液化天然氣接收站工藝及設(shè)備

1、液化天然氣接收站工藝及設(shè)備2008-8-6分享到： QQ 空間新浪微博開心網(wǎng)人人網(wǎng)LNG接收站地主要功能是接收、儲(chǔ)存、再氣化液化天然氣,為區(qū)域管網(wǎng)用戶穩(wěn)定供氣 .近幾十年來,隨著項(xiàng)目建設(shè)地推進(jìn) ,先進(jìn)、可靠地 接收站技術(shù)已日趨成熟 , 可以為我們所用 .一、接收站工藝LNG接收站按照對(duì)LNG儲(chǔ)罐蒸發(fā)氣（BOG地處理方式不同，接收站 工藝方法可以分為直接輸出和再冷凝兩種 . 直接輸出法是將蒸發(fā)氣壓 縮到外輸壓力后直接送至輸氣管網(wǎng)；再冷凝法是將蒸發(fā)氣壓縮到較低 地壓力（通常為0.9MPaG與由LNGf低壓輸送泵從LNG儲(chǔ)罐送出地LNG 在再冷凝器中混合因?yàn)長(zhǎng)NG加壓后處于過冷狀態(tài)，可以使蒸發(fā)氣再冷

2、 凝,冷凝后地LNG經(jīng)LNG高壓輸送泵加壓后外輸因此,再冷凝法可以 利用LNG地冷量,并減少了蒸發(fā)氣壓縮功地消耗,節(jié)省了能量對(duì)于大 型LNG接收站大多采用再冷凝工藝.圖6-1所示是典型地接收站再冷 凝工藝流程 4 .接收站地生產(chǎn)系統(tǒng)包括：卸船系統(tǒng)、儲(chǔ)存系統(tǒng)、蒸發(fā)氣處理系 統(tǒng)、輸送系統(tǒng)、外輸及計(jì)量系統(tǒng)等 .（ 一 > 卸船系統(tǒng) 接收站地卸船系統(tǒng)包括專用碼頭、卸料臂、蒸發(fā)氣返回臂和管路等.CNG專用碼頭地特點(diǎn)是接收品種單一、數(shù)量多、船型大 .碼頭上除 設(shè)有大型運(yùn)輸船靠泊、停泊設(shè)施外丄NG碼頭地專用設(shè)備是卸料臂.卸 船操作在操作員地監(jiān)控下進(jìn)行 , 重點(diǎn)是控制系統(tǒng)壓力 . 卸料臂通過液壓 系統(tǒng)操

3、作LNG運(yùn)輸船到達(dá)卸船碼頭后，通過運(yùn)輸船上地輸送泵，經(jīng)過多 臺(tái)卸料臂分別通過支管匯集到總管,并通過總管輸送到LNG儲(chǔ)罐中丄N G進(jìn)入儲(chǔ)罐后置換出地蒸發(fā)氣，通過一根返回氣管道，經(jīng)氣相返回臂，送 到運(yùn)輸船地LNG儲(chǔ)艙中,以保持系統(tǒng)地壓力平衡在卸船操作初期 , 采用較小地卸船流量來冷卻卸料臂及輔助設(shè)施 , 以避免產(chǎn)生較多地蒸發(fā)氣 , 導(dǎo)致蒸發(fā)氣處理系統(tǒng)超負(fù)荷而排放到火炬 . 當(dāng)冷卻完成后 , 再逐漸增加流量到設(shè)計(jì)值 .卸船作業(yè)完成后，使用氮?dú)鈱埩粼谛读媳壑械?LNG吹掃干凈，并 準(zhǔn)備進(jìn)行循環(huán)操作.,從各卸料支管中排除地LNG進(jìn)入碼頭上設(shè)置地收 集罐,并通過收集罐加熱器將排除地LNG氣化后經(jīng)氣體返回

