LNG接收站系統(tǒng)資料

...wd......wd......wd...LNG接收站的主要功能是接收、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(lái)，隨著工程建設(shè)的推進(jìn)，先進(jìn)、可靠的接收站技術(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)的處理方式不同，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)氣壓縮到較低的壓力(通常為0.9MPaG)與由LNG低壓輸送泵從LNG儲(chǔ)罐送出的LNG在再冷凝器中混合。由于LNG加壓后處于過(guò)冷狀態(tài)，可以使蒸發(fā)氣再冷凝，冷凝后的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的冷量，并減少了蒸發(fā)氣壓縮功的消耗，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所示是典型的接收站再冷凝工藝流程接收站的生產(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)接收站的卸船系統(tǒng)包括專用碼頭、卸料臂、蒸發(fā)氣返回臂和管路等.CNG專用碼頭的特點(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，LNG碼頭的專用設(shè)備是卸料臂。卸船操作在操作員的監(jiān)控下進(jìn)展，重點(diǎn)是控制系統(tǒng)壓力。卸料臂通過(guò)液壓系統(tǒng)操作。LNG運(yùn)輸船到達(dá)卸船碼頭后，通過(guò)運(yùn)輸船上的輸送泵，經(jīng)過(guò)多臺(tái)卸料臂分別通過(guò)支管聚集到總管，并通過(guò)總管輸送到LNG儲(chǔ)罐中。LNG進(jìn)入儲(chǔ)罐后置換出的蒸發(fā)氣，通過(guò)一根返回氣管道，經(jīng)氣相返回臂，送到運(yùn)輸船的LNG儲(chǔ)艙中，以保持系統(tǒng)的壓力平衡。在卸船操作初期，采用較小的卸船流量來(lái)冷卻卸料臂及輔助設(shè)施，以防止產(chǎn)生較多的蒸發(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埩粼谛读媳壑械腖NG吹掃干凈，并準(zhǔn)備進(jìn)展循環(huán)操作。，從各卸料支管中排除的LNG進(jìn)入碼頭上設(shè)置的收集罐，并通過(guò)收集罐加熱器將排除的LNG氣化后經(jīng)氣體返回管線送到蒸發(fā)氣總管。在無(wú)卸船期間，通過(guò)一根從低壓輸出總管來(lái)的循環(huán)管線以小流量LNG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)是接收站重要的生產(chǎn)系統(tǒng)，而儲(chǔ)罐是該系統(tǒng)的主要設(shè)備。進(jìn)出儲(chǔ)罐的所有管線接口都在罐頂。為了使不同密度的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)罐的上部管口直接進(jìn)入儲(chǔ)罐，也可通過(guò)內(nèi)部插入管由底部進(jìn)入儲(chǔ)罐。通常在操作中，較重的LNG從上部進(jìn)入，較輕的LNG從下部進(jìn)入。同時(shí)，也可通過(guò)LNG低壓輸送泵將罐內(nèi)LNG循環(huán)到上部或底部，從而有效防止分層、翻滾現(xiàn)象的產(chǎn)生。(1)儲(chǔ)罐的液位控制為了確保儲(chǔ)罐的安全操作，儲(chǔ)罐的液位、溫度、密度監(jiān)測(cè)十分重要。每個(gè)儲(chǔ)罐都應(yīng)設(shè)置足夠的液位、溫度、密度連續(xù)測(cè)量設(shè)施，以有效監(jiān)控儲(chǔ)罐的液位。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(guò)0.2℃或密度差超過(guò)0.5kg/m3時(shí)，應(yīng)用LNG低壓輸送泵對(duì)罐內(nèi)LNG進(jìn)展循環(huán)操作，以肪止出現(xiàn)分層翻滾現(xiàn)象。儲(chǔ)罐設(shè)有上下液位自動(dòng)保護(hù)裝置，在液位不正常時(shí)，報(bào)警并聯(lián)鎖停頓進(jìn)料或停頓罐內(nèi)低壓泵運(yùn)行。