LNG接收站开架式海水气化器的应用与结构研究.docx

LNG接收站开架式海水气化器的应用与结构研究董顺 中石化青岛液化天然气有限责任公司，青岛，中国，266000摘要：气化器作为LNG接收站的核心设备，在整个接收站工艺中发挥着重要作用，本文介绍了四种在LNG接收站中应用 的气化装置，对气化器的选型作出了简要分析。结合LNG接收站的特点，从材质、海水温度、热交换等方面人手，分析了开架式海水气化器的结构特点，介绍了开架式海水气化器的工艺流程，以及在LNG接收站的应用。关键词：LNG；开架式海水气化器；结构随着国家能源战略的推进，天然气作为一种新型的绿色能源，开始受到人们广泛的关注，近几年，天然气消耗量迅速增长， 出现供不应求的局面，而液化天然气(LNG)以其体积小、热值高等特点，开始对调节天然气市场发挥着举足轻重的作用，越来越多的LNG工程开始投入到建设当中。在LNG接收站中LNG气化器是主要核心设备，其作用是将液态LNG气化为气态NG，然后进行计量外输。由于LNG是一种超低温介质，温度达到一162．5℃，气化过程需要供给大量的热能，通常是利用海水热与燃烧热，根据热能提供方式的不同，气化器可分为不同的结构形式。1．常见的LNG气化装置及选型常见的LNG气化器有：开架式海水气化器(以下简称0Rv)、浸没燃烧式气化器(sCv)、中间介质型气化器(IFV)、 空浴式式气化器，下面对这几种气化器进行简单介绍。1。1开架式海水气化器 开架式海水气化器，用海水作为LNG气化的热源，海水喷淋在蒸发器外表面，LNG在管内吸收海水的热量，设计简单，操作和维护都很方便，是最常用的一种气化器12l。由换热管排列成换热面板(如图1所示)，天然气处理量最大可达到206t／}l。L—W■rHT∞^图1开架式海水气化器图2浸没燃烧式气化器1．2浸没燃烧式气化器浸没燃烧式气化器又称为scV，利用燃气燃烧加热水浴，LNG气化盘管放置在水中加热，燃烧器浸没在水浴里，燃烧产生的热气直接进入水浴，使水浴升温，这种形式的气化器气化能力大，占地面积适中，开停车易于操作，但燃气直接使用站内天然气， 使运行成本较高，主要用于调峰型装置和紧急使用的情况，这种气化器的热效率可达95％以上。1．3中间介质型气化器 中间介质型气化器又称为IFV，此种气化装置可以改善结冰带来的影响，通常采用丙烷、丁烷或氟利昂等介质作中间传热流体(如图3所示)，特点是占地面积小，能够得到稳定的气化量，气化器可分为两级，第一级由LNG和中间传热流体进行换热， 第二级由中■l一蒸发■抽癸誓图3中间介质型气化器图4空浴式气化器问传热流体和热源流体进行换热。这种气化器适用于能量的综合利用，即热电联产。热源流体可以用海水，也可以采用乙二 醇水溶液。在美国covepoint接收站内，采用异丁烷作为中间传热流体，采用乙二醇水溶液作为热源流体，降温后的热源流体由气体透平的排气废热进行加热。1．4空浴式气化器 空温式气化器是利用液化石油气(LPG)、液化天然气(LNG)等燃气减压气化的特性实现气体气化的新型高效环保节能气化装置。空温式气化器是依自身显热和吸收外界大气环境热量而实现气化功能的，其结构简单，运行费用低，由于空气加热的 能量比较小，因此仅适用于气化量较小的系统。1．5气化器的选型 以上介绍的四种气化器中，从热量提供上看，0RV和IFV均可使用海水作为加热介质，scV使用燃气加热软化水浴，而空浴式直接使用大气，空浴式气化器的运行成本更低一些，但其受限于处理能力。气化设备对海水及软化水有着明确的要 求，对于海水要评估海洋生物的影响，需进行加氯处理，同时固体颗粒直径限制在2mm以下，重金属离子Hr10×10一，cu2+lO×10。，PH限制在7．5—8．5之间，固体颗粒物的浓度80×10～。而对于软化水一般要求PH7，含油量2mg，L，总硬度0．03mmol，L，固体颗粒物5m马，L。因此在气化器的选型时，在使用条件上需要对所在海域水质进行细致的检测，确认海水质量 是否满足使用要求，如果引入海水净化系统，则需进行投资费用的核算，合理的选择使用ORV或者IFV。scV采购价格一般低于ORv的价格，虽然scv热效率高，但由于在使用时同时需要消耗燃气，运营成本相应也提高，因此一般作为季节调峰时使用，而不作为基本稳定型气化器。根据各气化器的特点，选型时对当地的海水温度进行检测，ORV一般要求保证人口温度不低于5℃，因此海水温度较高地区的接收站，在海水水质满足要求的前提下，可选择使用0RV或者IFv，不需安装scV。而在海水季节性温度经常低于5℃的地区，sCv可在季节性调峰中发挥重要的作用。2．开架式海水气化器的结构分析2．1开架式海水气化器的选材 由于0Rv的加热介质为海水，同时要兼顾LNG超低温的特性，因此在进行0RV设备的选材时，要重点分析材料的抗腐蚀性，而一般来说海水腐蚀性