一種利用餘廢熱的移動式lng供氣裝置製造方法

2023-05-30 06:15:51

一種利用餘廢熱的移動式lng供氣裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種利用餘廢熱的移動式LNG供氣裝置，包括LNG儲存設備和車載氣化調壓貨櫃兩部分；所述車載氣化調壓貨櫃內安設有蓄熱式氣化器；所述蓄熱式氣化器內部設置有第一換熱管和第二換熱管，所述第一換熱管和第二換熱管的進出口均安裝在同一管板上，兩端封頭被隔板分成兩室；所述LNG儲存設備通過管道與蓄熱式氣化器連接。本實用新型供氣時無需外接電源或其他動力源，通過蓄熱式氣化器回收的餘廢熱氣化LNG，氣化量受環境的影響極小，設備供氣量大且氣化速度快，同時設置的電控櫃和安全裝置保證了供氣的安全可靠性，具有結構緊湊、移動方便、節能環保、啟動速度快、供氣能力強、環境適應性強、安全可靠性高的特點。
【專利說明】一種利用餘廢熱的移動式LNG供氣裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及液化天然氣供氣領域，具體涉及一種利用餘廢熱的移動式LNG供
氣裝置。
【背景技術】
[0002]在節能減排的大背景下，天然氣即將成為我國城市燃氣的主導氣源。隨著城市天然氣供氣的普及，如何保障用戶在檢修改造過程中及用氣高峰的連續穩定用氣，成為燃氣公司面臨的一個重要問題。發明專利CN102606880A及實用新型專利CN201057357Y和CN201310744Y公開的技術方案能夠在一定程度上緩解這一問題，但上述技術方案在供氣安全性上均有所欠缺，且其所採用的氣化器存在氣化速度慢、佔地面積大及環境適應性差等缺點，無法實現長時間穩定供氣，更不能在管網大範圍檢修或管網長期供氣不足的情況下使用。

【發明內容】

[0003]本實用新型的目的就在於解決上述技術方案中存在的不足，而提供一種利用餘廢熱的移動式LNG供氣裝置。
[0004]本實用新型的技術方案如下所述:
[0005]一種利用餘廢熱的移動式LNG供氣裝置，包括LNG儲存設備和車載氣化調壓貨櫃兩部分；所述LNG儲存設備為LNG槽車、罐式貨櫃等常規設備。車載氣化調壓貨櫃內安設有蓄熱式氣化器、電控櫃、過濾器、調壓器、流量計、THT加臭機、第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器以及防過液裝置、可燃氣體報警器、報警探頭、手提式乾粉滅火器、截止閥、緊急切斷電磁閥、超壓切斷閥和安全放散閥等安全裝置；所述LNG儲存設備通過管道與蓄熱式氣化器連接；所述蓄熱式氣化器內部設置有用於取熱的第一換熱管和用於氣化LNG的第二換熱管，所述第一換熱管和第二換熱管的進出口均安裝在同一管板上；蓄熱式氣化器兩端的封頭被隔板分成兩室，分別作為供熱流體的進出口及LNG的進出口 ；所述換熱管配置於管束支撐隔板上，換熱管周圍填充有相變材料並浸沒在導熱介質中；所述換熱管包括第一換熱管和第二換熱管；蓄熱式氣化器的外壁上設有一層保溫材料和用於測量相變材料溫度的溫度表。
[0006]上述設備中，所述LNG儲存設備通過管道與LNG入口法蘭、截止閥、緊急切斷電磁閥和蓄熱式氣化器液相入口順次相連，所述蓄熱式氣化器氣相出口通過管道與防過液裝置、過濾器、超壓切斷閥、調壓器、安全放散閥、流量計、THT加臭機、截止閥和天然氣出口法蘭順次相連，蓄熱式氣化器氣相出口與防過液裝置之間的連接管道上還依次設置有測量氣化器後溫度和壓力的第一溫度傳感器和第一壓力傳感器、THT加臭機與截止閥之間的連接管道上還依次設置有測量出站氣體溫度和壓力的第二溫度傳感器和第二壓力傳感器。
[0007]進一步地，本實用新型所有設備均採用不鏽鋼或合金等防腐材料進行製造。
[0008]進一步地，所述車載氣化調壓貨櫃管路上設置有位於不同方位的LNG入口法蘭和天然氣出口法蘭，便於在不同地段通過不鏽鋼軟管與LNG儲存設備和燃氣管網相連接。