(2)儲(chǔ)罐的壓力控制LNG儲(chǔ)罐是常壓儲(chǔ)存，全容罐的設(shè)計(jì)壓力一般為29kPa，因而外界大氣壓的變化對(duì)儲(chǔ)罐的操作影響很大，罐的壓力控制采用絕對(duì)壓力為基準(zhǔn)。在正常操作條件下，儲(chǔ)罐的絕對(duì)壓力是通過(guò)BOG壓縮機(jī)壓縮回收儲(chǔ)罐的蒸發(fā)氣體來(lái)控制的。在兩次操作間隔時(shí)間段，儲(chǔ)罐的操作壓力應(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)罐的壓力將升高，儲(chǔ)罐處于較高壓力操作狀態(tài)。儲(chǔ)罐的壓力保護(hù)采用分級(jí)制：第一級(jí)超壓保護(hù)將排火炬，當(dāng)儲(chǔ)罐壓力到達(dá)一定值(如儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)壓力為0.029MPa，則儲(chǔ)罐壓力到達(dá)0.026MPa)時(shí)，控制閥翻開(kāi)，超壓局部氣體排入火炬系統(tǒng)。第二級(jí)超壓保護(hù)排大氣，當(dāng)儲(chǔ)罐壓力到達(dá)設(shè)計(jì)壓力時(shí)，儲(chǔ)罐上壓力安全閥翻開(kāi)，超壓局部氣體直接排入大氣。第一級(jí)負(fù)壓保護(hù)靠補(bǔ)壓氣體，當(dāng)儲(chǔ)罐在操作中壓力降低到設(shè)計(jì)負(fù)壓時(shí)，將通過(guò)高壓外輸天然氣總管上來(lái)的經(jīng)兩級(jí)減壓后的氣體來(lái)維持儲(chǔ)罐內(nèi)壓力穩(wěn)定。第一級(jí)負(fù)壓保護(hù)通過(guò)安裝在儲(chǔ)罐上的真空閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。(3)儲(chǔ)罐的溫度監(jiān)測(cè)LNG儲(chǔ)罐的內(nèi)罐底部和罐體上設(shè)有假設(shè)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)的溫度。在罐外也設(shè)有多個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，可監(jiān)測(cè)LNG的泄漏。為防止儲(chǔ)罐根基結(jié)冰而危及混凝土根基，在儲(chǔ)罐根基上設(shè)有兩套電加熱系統(tǒng)，并在根基的不同位置設(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)泵的用途是將LNG儲(chǔ)罐內(nèi)的液體抽出并送到下游裝置。在每臺(tái)泵的出口管線上裝有流量控制閥，用以調(diào)節(jié)各運(yùn)行泵的出口在一樣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)泵的出口管線上同時(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的混合以防止出現(xiàn)分層。當(dāng)接收站處于“零輸出〞狀態(tài)時(shí)，站內(nèi)所有的低、高壓輸送泵停頓運(yùn)行，僅開(kāi)啟一臺(tái)罐內(nèi)泵以確保少量的LNG在卸料總管中及LNG輸送管線中進(jìn)展循環(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)氣增壓由于外界能量的輸入，如泵運(yùn)轉(zhuǎn)、周圍環(huán)境熱量的泄入、大氣壓變化、環(huán)境影響等都會(huì)使處于極低溫的液化天然氣受熱蒸發(fā)，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體積的變化也會(huì)加快蒸發(fā)。LNG接收站在卸船操作時(shí)產(chǎn)生的蒸發(fā)氣的量是無(wú)卸船操作時(shí)的數(shù)倍。儲(chǔ)罐內(nèi)的蒸發(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)的蒸發(fā)氣抽出增壓后送入處理系統(tǒng)。蒸發(fā)氣壓縮機(jī)的控制可以是自動(dòng)的，也可以是手動(dòng)的。