4、管線送到 蒸發(fā)氣總管 .在無卸船期間 , 通過一根從低壓輸出總管來地循環(huán)管線以小流量 L NG經(jīng)卸料總管循環(huán)返回再冷凝器,以保持LNG卸料總管處于冷備用狀 態(tài).( 二 > 儲(chǔ)存系統(tǒng)1. 儲(chǔ)罐 儲(chǔ)存系統(tǒng)是接收站重要地生產(chǎn)系統(tǒng) , 而儲(chǔ)罐是該系統(tǒng)地主要設(shè)備 .進(jìn)出儲(chǔ)罐地所有管線接口都在罐頂.為了使不同密度地LNG以不同方 式進(jìn)入儲(chǔ)罐,流程上安排卸船時(shí)LNG可以從儲(chǔ)罐地上部管口直接進(jìn)入 儲(chǔ)罐,也可通過內(nèi)部插入管由底部進(jìn)入儲(chǔ)罐 .通常在操作中,較重地 LNG 從上部進(jìn)入,較輕地LNG從下部進(jìn)入.同時(shí),也可通過LNG氐壓輸送泵 將罐內(nèi)LNG循環(huán)到上部或底部，從而有效防止分層、翻滾現(xiàn)象地產(chǎn)生.(1&

5、gt; 儲(chǔ)罐地液位控制為了確保儲(chǔ)罐地安全操作 , 儲(chǔ)罐地液位、溫度、密度監(jiān)測(cè)十分重要 . 每個(gè)儲(chǔ)罐都應(yīng)設(shè)置足夠地液位、溫度、密度連續(xù)測(cè)量設(shè)施 , 以有效監(jiān) 控儲(chǔ)罐地液位 . 連續(xù)測(cè)量設(shè)施由數(shù)字邏輯單元和電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元組成 , 可 以在LNG儲(chǔ)罐內(nèi)垂直移動(dòng)、連續(xù)測(cè)量.當(dāng)溫差超過0.2 C或密度差超過 0.5kg/m3時(shí)，應(yīng)用LNG氐壓輸送泵對(duì)罐內(nèi)LNG進(jìn)行循環(huán)操作，以肪止出 現(xiàn)分層翻滾現(xiàn)象 .儲(chǔ)罐設(shè)有高氐液位自動(dòng)保護(hù)裝置 , 在液位不正常時(shí) , 報(bào)警并聯(lián)鎖停 止進(jìn)料或停止罐內(nèi)氐壓泵運(yùn)行 .(2> 儲(chǔ)罐地壓力控制LNG儲(chǔ)罐是常壓儲(chǔ)存，全容罐地設(shè)計(jì)壓力一般為29kPa,因而外界大 氣壓地變化對(duì)儲(chǔ)

6、罐地操作影響很大 , 罐地壓力控制采用絕對(duì)壓力為基 準(zhǔn).在正常操作條件下,儲(chǔ)罐地絕對(duì)壓力是通過BOGE縮機(jī)壓縮回收儲(chǔ) 罐地蒸發(fā)氣體來控制地 . 在兩次操作間隔時(shí)間段 , 儲(chǔ)罐地操作壓力應(yīng)維 持在低壓狀態(tài)通常為0.1073MPa(絕壓 >,以防壓力控制系統(tǒng)發(fā)生故障 時(shí), 儲(chǔ)罐操作有一個(gè)緩沖空間 . 在卸船操作期間 , 儲(chǔ)罐地壓力將升高 , 儲(chǔ) 罐處于較高壓力操作狀態(tài) .儲(chǔ)罐地壓力保護(hù)采用分級(jí)制：第一級(jí)超壓保護(hù)將排火炬 , 當(dāng)儲(chǔ)罐壓 力達(dá)到一定值(如儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)壓力為0.029MPa,則儲(chǔ)罐壓力達(dá)到0.026MP a>時(shí),控制閥打開，超壓部分氣體排入火炬系統(tǒng).第二級(jí)超壓保護(hù)排大 氣, 當(dāng)儲(chǔ)

7、罐壓力達(dá)到設(shè)計(jì)壓力時(shí) , 儲(chǔ)罐上壓力安全閥打開 , 超壓部分氣 體直接排入大氣 . 第一級(jí)負(fù)壓保護(hù)靠補(bǔ)壓氣體 , 當(dāng)儲(chǔ)罐在操作中壓力降 氐到設(shè)計(jì)負(fù)壓時(shí) , 將通過高壓外輸天然氣總管上來地經(jīng)兩級(jí)減壓后地 氣體來維持儲(chǔ)罐內(nèi)壓力穩(wěn)定 . 第一級(jí)負(fù)壓保護(hù)通過安裝在儲(chǔ)罐上地真 空閥來實(shí)現(xiàn) .(3> 儲(chǔ)罐地溫度監(jiān)測(cè)LNG儲(chǔ)罐地內(nèi)罐底部和罐體上設(shè)有若干測(cè)溫點(diǎn),可監(jiān)測(cè)預(yù)冷操作和 正常操作時(shí)罐內(nèi)地溫度在罐外也設(shè)有多個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，可監(jiān)測(cè)LNG地泄漏. 為防止儲(chǔ)罐基礎(chǔ)結(jié)冰而危及混凝土基礎(chǔ) , 在儲(chǔ)罐基礎(chǔ)上設(shè)有兩套電加 熱系統(tǒng) , 并在基礎(chǔ)地不同位置設(shè)有溫度檢測(cè)設(shè)施以控制電加熱系統(tǒng) .2. 罐內(nèi)泵罐內(nèi)泵地用途是將L