[0009]進一步地，所述電控櫃內自帶車載電瓶，通過電線與傳感器、流量計及報警探頭相連，接收傳入的氣化器後溫度壓力、出站氣體溫度壓力流量及洩漏報警信號，通過電路向可燃氣體報警器及緊急切斷電磁閥輸出控制信號實現洩漏聲光報警和事故緊急切斷。
[0010]進一步地，所述調壓器為軸流式調壓器或自力式調壓器，範圍可調。
[0011]進一步地，所述過濾器為筒型過濾器或Y型過濾器。
[0012]進一步地，所述流量計為帶溫度、壓力補償的渦輪流量計、羅茨流量計或超聲波流量計，且其信號傳送到電控櫃。
[0013]進一步地，所述THT加臭機為手動加臭機或自動加臭機。
[0014]進一步地，所述換熱管呈U型、S型或螺旋式，其內外表面為光滑面或翅片表面。
[0015]進一步地，所述相變材料為一種或幾種儲能密度大、導熱係數高、腐蝕性較小、成本較低、性能穩定的無機相變材料、有機相變材料或複合相變材料，其相變溫度介於45?350°C，所述利用餘廢熱的移動式LNG供氣裝置的工作原理及過程如下:
[0016](I)蓄熱過程:將供熱流體(這部分流體主要來自於工業廢熱、餘熱等暫時不用的熱，而且該流體的溫度要高於蓄熱相變材料的相變溫度)通過第一換熱管，與周圍的導熱介質及相變材料發生熱量交換，相變材料吸熱而不斷升溫，當達到一定溫度時發生相變，從而將能量儲存。
[0017](2)供氣過程:LNG儲存設備與車載氣化調壓貨櫃經城市道路運至供氣現場，LNG經管路從LNG儲存設備進入蓄熱式氣化器後吸收其儲存的熱量升溫氣化、再依次經過調壓、計量及加臭處理後，通過氣相出口輸出到燃氣管網。
[0018]本實用新型具有如下有益效果:
[0019]該裝置供氣時無需外接電源或其他動力源，通過蓄熱式氣化器回收的餘廢熱氣化LNG，氣化量受環境的影響極小，設備供氣量大且氣化速度快，同時設置的電控櫃和安全裝置保證了供氣的安全可靠性，具有結構緊湊、移動方便、節能環保、啟動速度快、供氣能力強、環境適應性強、安全可靠性高的特點，可應用在局部地區管網及流動作業單位的應急供氣，氣源補充調峰，局部管網補壓以及獨立小區用戶正常供氣、新用戶的前期供氣服務。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型的利用餘廢熱的移動式LNG供氣裝置結構示意圖；
[0021]圖2為蓄熱式氣化器結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述。
[0023]實施例:
[0024]如圖1所示為本實用新型提供利用餘廢熱的移動式LNG供氣裝置結構示意圖，圖中所示為=LNG儲存設備1，車載氣化調壓貨櫃2，LNG入口法蘭201，天然氣出口法蘭202，液相入口法蘭203，氣相出口法蘭204，供熱流體入口法蘭205，供熱流體出口法蘭206，截止閥(21、21』、217、217』)，緊急切斷電磁閥22，蓄熱式氣化器23，電控櫃24，手提式乾粉滅火器25，第一溫度傳感器26，第一壓力傳感器27，防過液裝置28，過濾器29，超壓切斷閥210，調壓器211，安全放散閥212，流量計213，THT加臭機214，第二溫度傳感器215，第二壓力傳感器216，可燃氣體報警器218、報警探頭219，報警探頭219』，管道3。
[0025]圖2為蓄熱式氣化器結構示意圖；圖中所示為:蓄熱式氣化器23，第一換熱管231，相變材料232，導熱介質233，第二換熱管234，保溫材料235和溫度表236，管束支撐隔板237，隔板238。
