烟气冲击旋水子型LNG气化器设计与实验研究.pdfVIP

第3期 何法江，等：烟气冲击旋水子型LNG气化器设计与实验研究 299 通过管道输配给用户使用 ]． LNG燃点温度而产生安全问题 ．装置采用燃料燃烧 LNG的吸热气化是天然气接收终端一个十分 供热方式来气化 LNG，克服 了传统气化器的结冰现 重要的环节，目前应用的LNG气化器有：开架式气 象．燃烧室采用内外夹套和锥形烟气喷嘴方案，达到 化器、沉浸式气化器、中间介质型气化器、空温式气 循环烟气与燃烧烟气混合的目的．气化器传热面设 化器和水浴式气化器等l3]，这些气化器各有特点，但 计为上下螺旋盘管，上盘管围绕燃烧室外筒 自下而 也存在结冰、气化效率低等问题，因此对气化器的研 上盘旋，加热气化LNG；下盘管浸没在水池中，加热 究开发始终不断． 已气化了的LNG，使其达到工艺参数． 日本 OsakaGasandKobelSteel开发了一种基 于开架式的高性能气化装置_4-5]．换热管 由内外两 层组成，LNG先流人 内管，然后流人 内外管之间夹 层，这样 内外管夹层 中的LNG先被管外的海水加 热，然后加热内管内的LNG，由于 LNG被逐渐加 热，因此可以有效消除结冰现象，提高LNG气化效 率．陈永东等_l6]分析比较了国内开架式气化器、中问 介质型气化器的应用现状后，提出应加强对 LNG气 化器及换热器的传热基础研究，以及LNG气化器的 设计制造等关键技术研究．毕明树等[7]建立了LNG 气化器内流动与传热过程的数学模型，模拟了流体 的湍流流动、多相流动、射流气体与水浴的相间耦 合、LNG气化过程等，对沉浸式气化器进行了数值 模拟，获得 了管程 LNG气化过程中气、液相分布和 流动情况，讨论了换热管倾斜角、射流气体雷诺数、 射流喷嘴与换热管相对位置对气化过程的影响． 上述研究均推动 了LNG气化器 的发展，但 LNG气化器在实际使用过程中，仍存在结冰、气化 图1蝈气冲击旋水子型LNG气化器结构 速率低、受气候影响大、有效传热面积减少、气化能 Pig．1 StructureofLNG vaporizerusingflue 3 4 5 6 7 8 9 力下降、传热效果差等缺陷，因此，需要对 LNG气化 gastoimpactrotor 器进行进一步的开发研究． 1．燃烧器接 口2．外夹套 3．外筒 4．上传热面布置空间 5．上盘管 6．LNG进 口管箱 7．旋水子 8．天然气出 _[_1管箱 9．支架 10．水池 1 新颖 LNG气化器设计原理 11．锥形烟气喷嘴 12．圆筒形外壳 13．连通管 14．排烟管道 15．排烟 管道调风门16．内筒 17．循环烟道 18．循环烟道调风门19．下盘管 本文创新设计了一种 LNG加热气化器，结构见 图 1． 2 实验系统 气化器利用燃烧产生的高温烟气高速冲击局部 浸于水中的旋水子，烟气沿旋水子弧形表面切向冲 实验系统主要由气化器本体、燃烧燃料供给、烟 击水面，溅出并卷吸水滴和蒸汽形成含湿回旋气流． 气循环和排放、实验工质低温储存与供给、加热气化 气流 向上流经螺旋盘管时，与管 内流动的 LNG换 后工质排放、水补给、实验安全装置、连接管道与阀 热．在此过程中，水蒸汽凝结放热 ，换热得到了强化 ． 门、实验测量数据的采集与处理等系统组成．实验装 放热后的烟气流人烟道 ，一路通过烟 囱排 向大气，另 置及连接管