8、NG儲(chǔ)罐內(nèi)地液體抽出并送到下游裝置.在每臺(tái) 泵地出口管線上裝有流量控制閥 , 用以調(diào)節(jié)各運(yùn)行泵地出口在相同流 量下工作和緊急情況時(shí)切斷輸出 . 為保護(hù)泵 , 在每臺(tái)泵地出口管線上同 時(shí)裝有最小流量控制閥，該最小流量管線也可用于罐內(nèi)LNG地混合以 防止出現(xiàn)分層 .當(dāng)接收站處于“零輸出”狀態(tài)時(shí) , 站內(nèi)所有地低、高壓輸送泵停止 運(yùn)行,僅開啟一臺(tái)罐內(nèi)泵以確保少量地 LNG在卸料總管中及LNG輸送 管線中進(jìn)行循環(huán) , 保持系統(tǒng)處于冷狀態(tài) .( 三 > 蒸發(fā)氣處理系統(tǒng)1. 蒸發(fā)氣增壓 因?yàn)橥饨缒芰康剌斎?, 如泵運(yùn)轉(zhuǎn)、周圍環(huán)境熱量地泄入、大氣壓變 化、環(huán)境影響等都會(huì)使處于極低溫地液化天然氣受熱蒸發(fā)

9、 , 產(chǎn)生蒸發(fā) 氣(BOG>當(dāng)卸船作業(yè)LNG送入儲(chǔ)罐時(shí)造成罐內(nèi)LNG體積地變化也會(huì)加 快蒸發(fā)丄NG接收站在卸船操作時(shí)產(chǎn)生地蒸發(fā)氣地量是無卸船操作時(shí)地 數(shù)倍.儲(chǔ)罐內(nèi)地蒸發(fā)氣壓力很低 ,需要增壓才能進(jìn)入系統(tǒng) .采用蒸發(fā)氣壓 縮機(jī)將儲(chǔ)罐內(nèi)地蒸發(fā)氣抽出增壓后送入處理系統(tǒng) . 蒸發(fā)氣壓縮機(jī)地控 制可以是自動(dòng)地，也可以是手動(dòng)地.在自動(dòng)操作模式下丄NG儲(chǔ)罐壓力通 過一個(gè)總地絕壓控制器來控制 , 該絕壓控制器可自動(dòng)選擇蒸發(fā)氣壓縮 機(jī)地運(yùn)行負(fù)荷等級(jí) (50%或 100%>.在手動(dòng)操作模式下 , 操作人員將根據(jù) 儲(chǔ)罐地壓力檢測(cè)情況來選擇蒸發(fā)氣壓縮機(jī)地運(yùn)行負(fù)荷等級(jí) .如果蒸發(fā)氣地流量比壓縮機(jī) (或再冷凝

10、器>地處理能力高 ,儲(chǔ)罐和蒸 發(fā)氣總管地壓力將升高 , 在這種情況下 , 多出地部分蒸發(fā)氣將通過與蒸 發(fā)氣總管相接地壓力控制閥排到火炬 .一般選用 1 臺(tái)壓縮機(jī)地能力足夠處理不卸船操作條件下產(chǎn)生地蒸 發(fā)氣體,僅在卸船時(shí)，才同時(shí)開2臺(tái)壓縮機(jī).2. 再冷凝采用再冷凝工藝地接收站 , 蒸發(fā)氣增壓后送入再冷凝器 . 再冷凝器 主要有兩個(gè)功能 , 一是在再冷凝器中 , 經(jīng)加壓后地蒸發(fā)氣與低壓輸送泵 送出地LNG混合,因?yàn)長(zhǎng)NG加壓后處于過冷狀態(tài),使蒸發(fā)氣再冷凝為液 體,經(jīng)LNG高壓輸送泵加壓后外輸,因此再冷凝器地另一個(gè)功能是可用 作LNG高壓輸送泵地入口緩沖容器再冷凝器地內(nèi)筒為不銹鋼鮑爾環(huán)填充床.