在自動(dòng)操作模式下，LNG儲(chǔ)罐壓力通過(guò)一個(gè)總的絕壓控制器來(lái)控制，該絕壓控制器可自動(dòng)選擇蒸發(fā)氣壓縮機(jī)的運(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)罐的壓力檢測(cè)情況來(lái)選擇蒸發(fā)氣壓縮機(jī)的運(yùn)行負(fù)荷等級(jí)。如果蒸發(fā)氣的流量比壓縮機(jī)(或再冷凝器)的處理能力高，儲(chǔ)罐和蒸發(fā)氣總管的壓力將升高，在這種情況下，多出的局部蒸發(fā)氣將通過(guò)與蒸發(fā)氣總管相接的壓力控制閥排到火炬。一般選用1臺(tái)壓縮機(jī)的能力足夠處理不卸船操作條件下產(chǎn)生的蒸發(fā)氣體，僅在卸船時(shí)，才同時(shí)開(kāi)2臺(tái)壓縮機(jī)。2.再冷凝采用再冷凝工藝的接收站，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)加壓后的蒸發(fā)氣與低壓輸送泵送出的LNG混合，由于LNG加壓后處于過(guò)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，因此再冷凝器的另一個(gè)功能是可用作LNG高壓輸送泵的入口緩沖容器。再冷凝器的內(nèi)筒為不銹鋼鮑爾環(huán)填充床。蒸發(fā)氣和LNG都從再冷凝器的頂部進(jìn)入，并在填充床中混合。此處的壓力和液位控制保持恒定，以確保LNG高壓輸送泵的入口壓力恒定。再冷凝器設(shè)有比例控制系統(tǒng)，根據(jù)蒸發(fā)氣的流量控制進(jìn)入再冷凝器的LNG流量，以確保進(jìn)入高壓輸送泵的LNG處予過(guò)冷狀態(tài)。在再冷凝器的兩端設(shè)有旁路，未進(jìn)入再冷凝器的LNG通過(guò)旁路與來(lái)自再冷凝器的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)，LNG的輸出可繼續(xù)進(jìn)展。如果再冷凝器氣體入口壓力在高值范圍不規(guī)則波動(dòng)，再冷凝器的操作壓力控制器將通過(guò)釋放局部氣體到蒸發(fā)氣總管來(lái)維持。在外輸量較低時(shí)，再冷凝器可能不能將壓縮后的蒸發(fā)氣體完全冷凝下來(lái)。這種情況可通過(guò)再冷凝器液體出口溫度增加來(lái)檢測(cè)。通過(guò)該溫度信號(hào)調(diào)節(jié)控制蒸發(fā)氣壓縮機(jī)的能力。(四)輸送系統(tǒng)LNG接收站輸送系統(tǒng)的主要功能是實(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氣化兩局部。1.LNG高壓輸送泵從再冷凝器出來(lái)的LNG直接進(jìn)入LNG高壓輸送泵，加壓后通過(guò)總管輸送到氣化器。根據(jù)外輸氣量的要求控制LNG高壓輸送泵啟停臺(tái)數(shù)。在氣化器的入口LNG管線上設(shè)有流量調(diào)節(jié)來(lái)控制LNG高壓輸送泵的外輸流量。該流量調(diào)節(jié)可以由操作員手動(dòng)控制，也可根據(jù)外輸天然氣總管上的壓力變化來(lái)控制，通過(guò)LNG高壓輸送泵的外輸流量來(lái)保證外輸天然氣總管上的壓力穩(wěn)定。在高壓輸送泵出口管上設(shè)有最小流量回流管線，以保護(hù)泵的安全運(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。氣化后的天然氣最低溫度一般為0℃。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(guò)海水管線上的流量調(diào)節(jié)閥來(lái)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(guò)5℃。(五)外輸及計(jì)量系統(tǒng)接收站天然氣外輸假設(shè)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)有一套完善的壓力保護(hù)系統(tǒng)，.以防輸氣管線超壓。外輸總管上設(shè)有壓力控制閥，將氣化器出口壓力控制在要求的外輸壓力，以防止輸氣管線因壓力過(guò)低而造成高壓輸送泵背壓過(guò)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)接收站的操作按原料輸入和產(chǎn)品輸出的狀況，LNG接收站的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(wú)卸船又可以分為兩種模式。