[0026]作為本實用新型的一種優選實施例，所有設備均採用不鏽鋼進行製造，LNG儲存設備I通過一根2m長的不鏽鋼軟管3與車載氣化調壓貨櫃2管路上設置的LNG入口法蘭201相連接，LNG入口法蘭通過管路與截止閥(21或21』)、緊急切斷電磁閥22及蓄熱式氣化器23的液相入口法蘭203順次相連，蓄熱式氣化器的內部設置有用於取熱的第一換熱管231和用於氣化LNG的第二換熱管234,換熱管的進出口均安裝在同一管板上,兩端封頭被隔板238分成兩室並設置有供熱流體入口法蘭205、供熱流體出口法蘭206、液相入口法蘭203及氣相出口法蘭204，分別作為供熱流體的進出口及LNG的進出口，換熱管配置有管束支撐隔板237，周圍填充有相變材料232並浸沒在導熱介質233中，蓄熱式氣化器23的外壁上設有一層保溫材料235和用於測量相變材料溫度的溫度表236,蓄熱式氣化器23的氣相出口法蘭通過管道與防過液裝置28、過濾器29、超壓切斷閥210、調壓器211，安全放散閥212，流量計213，THT加臭機214、截止閥(217或217』)和天然氣出口法蘭202順次相連，蓄熱式氣化器氣相出口與防過液裝置之間的連接管道上還依次設置有測量氣化器後溫度和壓力的第一溫度傳感器26和第一壓力傳感器27、THT加臭機與截止閥之間的連接管道上還依次設置有測量出站氣體溫度和壓力的第二溫度傳感器215和第二壓力傳感器216，車載氣化調壓貨櫃還配備有電控櫃24和手提式乾粉滅火器25，電控櫃通過電線與傳感器、流量計及報警探頭219、219』相連，接收傳入的溫度、壓力、流量及洩漏報警信號，通過電路向可燃氣體報警器218及緊急切斷電磁閥22輸出控制信號實現洩漏聲光報警和事故緊急切斷。
[0027]進一步地，所述的LNG儲存設備I採用有效容積為40 m3 (氣態體積約24000 Nm3)的罐式貨櫃，所述的LNG入口法蘭201、液相入口法蘭203的通徑為25mm，所述氣相出口法蘭204和天然氣出口法蘭202的通徑為100 mm，所述蓄熱式氣化器23的氣化能力為1000Nm3/h，其換熱管結構採用U型，內外表面為翅片表面，周圍填充有稀土相變蓄熱材料40噸，其相變溫度為75°C°C，相變潛熱為21(T315 KJ/kg，導熱介質採用導熱油，氣化器的整體尺寸為5500X2100X 1600mm，佔地面積比空溫式氣化器減小了約30%。
[0028]進一步地，LNG在氣化後依次流過防過液裝置、Y型過濾器進入軸流式調壓器211，調壓後壓力為2.5即&?0.35 MPa，供氣能力均滿足1000 Nm3/h的流量要求，再經帶溫度、壓力補償的羅茨流量計計量，自動加臭機加臭後通過通徑100 _的天然氣出口法蘭連接到燃氣管網。
[0029]作為本實用新型的一種具體實施例，應用所述利用餘廢熱的移動式LNG供氣裝置回收一熱電廠鍋爐排煙氣的廢熱對中壓管網進行應急供氣，最大供氣量為1000 Nm3/h，出口壓力為0.35 MPa,出口溫度為0?35°C，可實現24小時連續供氣。
[0030]利用餘廢熱的移動式LNG供氣裝置，其工作過程如下:
[0031](I)蓄熱過程:將溫度為22(T250°C的高溫煙氣通入第一換熱管，與導熱油及相變材料發生熱量交換，相變材料因吸熱而不斷升溫，在未達到相變溫度以前，相變材料存儲顯熱，獲得足夠的熱量後會逐漸發生相變儲存潛熱，相變結束並達到設定溫度100°c時蓄熱過程完成，蓄熱量為顯熱(6(T10(TC)加潛熱，40噸蓄熱材料一次蓄熱儲存總熱量約為362萬千卡。
[0032](2)供氣過程:LNG儲存設備與車載氣化調壓貨櫃經城市道路運至供氣現場，連接好管路後，-160°C的LNG經管路從LNG儲存設備進入蓄熱式氣化器。在供氣初期，LNG迅速吸收相變材料存儲的顯熱升溫氣化；隨著供氣時間變長，相變材料逐漸發生晶格變化並釋放所存的潛熱；最終，其溫度下降達到規定的溫度(5(T60°C)並釋放出剩餘顯熱，釋熱結束。在此過程中，LNG迅速氣化，氣化後的天然氣再依次經過調壓、計量及加臭處理後，通過氣相出口輸出到燃氣管網。
[0033]應當理解，以上藉助優化實施例對本實用新型的技術方案進行的詳細說明是示意性的而非限制性的，不能認定本實用新型的【具體實施方式】僅限於此，對於本實用新型所屬【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，對各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換，都應當視為屬於本實用新型提交的權利要求書確定的專利保護範圍。