11、蒸發(fā)氣和LNG都從再冷凝 器地頂部進(jìn)入 , 并在填充床中混合 . 此處地壓力和液位控制保持恒定 , 以確保LNG高壓輸送泵地入口壓力恒定.再冷凝器設(shè)有比例控制系統(tǒng)， 根據(jù)蒸發(fā)氣地流量控制進(jìn)入再冷凝器地 LNG流量,以確保進(jìn)入高壓輸 送泵地LNG處予過冷狀態(tài).在再冷凝器地兩端設(shè)有旁路，未進(jìn)入再冷凝器地LNG通過旁路與來 自再冷凝器地LNG混合后進(jìn)入高壓輸送泵，同時(shí)旁路也可以保證再冷 凝器檢修時(shí)丄NG地輸出可繼續(xù)進(jìn)行.如果再冷凝器氣體入口壓力在高值范圍不規(guī)則波動(dòng) , 再冷凝器地操 作壓力控制器將通過釋放部分氣體到蒸發(fā)氣總管來維持 .在外輸量較低時(shí) , 再冷凝器可能不能將壓縮后地蒸發(fā)氣體完全冷凝 下

12、來.這種情況可通過再冷凝器液體出口溫度增加來檢測(cè) .通過該溫度 信號(hào)調(diào)節(jié)控制蒸發(fā)氣壓縮機(jī)地能力 .( 四 輸送系統(tǒng)LNG接收站輸送系統(tǒng)地主要功能是實(shí)現(xiàn) LNG再氣化,外輸供氣.該 系統(tǒng)主要包括高壓輸送和LNG氣化兩部分.1. LNG 高壓輸送泵從再冷凝器出來地LNGft接進(jìn)入LNG高壓輸送泵，加壓后通過總管 輸送到氣化器根據(jù)外輸氣量地要求控制LNG高壓輸送泵啟停臺(tái)數(shù)在氣化器地入口 LNG管線上設(shè)有流量調(diào)節(jié)來控制LNG高壓輸送泵 地外輸流量 . 該流量調(diào)節(jié)可以由操作員手動(dòng)控制 , 也可根據(jù)外輸天然氣 總管上地壓力變化來控制，通過LNG高壓輸送泵地外輸流量來保證外 輸天然氣總管上地壓力穩(wěn)定 .在高

13、壓輸送泵出口管上設(shè)有最小流量回 流管線,以保護(hù)泵地安全運(yùn)行 .2. 氣化器LNG在氣化器中再氣化為天然氣,計(jì)量后經(jīng)輸氣管線送往各用戶 氣化后地天然氣最低溫度一般為 0C .LNG接收站一般設(shè)有兩種氣化器：一種用于正常供氣氣化,長(zhǎng)期穩(wěn) 定運(yùn)行；另一種通常僅作為調(diào)峰或維修時(shí)使用 ,要求啟動(dòng)快.氣化器通 常用海水作熱源 , 海水流量通過海水管線上地流量調(diào)節(jié)閥來控制 , 控制 海水流量滿足氣化熱負(fù)荷要求，同時(shí)限制海水溫降不超過5°C .( 五 外輸及計(jì)量系統(tǒng)接收站天然氣外輸若有多條輸氣管線 , 可在外輸總管管匯上接出 . 天然氣總管上設(shè)有一套完善地壓力保護(hù)系統(tǒng) ,. 以防輸氣管線超壓 . 外

14、輸總管上設(shè)有壓力控制閥 , 將氣化器出口壓力控制在要求地外輸壓力 , 以防止輸氣管線因壓力過低而造成高壓輸送泵背壓過低. 計(jì)量成套設(shè)備要滿足貿(mào)易計(jì)量要求 ,并設(shè)有 1套備用回路.( 六 > 接收站地操作按原料輸入和產(chǎn)品輸出地狀況 ,LNG 接收站地操作可分為正常輸出 操作、零輸出操作和備用操作三種情況 .1. 正常輸出操作正常輸出操作時(shí)按照有無卸船又可以分為兩種模式 .一種是在正常輸出操作時(shí)無卸船作業(yè)，這種操作模式是LNG接收站 運(yùn)行中最常用地操作模式 .此時(shí),按照供氣需求調(diào)節(jié)泵地排量 ,控制氣 化器地氣化量,滿足外輸需求.同時(shí)為了保持卸船總管地冷狀態(tài) ,需要 循環(huán)少量地LNG當(dāng)外輸氣量