一種是在正常輸出操作時(shí)無(wú)卸船作業(yè)，這種操作模式是LNG接收站運(yùn)行中最常用的操作模式。此時(shí)，按照供氣需求調(diào)節(jié)泵的排量，控制氣化器的氣化量，滿足外輸需求。同時(shí)為了保持卸船總管的冷狀態(tài)，需要循環(huán)少量的LNG。當(dāng)外輸氣量很大時(shí)，將從天然氣輸出總管上返回少量氣體到LNG儲(chǔ)罐來(lái)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)，卸船總管的LNG循環(huán)將停頓，并根據(jù)LNG的密度決定從LNG儲(chǔ)罐的頂部或下部進(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、LNG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頓向外供氣時(shí)的狀態(tài)。在此期間，不安排卸船。如果在卸船期間，接收站的輸出停頓，卸船應(yīng)同時(shí)停頓，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(wú)卸船和零輸出時(shí)的操作。在備用操作時(shí)，通過(guò)少量的LNG循環(huán)來(lái)保持系統(tǒng)的冷狀態(tài)。蒸發(fā)氣將用作燃料氣，多余的蒸發(fā)氣則排放到火炬。二、接收站主要設(shè)備接收站的主要設(shè)備是儲(chǔ)罐、蒸發(fā)氣壓縮機(jī)、上下壓輸送泵、再冷凝器、氣化器等。第三章表達(dá)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)罐的容量決定了接收站的儲(chǔ)存能力，而確定LNG接收站儲(chǔ)存能力的因素是多方面的，如LNG運(yùn)輸船的船容、碼頭最大連續(xù)不可作業(yè)天數(shù)、LNG接收站的外輸要求及其他方案的或不可預(yù)料事件，如LNG運(yùn)輸船的延期或維修、氣候變化等。接收站儲(chǔ)存LNG的能力，所需要的最小罐容可以按下式計(jì)算式中K——LNG罐最小需求容積，K——LNG船的最大容積，n——LNG船的延誤時(shí)間(n1碼頭不可作業(yè)天數(shù)、n2航程延誤天數(shù)、n3碼頭調(diào)度延誤天數(shù))，d；Qa——頂峰月平均日供氣量，m3；t——LNG卸料時(shí)間(12h)；g——最小送出氣量，m3；r——LNG船航行期間市場(chǎng)變化系數(shù)；t2——LNG船航行時(shí)間，d；Qc——頂峰月平均城市燃?xì)馊展饬?，m3。計(jì)算得到的LNG罐最小需求容積，按此確定單罐容積和罐的臺(tái)數(shù)。對(duì)于大型LNG接收站來(lái)說(shuō)，單罐容積大、臺(tái)數(shù)少，可以節(jié)省占地、減少投資。但是罐的數(shù)量也要考慮卸船作業(yè)等操作管理的需要，不宜太少。2.罐型各種形式的LNG儲(chǔ)罐的優(yōu)缺點(diǎn)已在第四章做過(guò)表達(dá)，一般做法是，對(duì)于罐容小于14×104m3，可以考慮單容、雙容或全容三種形式；對(duì)于罐容在(14～16)×104m3之間的，一般選用雙容或全容罐；而罐容大于16×104m3的，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)罐的最大操作壓力比金屬頂儲(chǔ)罐的高。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(wú)需設(shè)置返回氣風(fēng)機(jī)加壓。全容式混凝土頂儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)壓力一般為29kPa，設(shè)計(jì)溫度為-175～+65℃。日蒸發(fā)率的要求按罐的容積大小而不同，罐容小，表/體比大，日蒸發(fā)率高。目前國(guó)際上對(duì)10×104m3以上的儲(chǔ)罐，要求日蒸發(fā)率小于0.05%。