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LNG加热气化装置 第３１卷第６期 加　工　利　用 　?１? 新型ＬＮＧ加热气化装置的结构设计及试验研究 严平１　曹伟武１　钱尚源１　刘伟军１　杨俐运２ １．上海工程技术大学　２．上海理工大学 　　严平等．新型ＬＮＧ加热气化装置的结构设计及试验研究．天然气工业，２０１１，３１（６）：９８‐１０２． 　　摘　要　ＬＮＧ加热气化装置是ＬＮＧ输配应用系统中不可或缺的重要设备。为此，论述了烟气自击回旋湿式ＬＮＧ加热气化装置的结构布置，设计研究了该装置的燃烧加热和烟气循环系统、烟气循环和工质流程系统、水系统等，其中气流旋水子、燃烧室内外筒、锥形烟气喷口、烟气再循环系统和自动注水系统等都是具有自主知识产权的创新设计。为检验该装置的性能，还研究设计了装置试验系统。试验结果表明：烟气自击回旋湿式ＬＮＧ加热气化装置在实验室试验中获得成功，装置结构合理、技术先进、热效率高，其技术经济优越性已得到鉴定和认可。 　　关键词　ＬＮＧ　加热气化装置　烟气自击回旋　结构设计　气流旋水子　锥形烟气喷口　自动注水　试验研究　　ＤＯＩ：１０．３７８７／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００‐０９７６．２０１１．０６．０２１ 　　ＬＮＧ已成为能源战略结构调整和储备的重要资 ［１‐３］ 源，ＬＮＧ工业也成为全球发展最迅猛的行业之一。 １　国内ＬＮＧ及其加热气化装置的应用情况 　　ＬＮＧ在实际应用时必须加热气化后才能并网供气，因此天然气供气管网必需配置ＬＮＧ加热气化装置。在众多中小城市以及距离气源地较远的城市和区域，由于经济和地域条件的限制，需要独立建设天然气管网，也因此需要建设中小规模的ＬＮＧ加热气化供气站；另外，ＬＮＧ加热气化后上网供气也能有效保障天然气供气管网的应急、调峰功能。因此，供气管网中需要许多中小型的ＬＮＧ加热气化装置，这类装置是 ［４‐６］ 环境条件的影响大，当环境温度较低时，其翅片表面容 易结霜而影响ＬＮＧ的气化，有时因环境温度太低，导致气化效率大大降低甚至无法正常运行。因此，研究一种有自主知识产权、不受环境影响、气化效率高并能迅速启闭以适应外界负荷需要的新型ＬＮＧ加热气化装置是很有必要的。为此，研制了新型烟气自击回旋 ［９］ 湿式ＬＮＧ加热气化装置。 ２　新型烟气自击回旋湿式ＬＮＧ加热气化装置的结构设计 　　烟气自击回旋湿式ＬＮＧ加热气化装置的设计参数是根据工程实际的需要并结合试验条件而确定的， ３ 额定气化负荷为５００ｍ／ｈ，供气表压力为０．４ＭＰａ，供气温度为２０℃。装置的结构如图１所示。装置净重１２５５ｋｇ，管程设计压力为１．２ＭＰａ，壳程设计压力为常压，管程最高工作压力小于等于０．８ＭＰａ，壳程最高工作压力为常压，管程水压试验压力为１．５ＭＰａ，管程设计温度为－１６０℃，壳程设计温度为５００℃，使用介质为ＬＮＧ、天然气、烟气、水及水蒸气。２．１　装置的燃烧加热和烟气循环系统 　　烟气自击回旋湿式ＬＮＧ加热气化装置采用燃料燃烧产生的热量加热气化ＬＮＧ，燃料为天然气，燃烧 ＬＮＧ输配应用系统中不可或缺的重要装备。 　　目前我国常用的ＬＮＧ加热气化装置主要有水加热型气化装置、浸没式燃烧加热型气化装置、空气加热型气化装置、蒸汽加热型气化装置和中间载热介质加 ［７‐８］ 热型气化装置等，这些装置各有优点、不足之处和适用场合，但在节能、耗材和使用等方面均有值得改进提高的地方。例如：使用较广的空气加热型气化装置的优点是结构简单，不消耗能源，运行费用低，但其缺点是占地面积大，单位气化容量的投资高，运行过程受 　　基金项目：上海市科委科技攻关项目（编号：１０１６０５０１９００）。 　　作者简介：严平，女，１９６３年生，高级工程师；主要从事天然气引射输配、加热和ＬＮＧ加热气化炉的开发研究工作。地址：（２０１６２０）上海市上海工程技术大学能源与环境工程研究所。电话：（０２１１３９０１９３５４３６。Ｅ‐ｍａｉｌ：ｎｅｔｐｉｎｇｙ＠ｙｅａｈ． ?２? 天　然　气　工　业 ２０１１年６月 热气化装置的底部是一个水池，水面正好浸没圆盘边缘，这样，高速烟气从喷口向下喷射到尖顶上，在尖顶和弧形表面的引导下，切向冲击水面，溅起并卷吸水滴，同时加热水并使之蒸发，形成湿度很高的烟气流，湿烟气流向上流经加热气化装置外壳和燃烧室外筒之间构成的环形通道，与受热面换热后，在循环风机的引导下，进入排烟管道。循环风机后的排烟管道分成２路，１路为排烟道直接排向大气，另１路通过烟气循环管道回到装置，进入燃烧室内外筒之间的夹套