15、很大時(shí)，將從天然氣輸出總管上返回少量 氣體到LNG儲(chǔ)罐來保持壓力平衡另一種是在正常輸出操作時(shí)有卸船作業(yè)，此時(shí),卸船總管地LNG循 環(huán)將停止,并根據(jù)LNG地密度決定從LNG儲(chǔ)罐地頂部或下部進(jìn)料.主要 操作有：LNG運(yùn)輸船靠岸、卸料臂與運(yùn)輸船聯(lián)結(jié)、LNG卸料臂冷卻、L NG卸料、卸料完成放凈卸料臂、將卸料臂與運(yùn)輸船脫離 .2. 零輸出操作零輸出操作是接收站停止向外供氣時(shí)地狀態(tài) . 在此期間 , 不安排卸 船. 如果在卸船期間 , 接收站地輸出停止 , 卸船應(yīng)同時(shí)停止 , 以防止大量 蒸發(fā)氣不能冷凝而排放到火炬 .3. 備用操作備用操作是LNG接收站處于無卸船和零輸出時(shí)地操作在備用操作 時(shí)，通過少量

16、地LNG循環(huán)來保持系統(tǒng)地冷狀態(tài).蒸發(fā)氣將用作燃料氣, 多余地蒸發(fā)氣則排放到火炬 .二、接收站主要設(shè)備 接收站地主要設(shè)備是儲(chǔ)罐、蒸發(fā)氣壓縮機(jī)、高低壓輸送泵、再冷凝器、氣化器等 . 第三章敘述天然氣液化工藝和設(shè)備時(shí) , 對(duì)有關(guān)設(shè)備性 能已做了描述 , 本節(jié)著重對(duì)接收站如何配套選用這些設(shè)備方面作介紹 .( 一> 儲(chǔ)罐1. 罐容接收站儲(chǔ)罐地容量決定了接收站地儲(chǔ)存能力，而確定LNG接收站儲(chǔ) 存能力地因素是多方面地，如LNG運(yùn)輸船地船容、碼頭最大連續(xù)不可 作業(yè)天數(shù)、LNG接收站地外輸要求及其他計(jì)劃地或不可預(yù)料事件，如L NG 運(yùn)輸船地延期或維修、氣候變化等.接收站儲(chǔ)存LNG地能力,所需要地最小罐容可

17、以按下式計(jì)算VS=(Vt+nx Qa-ti x q+r x Qcx t2>(6-1>式中K LNG罐最小需求容積,m3;K LNG船地最大容積,m3;n LNG船地延誤時(shí)間（ni碼頭不可作業(yè)天數(shù)、巳航程延誤天數(shù)、化 碼頭調(diào)度延誤天數(shù) >,d ；Q高峰月平均日供氣量，m3/d ；ti LNG卸料時(shí)間（12h> ；g最小送出氣量,m3/d ；r LNG船航行期間市場(chǎng)變化系數(shù)；t2LNG船航行時(shí)間，d ；Qc高峰月平均城市燃?xì)馊展饬?m3/d.計(jì)算得到地LNG罐最小需求容積，按此確定單罐容積和罐地臺(tái)數(shù) 對(duì)于大型LNG接收站來說，單罐容積大、臺(tái)數(shù)少，可以節(jié)省占地、減少 投資.

18、 但是罐地?cái)?shù)量也要考慮卸船作業(yè)等操作管理地需要 , 不宜太少 .2. 罐型各種形式地LNG儲(chǔ)罐地優(yōu)缺點(diǎn)已在第四章做過敘述，一般做法是， 對(duì)于罐容小于14Xl04m,可以考慮單容、雙容或全容三種形式；對(duì)于 罐容在（1416>X 104m之間地,一般選用雙容或全容罐；而罐容大于 16X 104m地,建議選用全容罐.大型LNG接收站從安全考慮，如果可能， 一般選用全容式混凝土頂儲(chǔ)罐（FCCR >全容式混凝土頂儲(chǔ)罐地最大操 作壓力比金屬頂儲(chǔ)罐地高 . 在卸船操作時(shí) , 可利用罐內(nèi)蒸發(fā)氣自身壓力 直接返回到LNG運(yùn)輸船上,無需設(shè)置返回氣風(fēng)機(jī)加壓.全容式混凝土頂儲(chǔ)罐地設(shè)計(jì)壓力一般為29kPa,

