1、空氣風(fēng)道2、燃燒器3、燃燒室4、煙氣分布器5、水槽6、換熱管束7、堰流箱8、堿液罐9、煙囪10以及氣液分離器11、煙窗調(diào)節(jié)閥13 ;所述的鼓風(fēng)機1經(jīng)空氣風(fēng)道2與燃燒器3的空氣進口相連，所述的燃燒器3的出口和位于所述的水槽6 —側(cè)的燃燒室4相連，在燃燒器3內(nèi)空氣與自燃燒器3的燃氣進口進入的可燃氣體充分混合，經(jīng)點火后進入燃燒室4燃燒產(chǎn)生高溫?zé)煔?；所述的燃燒?的出口和煙氣分布器5的進口連接；所述的煙氣分布器5包括集合管51和鼓泡管52，所述的鼓泡管52的一端與集合管51連通，鼓泡管52位于換熱管束7的下方，每根鼓泡管52頂部設(shè)置至少一排噴射孔53，高溫?zé)煔庥晒呐莨?2上的噴射孔53噴入水槽中；所述的堰流箱8通過固定在水槽6底部的支架支撐，所述的換熱管束7由設(shè)置在堰流箱8的頂部的懸掛支撐結(jié)構(gòu)懸掛支撐，并浸沒在水槽6內(nèi)的水浴液中；所述的換熱管束7的進口與液化天然氣輸送管線連接，出口與天然氣輸送管線連接；所述的煙囪10與水槽6頂部連接；在所述的煙囪10內(nèi)部安裝有氣液分離器11，充分冷卻后的煙氣從水浴液中逸出，進入煙囪10后經(jīng)氣液分離器11氣-水分離后排入外界；所述的煙囪10設(shè)置有煙囪調(diào)節(jié)閥13用于調(diào)整出煙囪的煙氣流量，煙囪調(diào)節(jié)閥13位于氣液分離器11的上方；所述的煙囪10下部設(shè)置有旁路，旁路經(jīng)兩個支路即第一支路、第二支路分別與燃燒器3、煙氣分布器5連接，分別將低溫?zé)煔庖氲饺紵?、煙氣分布器5中，低溫?zé)煔饨?jīng)燃燒器3進入燃燒室4和燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔饣旌线M入煙氣分布器5，與經(jīng)第二支路進入煙氣分布器5的低溫?zé)煔饣旌希俅瓮ㄟ^鼓泡管52進入水浴液。
[0007]所述的空氣風(fēng)道2由主空氣風(fēng)道和輔空氣風(fēng)道組成。
[0008]所述的燃燒室4外圍設(shè)有水夾套43，水夾套43的下部設(shè)有進水口 42，水夾套43內(nèi)部設(shè)置有螺旋導(dǎo)流帶或螺旋導(dǎo)流板41，水夾套43的上部設(shè)有出水口，冷卻水為來自水槽6中的水浴液，冷卻水由下部進水口 42進入，經(jīng)螺旋導(dǎo)流帶或螺旋導(dǎo)流板41流動到燃燒室4頂部，對燃燒器4的外壁進行降溫，吸熱后的冷卻水折返回到水槽中6。
[0009]所述的集合管51為圓形或橢圓形或長橢圓形或扁圓形狀管；所述的鼓泡管52為圓形或橢圓形或長橢圓形或扁圓形狀管；所述的鼓泡管52均勻排布在換熱管束7的下方，鼓泡管52的一端與集合管51的底部連通，鼓泡管52的數(shù)量以及鼓泡管52上噴射孔53的數(shù)量、排數(shù)需要根據(jù)煙氣流量、壓力、溫度參數(shù)通過計算確定；每根鼓泡管52頂部設(shè)置單排或至少2排錯列布置的噴射孔53，高溫?zé)煔庥晒呐莨?2上的噴射孔53噴入水槽6中。
[0010]所述的水槽6內(nèi)盛有水浴液，設(shè)置有溢流口和排液口，頂部覆蓋可拆卸的蓋板。
[0011]所述的換熱管束7呈正方形或三角形或U形管排列，換熱管束7的換熱管為帶有強化傳熱結(jié)構(gòu)的波紋管或內(nèi)波外螺紋管或螺紋管或翅片管或槽道管。
[0012]所述的懸掛支撐結(jié)構(gòu)為支撐橫梁，所述的換熱管束7通過支撐橫梁固定在堰流箱8內(nèi)，浸沒在水槽6內(nèi)的水浴液中。
[0013]所述的堰流箱8上面和下面是敞口的，堰流箱8內(nèi)形成上下貫通的通道。