10×104m3以下的儲(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(jiàn)，所有的連接收口均設(shè)計(jì)在罐的頂部；在罐的底部設(shè)有隔離支撐平臺(tái)，并設(shè)有加熱系統(tǒng)，以防根基凍結(jié)現(xiàn)象發(fā)生。在LNG儲(chǔ)罐上設(shè)有足夠的報(bào)警和緊急停車設(shè)施以保證LNG儲(chǔ)罐最大的安全。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(mén)用于液化天然氣氣化的換熱器，但由于液化天然氣的使用特殊性，使LNG氣化器也不同于其他換熱器。低溫的液態(tài)天然氣要轉(zhuǎn)變成常溫的氣體，必須要提供相應(yīng)的熱量使其氣化。熱量的來(lái)源可以從環(huán)境空氣和水中獲得，也可以通過(guò)燃料燃燒或蒸氣來(lái)獲得。對(duì)于根本負(fù)荷型系統(tǒng)使用的氣化器，使用率高(通常在80%以上)，氣化量大。首先考慮的應(yīng)該是設(shè)備的運(yùn)行本錢(qián)，最好是利用廉價(jià)的低品位熱源，如從環(huán)境空氣或水中獲取熱量，以降低運(yùn)行費(fèi)用。以空氣或水作熱源的氣化器，構(gòu)造最簡(jiǎn)單，幾乎沒(méi)有運(yùn)轉(zhuǎn)部件，運(yùn)行和維護(hù)的費(fèi)用很低，比擬適合于根本負(fù)荷型的系統(tǒng)。對(duì)于調(diào)峰型系統(tǒng)使用的氣化器，是為了補(bǔ)充用氣頂峰時(shí)供氣量缺乏的裝置，其工作特點(diǎn)是使用率低，工作時(shí)間是隨機(jī)牲的。應(yīng)用于調(diào)峰系統(tǒng)的氣化器，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)的功能。由于使用率相對(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?，F(xiàn)在使用的LNG氣化器有以下幾種形式：開(kāi)架式氣化器(ORV)、浸沒(méi)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))。在上述形式的氣化器中，大量采用的是開(kāi)架式氣化器和浸沒(méi)燃燒式氣化器，值當(dāng)海水質(zhì)量不能滿足開(kāi)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)，通常也會(huì)采用中間介質(zhì)式氣化器。1.開(kāi)架式氣化器(OpenRackVaporizer)開(kāi)架式氣化器是一種水加熱型氣化器。由于很多LNG生產(chǎn)和承受裝置都是靠海建設(shè)，所以可以用海水作為熱源。海水溫度比擬穩(wěn)定，熱容量大，是取之不盡的熱源。開(kāi)架式氣化器常用于根本負(fù)荷型的大型氣化裝置，最大氣化量可達(dá)180t/h。氣化器可以在0～100%的負(fù)荷范圍內(nèi)運(yùn)行。可以根據(jù)需求的變化遙控調(diào)整氣化量。開(kāi)架式氣化器由一組內(nèi)部具有星形斷面，外部有翅片的鋁合金管組成，管內(nèi)有螺旋桿，以增加LNG流體的傳熱。管內(nèi)為L(zhǎng)NG，管外為噴淋的海水。為防止海水的腐蝕，外層噴涂防腐涂層。整個(gè)氣化器用鋁合金支架固定安裝。氣化器的根本單元是傳熱管，由假設(shè)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，再由假設(shè)干個(gè)管板組成氣化器。氣化器頂部有海水的噴淋裝置，海水噴淋在管板外外表上，依靠重力的作用自上而下流動(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)的過(guò)程中，LNG被加熱氣化。氣化器外形見(jiàn)圖6-2，其工作原理見(jiàn)圖6—3。這種氣化器也稱之為液膜下落式氣化器。雖然水流動(dòng)是不停頓的，但這種類型的氣化器工作時(shí)，有些部位可能結(jié)冰，使傳熱系數(shù)有所降低。開(kāi)架式氣化器的投資較大，但運(yùn)行費(fèi)用較低，操作和維護(hù)容易，比擬適用于根本負(fù)荷型的LNG接收站的供氣系統(tǒng)。但這種氣化器的氣化能力，受氣候等因素的影響比擬大，隨著水溫的降低，氣化能力下降。通常氣化器的進(jìn)口水溫的下限大約為5℃，設(shè)計(jì)時(shí)需要詳細(xì)了解當(dāng)?shù)氐乃馁Y料。