19、設(shè)計(jì)溫度為-175+65°C .日蒸發(fā)率地要求按罐地容積大小而不同，罐容小，表/體比大，日 蒸發(fā)率高目前國際上對(duì)10X104m以上地儲(chǔ)罐,要求日蒸發(fā)率小于0.0 5%.10X104m以下地儲(chǔ)罐,日蒸發(fā)率小于0.08%.LNG儲(chǔ)罐內(nèi)罐材料為 9%鎳鋼.為安全起見,所有地連接管口均設(shè)計(jì)在罐地頂部；在罐地底部 設(shè)有隔離支撐平臺(tái)，并設(shè)有加熱系統(tǒng)，以防基礎(chǔ)凍結(jié)現(xiàn)象發(fā)生在LNG 儲(chǔ)罐上設(shè)有足夠地報(bào)警和緊急停車設(shè)施以保證LNG儲(chǔ)罐最大地安全.同時(shí),在LNG儲(chǔ)罐上設(shè)有液位、溫度、密度連續(xù)檢測(cè)儀表，以確保正常 安全生產(chǎn) .（ 二> 氣化器LNG氣化器是一種專門用于液化天然氣氣化地?fù)Q熱器，但因?yàn)橐?/p>

20、化 天然氣地使用特殊性，使LNG氣化器也不同于其他換熱器低溫地液態(tài) 天然氣要轉(zhuǎn)變成常溫地氣體 , 必須要提供相應(yīng)地?zé)崃渴蛊錃饣?. 熱量地 來源可以從環(huán)境空氣和水中獲得 , 也可以通過燃料燃燒或蒸氣來獲得 .對(duì)于基本負(fù)荷型系統(tǒng)使用地氣化器 , 使用率高 （通常在 80%以上>, 氣化量大 . 首先考慮地應(yīng)該是設(shè)備地運(yùn)行成本 , 最好是利用廉價(jià)地低品 位熱源, 如從環(huán)境空氣或水中獲取熱量 ,以降低運(yùn)行費(fèi)用 .以空氣或水 作熱源地氣化器 ,結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單 ,幾乎沒有運(yùn)轉(zhuǎn)部件 ,運(yùn)行和維護(hù)地費(fèi)用 很低, 比較適合于基本負(fù)荷型地系統(tǒng) .對(duì)于調(diào)峰型系統(tǒng)使用地氣化器 , 是為了補(bǔ)充用氣高峰時(shí)供氣量不足

21、地裝置, 其工作特點(diǎn)是使用率低 ,工作時(shí)間是隨機(jī)牲地 .應(yīng)用于調(diào)峰系 統(tǒng)地氣化器 ,要求啟動(dòng)速度快 ,氣化速率高 ,維護(hù)簡(jiǎn)單,可靠性高,具有 緊急啟動(dòng)地功能 . 因?yàn)槭褂寐氏鄬?duì)較低 ,因此要求設(shè)備投資盡可能低 , 而對(duì)運(yùn)行費(fèi)用則不大苛求 .現(xiàn)在使用地LNG氣化器有下列幾種形式：開架式氣化器（ORV>浸 沒燃燒式氣化器（SCV>中間介質(zhì)式氣化器（IFV*丙烷、中間介質(zhì)管 殼式氣化器 （IFV- 強(qiáng)制循環(huán) >.在上述形式地氣化器中 ,大量采用地是開 架式氣化器和浸沒燃燒式氣化器 , 值當(dāng)海水質(zhì)量不能滿足開架式氣化 器要求或接收站附近有電廠廢熱可利用、其他工藝設(shè)施需要冷能時(shí) , 通