[0014]所述的堿液罐9設(shè)置在水槽6側(cè)上方。水槽6內(nèi)的水浴液溶解了煙氣中酸性氣體后pH值降低，當(dāng)監(jiān)測到水槽6內(nèi)水浴液的pH值降到一定范圍時，通過自動控制裝置向水槽6內(nèi)添加堿液，避免了水槽6內(nèi)水浴液呈現(xiàn)酸性后對換熱管束7和煙氣分布器5的腐蝕，延長了設(shè)備的使用壽命。
[0015]所述的氣液分離器11為波形板或絲網(wǎng)膜或波形板加絲網(wǎng)膜組合結(jié)構(gòu)型氣液分離器。
[0016]所述的旁路位于氣液分離器11側(cè)下方。在所述的旁路上設(shè)置有旁路閥門12用以控制旁路中煙氣的總分流流量，旁路閥門12設(shè)置在靠近煙囪的一側(cè)；在第一支路上設(shè)置有第一閥門14，在第二支路上設(shè)有第二閥門15。設(shè)置煙囪調(diào)節(jié)閥13便于旁路閥門12控制旁路中煙氣的流量，通過第一閥門14、第二閥門15調(diào)節(jié)兩個支路中煙氣分流量。
[0017]本實用新型的有益效果
[0018]本實用新型的換熱管束帶有強化傳熱結(jié)構(gòu)，煙囪上設(shè)置旁路將低溫?zé)煔庖肴紵骱蜔煔夥植计?，燃燒室上設(shè)置水夾套結(jié)構(gòu)。本實用新型換熱效果好，熱效率高，使氣化裝置結(jié)構(gòu)更緊湊、占地面積小，節(jié)約能源和成本，特別適用于處理中大氣化量的LNG接收站。具體如下:
[0019]1、燃燒室外圍設(shè)置水夾套，循環(huán)后的冷卻水又折返到水槽中，既降低了燃燒時產(chǎn)生的高溫?zé)煔獾臏囟?，又避免了熱量的損失；通過支路將低溫?zé)煔庖肴紵鳎蜏責(zé)煔膺M入燃燒室和燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔饣旌?，既避免了熱量的損失，同時可以降低燃燒時產(chǎn)生的高溫?zé)煔獾臏囟?；通過以上兩點，降低了燃燒室選材的要求，達到節(jié)約能源和成本的目的。
[0020]2、鼓泡管的數(shù)量以及鼓泡管上噴射孔的數(shù)量、排數(shù)需要根據(jù)煙氣流量、壓力、溫度參數(shù)通過計算確定，鼓泡管均勻排布在換熱管束的下方，高溫?zé)煔庥晒呐莨苌系膰娚淇讎娙胨壑?，確保高溫?zé)煔饩鶆虻倪M入水浴液，使水浴液溫度均勻，從而使換熱管束受熱均勻。
[0021]3、高溫?zé)煔馔ㄟ^鼓泡管進入堰流箱內(nèi)部水浴液，大量氣泡攪動水浴液，提高換熱系數(shù)20%以上，形成的氣-水混合物上升；氣-水混合物中的煙氣到達堰流箱頂部后上升進入煙囪，經(jīng)氣液分離器后由煙囪排入大氣；氣-水混合物中的水到達堰流箱頂部后溢出堰流箱，從而在換熱管束外形成循環(huán)流動，強化了水與管束的換熱。
[0022]4、換熱管束為正方形或三角形或U形管排列，管束的換熱管為帶有強化傳熱結(jié)構(gòu)的波紋管或內(nèi)波外螺紋管或螺紋管或翅片管或槽道管。可以減小換熱管束的整體尺寸，進而可以減小放置管束的堰流箱及水槽的尺寸，不僅減少占地面積，節(jié)約成本，而且更適用于處理更大氣化量的LNG接收站。
[0023]5、煙囪上旁路的設(shè)置，將低溫?zé)煔庖氲饺紵髦?，可以降低燃燒時產(chǎn)生的高溫?zé)煔鉁囟龋档腿紵鬟x材的要求，達到節(jié)約成本的目的；將低溫?zé)煔庖氲綗煔夥植计髦校蜏責(zé)煔庠俅瓮ㄟ^鼓泡管進入水浴液，加強水浴液的擾動，強化換熱，并且可以進一步降低煙氣排煙溫度，提高換熱效率20%以上。
【附圖說明】
[0024]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的浸沒燃燒式氣化器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2是本實用新型高效浸沒燃燒式氣化器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖3是圖2的B-B向剖面圖。
[0027]圖4是本實用