大型的氣化器裝置可由數(shù)個(gè)管板組組成，使氣化能力到達(dá)預(yù)期的沒(méi)計(jì)值，而且可以通過(guò)管板組對(duì)氣化能力進(jìn)展調(diào)整。水膜在沿管板下落的過(guò)程中具有很高的傳熱系數(shù)，可到達(dá)5800W/(m2·K)。在傳熱管內(nèi)側(cè)，LNG蒸發(fā)時(shí)的傳熱系數(shù)相對(duì)較低，新型的氣化器對(duì)傳熱管進(jìn)展了強(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(lái)增加換熱面積和改變流道的形狀，增加流體在流動(dòng)過(guò)程的擾動(dòng)，到達(dá)增強(qiáng)換熱的目的。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)冰的問(wèn)題，采用具有雙層構(gòu)造的傳熱管，LNG從底部的分配器先進(jìn)入內(nèi)管，然后進(jìn)入內(nèi)外管之間的夾套。夾套內(nèi)的LNG直接被海水加熱并立即氣化，然而在內(nèi)管內(nèi)流動(dòng)的LNG是通過(guò)夾套中已經(jīng)氣化的LNG蒸氣來(lái)加熱，氣化是逐漸進(jìn)展。夾套雖然厚度較薄，但能提高傳熱管外外表的溫度，所以能抑制傳熱管外表結(jié)冰，保持所有的傳熱面積都是有效的，因此提高了海水與LNG之間的傳熱效率。新型的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；所有與天然氣接觸的組件都用鋁合金制造，可承受很低的溫度，所有與海水接觸的平板外表鍍以鋁鋅合金，防止腐蝕；LNG管道連接處安裝了過(guò)渡接頭，減少泄漏，提高運(yùn)行的安全性；啟動(dòng)速度快，并可以根據(jù)需求的變化遙控調(diào)整天然氣的流量，改善了運(yùn)行操作性能；開(kāi)放式管道輸送水，易于維護(hù)和清潔。開(kāi)架式氣化器使用天然熱源(海水)，因此操作費(fèi)用比擬低。但由于LNG氣化需要大量海水，對(duì)海水的品質(zhì)有一定要求：(1)重金屬離子Hg“檢測(cè)不出；Cu++≤10×10-9；(2)固體懸浮物≤80×10-6；(3)pH值7.5～8.5；(4)要求過(guò)濾器在海水取水處能夠去除10mm以上的固體顆粒。為了防止海水對(duì)基體金屬的腐蝕，可以在金屬外表噴涂保護(hù)層，以增加腐蝕的阻力。涂層材料可采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%Al+15%Zn的鋅鋁合金。開(kāi)架式氣化器需要較高的投資，安裝費(fèi)用也很高。與浸沒(méi)燃燒式氣化器相比，開(kāi)架式氣化器是利用海水，操作消耗主要是海水泵的電耗，所以它的優(yōu)點(diǎn)在于操作費(fèi)用很低，兩者之間的運(yùn)行費(fèi)用比為1:10。2.浸沒(méi)燃燒式氣化器在燃燒加熱型氣化器中，浸沒(méi)式燃燒加熱型氣化器是使用最多的一種。其構(gòu)造緊湊，節(jié)省空間，裝置的初始本錢(qián)低。它使用了一個(gè)直接向水中排出燃?xì)獾娜紵?，由于燃?xì)馀c水直接接觸，燃?xì)鈩×业財(cái)噭?dòng)水，使傳熱效率非常高。水沿著氣化器的管路向上流動(dòng)，LNG在管路中氣化，氣化裝置的熱效率在98%左右。每個(gè)燃燒器每小時(shí)105GJ的加熱能力，適合于負(fù)荷突然增加的要求，可快速啟動(dòng)，并且能對(duì)負(fù)荷的突然變化作出反響?？梢栽?0%～100%的負(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)用氣體提升的原理，可以在傳熱管外部獲得劇烈的循環(huán)水流，管外的傳熱系數(shù)可以到達(dá)5800～8000W/(m2·K)。表6-3列出了浸沒(méi)式燃燒加熱型氣化器的技術(shù)參數(shù)①標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的空氣體積流量。浸沒(méi)式燃燒加熱型氣化器的工作原理如圖6-4所示，燃料氣和壓縮空氣在氣化器的燃燒室內(nèi)燃燒，燃燒后的氣體通過(guò)噴嘴進(jìn)入水中，將水加熱。LNG經(jīng)過(guò)浸沒(méi)在水中的盤(pán)管，由熱水加熱而蒸發(fā)。浸沒(méi)燃燒式氣化器優(yōu)越