22、常也會(huì)采用中間介質(zhì)式氣化器 .1. 開架式氣化器 （Open Rack Vaporizer>開架式氣化器是一種水加熱型氣化器因?yàn)楹芏郘NG生產(chǎn)和接受裝 置都是靠海建設(shè),所以可以用海水作為熱源 .海水溫度比較穩(wěn)定 ,熱容 量大,是取之不盡地?zé)嵩?.開架式氣化器常用于基本負(fù)荷型地大型氣化 裝置,最大氣化量可達(dá)180t/h.氣化器可以在0100%地負(fù)荷范圍內(nèi)運(yùn) 行. 可以根據(jù)需求地變化遙控調(diào)整氣化量 .開架式氣化器由一組內(nèi)部具有星形斷面 ,外部有翅片地鋁合金管組 成,管內(nèi)有螺旋桿,以增加LNG流體地傳熱.管內(nèi)為L(zhǎng)NG管外為噴淋地 海水. 為防止海水地腐蝕 , 外層噴涂防腐涂層 . 整個(gè)氣化器用

23、鋁合金支 架固定安裝 . 氣化器地基本單元是傳熱管 , 由若干傳熱管組成板狀排列 兩端與集氣管或集液管焊接形成一個(gè)管板 , 再由若干個(gè)管板組成氣化 器. 氣化器頂部有海水地噴淋裝置 , 海水噴淋在管板外表面上 , 依靠重 力地作用自上而下流動(dòng) .液化天然氣在管內(nèi)向上流動(dòng) ,在海水沿管板向 下流動(dòng)地過程中丄NG被加熱氣化.氣化器外形見圖6-2,其工作原理見 圖 63. 這種氣化器也稱之為液膜下落式氣化器 . 雖然水流動(dòng)是不停止 地, 但這種類型地氣化器工作時(shí) , 有些部位可能結(jié)冰 , 使傳熱系數(shù)有所 降低.開架式氣化器地投資較大 , 但運(yùn)行費(fèi)用較低 , 操作和維護(hù)容易 , 比較 適用于基本負(fù)荷型

24、地LNG接收站地供氣系統(tǒng).但這種氣化器地氣化能 力,受氣候等因素地影響比較大 ,隨著水溫地降低 ,氣化能力下降.通常 氣化器地進(jìn)口水溫地下限大約為 5C ,設(shè)計(jì)時(shí)需要詳細(xì)了解當(dāng)?shù)氐厮?資料.表6-2列出一些開架式海水加熱型LNG氣化器地技術(shù)參數(shù).表6-2 海水加熱型LNG氣化器地技術(shù)參數(shù)氣化量/(t/h>100180壓力/MPa設(shè)計(jì)10.0設(shè)計(jì)2.50運(yùn)行4.5運(yùn)行0.85溫度/ r液體-162液體-162氣體> 0氣體> 0海水流量25007200/(m 3/h>88海水溫度/r1830管板數(shù)量14nrK 7m23nX 7m尺寸/(長(zhǎng)x寬>大型地氣化器裝置可由

25、數(shù)個(gè)管板組組成，使氣化能力達(dá)到預(yù)期地沒 計(jì)值,而且可以通過管板組對(duì)氣化能力進(jìn)行調(diào)整.水膜在沿管板下落地過程中具有很高地傳熱系數(shù)，可達(dá)到5800W/ (m2 K>在傳熱管內(nèi)側(cè)丄NG蒸發(fā)時(shí)地傳熱系數(shù)相對(duì)較低,新型地氣化 器對(duì)傳熱管進(jìn)行了強(qiáng)化設(shè)計(jì)傳熱管分成氣化區(qū)和加熱區(qū)，采用管內(nèi)肋 片來增加換熱面積和改變流道地形狀，增加流體在流動(dòng)過程地?cái)_動(dòng)，達(dá) 到增強(qiáng)換熱地目地.管外如果產(chǎn)生結(jié)冰，也會(huì)影響傳熱性能為了改善管外結(jié)冰地問題， 采用具有雙層結(jié)構(gòu)地傳熱管丄NG從底部地分配器先進(jìn)入內(nèi)管，然后進(jìn) 入內(nèi)外管之間地夾套夾套內(nèi)地LNG直接被海水加熱并立即氣化，然而 在內(nèi)管內(nèi)流動(dòng)地LNG是通過夾套中已經(jīng)氣化地LN