【權利要求】
1.一種利用餘廢熱的移動式LNG供氣裝置，其特徵在於，包括LNG儲存設備(I)和車載氣化調壓貨櫃(2)兩部分；所述車載氣化調壓貨櫃(2)內安設有蓄熱式氣化器(23);所述蓄熱式氣化器(23)內部設置有用於取熱的第一換熱管(231)和用於氣化LNG的第二換熱管(234)，所述第一換熱管(231)和第二換熱管(234)的進出口均安裝在同一管板上；蓄熱式氣化器(23)兩端的封頭被隔板分成兩室，分別作為供熱流體的進出口及LNG的進出口 ；所述換熱管配置於管束支撐隔板(237 )上，換熱管周圍填充有相變材料(232 )並浸沒在導熱介質(233)中；所述換熱管包括第一換熱管(231)和第二換熱管(234);所述LNG儲存設備(I)通過管道(3 )與蓄熱式氣化器(23 )連接。
2.根據權利要求1所述的利用餘廢熱的移動式LNG供氣裝置，其特徵在於，所述LNG儲存設備(I)為LNG槽車或罐式貨櫃；所述車載氣化調壓貨櫃(2)還包括電控櫃(24)、過濾器(29)、調壓器(211)、流量計(213)、THT加臭機(214)、第一溫度傳感器(26)、第二溫度傳感器(215)、第一壓力傳感器(27)、第二壓力傳感器(216)以及安全裝置；所述安全裝置包括防過液裝置(28)、可燃氣體報警器(218)、報警探頭(219、219』)、手提式乾粉滅火器(25)、截止閥(21、21』、217、217』)、緊急切斷電磁閥(22)、超壓切斷閥(210)和安全放散閥(212);所述LNG儲存設備(I)通過管道與LNG入口法蘭、截止閥(21、21』)、緊急切斷電磁閥(22)和蓄熱式氣化器液相入口順次相連，所述蓄熱式氣化器氣相出口通過管道與防過液裝置(28)、過濾器(29)、超壓切斷閥(210)、調壓器(211)、安全放散閥(212)、流量計(213)、THT加臭機(214)、截止閥(217、217』 )和天然氣出口法蘭順次相連，蓄熱式氣化器氣相出口與防過液裝置之間的連接管道上還依次設置有測量氣化器後溫度和壓力的第一溫度傳感器(26)和第一壓力傳感器(27)、THT加臭機與截止閥之間的連接管道上還依次設置有測量出站氣體溫度和壓力的第二溫度傳感器(215)和第二壓力傳感器(216);所述蓄熱式氣化器(23)外壁上設有一層保溫材料(235)和用於測量相變材料溫度的溫度表(236)。
3.根據權利要求1所述的利用餘廢熱的移動式LNG供氣裝置，其特徵在於，所述車載氣化調壓貨櫃(2)管路上設置有位於不同方位的LNG入口法蘭和天然氣出口法蘭。
4.根據權利要求2所述的利用餘廢熱的移動式LNG供氣裝置，其特徵在於，所述電控櫃(24)內自帶車載電瓶，通過電線與傳感器(26、27、215、216)、流量計(213)及報警探頭(219、219』)相連，接收傳入的氣化器後溫度壓力、出站氣體溫度壓力流量及洩漏報警信號，通過電路向可燃氣體報警器(218)及緊急切斷電磁閥(22)輸出控制信號實現洩漏聲光報警和事故緊急切斷。
5.根據權利要求2所述的利用餘廢熱的移動式LNG供氣裝置，其特徵在於，所述調壓器(210)為軸流式調壓器或自力式調壓器，範圍可調；所述過濾器(212)為筒型過濾器或Y型過濾器。
6.根據權利要求2所述的利用餘廢熱的移動式LNG供氣裝置，其特徵在於，所述流量計(213)為帶溫度、壓力補償的渦輪流量計、羅茨流量計或超聲波流量計，且其信號傳送到電控櫃(24);所述THT加臭機(214)為手動加臭機或自動加臭機。
7.根據權利要求1所述的利用餘廢熱的移動式LNG供氣裝置，其特徵在於，所述第一換熱管和第二換熱管呈U型、S型或螺旋式，其內外表面為光滑面或翅片表面。
【文檔編號】F17C13/02GK203823429SQ201420133929
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年3月24日 優先權日:2014年3月24日
【發明者】樊栓獅, 孫超, 郎雪梅, 王燕鴻, 溫永剛 申請人:華南理工大學