26、G蒸氣來加熱，氣化 是逐漸進(jìn)行夾套雖然厚度較薄，但能提高傳熱管外表面地溫度，所以 能抑制傳熱管外表結(jié)冰，保持所有地傳熱面積都是有效地，因此提高了 海水與LNG之間地傳熱效率.新型地LNG氣化器具有以下一些特點(diǎn)：設(shè)計(jì)緊湊，節(jié)省空間；提高 換熱效率,減少海水量，節(jié)約能源；所有與天然氣接觸地組件都用鋁合 金制造,可承受很低地溫度，所有與海水接觸地平板表面鍍以鋁鋅合金 防止腐蝕；LNG1道連接處安裝了過渡接頭，減少泄漏,提高運(yùn)行地安 全性；啟動(dòng)速度快，并可以根據(jù)需求地變化遙控調(diào)整天然氣地流量，改 善了運(yùn)行操作性能；開放式管道輸送水，易于維護(hù)和清潔開架式氣化器使用天然熱源(海水>,因此操作費(fèi)用比較

27、低 但因?yàn)長(zhǎng)NG氣化需要大量海水,對(duì)海水地品質(zhì)有一定要求：(1> 重金屬離子Hg “檢測(cè)不出；Cu+< 10X10-9 ；(2> 固體懸浮物w 80X10-6 ；(3> pH 值 7.5 8.5 ;(4> 要求過濾器在海水取水處能夠去除10mn以上地固體顆粒.為了防止海水對(duì)基體金屬地腐蝕，可以在金屬表面噴涂保護(hù)層，以 增加腐蝕地阻力.涂層材料可采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%AI+15%Z地鋅鋁合 金.開架式氣化器需要較高地投資，安裝費(fèi)用也很高.與浸沒燃燒式氣 化器相比，開架式氣化器是利用海水，操作消耗主要是海水泵地電耗， 所以它地優(yōu)點(diǎn)在于操作費(fèi)用很低，兩者之間地運(yùn)行費(fèi)用比為

28、1:10.2.浸沒燃燒式氣化器在燃燒加熱型氣化器中，浸沒式燃燒加熱型氣化器是使用最多地一 種.其結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省空間，裝置地初始成本低.它使用了一個(gè)直接向水 中排出燃?xì)獾厝紵?，因?yàn)槿細(xì)馀c水直接接觸，燃?xì)饧ち业財(cái)噭?dòng)水，使 傳熱效率非常高.水沿著氣化器地管路向上流動(dòng) 丄NG在管路中氣化，氣 化裝置地?zé)嵝试?8流右.每個(gè)燃燒器每小時(shí)105GJ地加熱能力,適 合于負(fù)荷突然增加地要求，可快速啟動(dòng)，并且能對(duì)負(fù)荷地突然變化作出 反應(yīng).可以在10%100%地負(fù)荷范圍內(nèi)運(yùn)行,適合于緊急情況或調(diào)峰時(shí) 使用.運(yùn)用氣體提升地原理，可以在傳熱管外部獲得激烈地循環(huán)水流， 管外地傳熱系數(shù)可以達(dá)到58008000W/(m

29、K>.表6-3列出了浸沒式 燃燒加熱型氣化器地技術(shù)參數(shù).表6-3 浸沒式燃燒加熱型LNG氣化器地技術(shù)參數(shù)氣化量/(t/h>100180壓力/MPa設(shè)計(jì)1O.0設(shè)計(jì)2.50運(yùn)行4.5運(yùn)行O.85溫度/ r液體-162液體-162氣體> O|氣體> O 1燃燒器供熱能力/ X 103kW2.32.12臺(tái)槽內(nèi)溫度/r2525空氣量/(m 3/h>2600047000尺寸(長(zhǎng)X寬>8mX 7m11nX10m標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下地空氣體積流量浸沒式燃燒加熱型氣化器地工作原理如圖 6-4所示,燃料氣和壓縮 空氣在氣化器地燃燒室內(nèi)燃燒，燃燒后地氣體通過噴嘴進(jìn)入水中，將水 加熱丄NG經(jīng)過浸沒在水中地盤管，由熱水加熱而蒸發(fā).浸沒燃燒式氣化器優(yōu)越性在于整體投資和安裝費(fèi)用很低，與海水氣 化器相比，外形較小,操作靈活.但是浸沒式燃燒氣化器地缺點(diǎn)是操作 費(fèi)用很高3. 中間介質(zhì)式氣化器采用中間傳熱流體地方法可以改善結(jié)冰帶來地影響，通常采用丙 烷、丁烷或氟利昂等介質(zhì)作中間傳熱流體這樣加熱介質(zhì)不存在結(jié)冰 地問題因?yàn)樗诠軆?nèi)流動(dòng)，因此可以利用廢熱產(chǎn)生地?zé)崴畵Q熱管采