虽然海水开架式汽化器不是动设备,有较大的可靠性,但是汽化器是输送系统中的最重要的设备,设置备用汽化器仍然是必须的。根据经济分析比较,采用浸没燃烧式汽化器作为海水开架式汽化器的备用。汽化器的配置见表3-21。
表3-21 LNG汽化器的配置
海水开架式汽化器的生产能力为180t/h,浸没燃烧式汽化器的生产能力为120t/h。因此,一期配置海水开架式汽化器5台,二期6台;一期配置浸没燃烧式汽化器1台,二期2台。
一台海水泵的能力可满足一台海水开架式汽化器的需要。海水泵的配置应确保不因为海水泵的维修而影响海水开架式汽化器的正常操作。因此,一期配置海水泵6台(其中1台备用),二期7台(其中1台备用)。
海水开架式汽化器或海水泵的维修应安排在外输要求为低值的时间,且每次只维修1台。
来自高压输送总管的LNG,在操作压力大约为9MPa的汽化器中被汽化,并向接收站气体输送系统的上游天然气输出总管中输入天然气。接收站将使用两种类型的LNG汽化器:五台海水开架式汽化器(ORV),每台都有180t/h的生产能力;一台浸没式燃烧加热汽化器(SCV),生产能力为120t/h。
1.海水开架式汽化器
海水开架式汽化器通过海水和LNG换热,将LNG汽化,并通过管线送至下游各用户,共五台。为提高换热效率,选用铝合金材料,管束的内外表面为不同形状的翅片。流量为180t/h,换热量为36.2MW。尺寸为:11.5m×8.5m×8m,管束分为五组。为充分换热,LNG自下而上,海水通过分布器自上而下逆流换热。五台相同的海水开架式汽化器(ORV)是并列安装。ORV能够处理从10%~100%的设计流量和负载。ORV的设计参数如下:
设计负荷 36160kW
LNG/NG设计流量 180t/h
设计压力 13.90MPa
设计温度 -170℃/60℃
海水最低温度 10℃
通过使用翅管提高了管的传热效果,因为这样增加了管子的总的传热面积。翅管组成的多个传热平板,通过进出口汇管连接在一起,LNG是从下方进入传热平板内的翅管并向上流动。海水作为开架式汽化器的加热媒介。海水从顶部进入并沿着翅管表面向下流动,汇集在底部的水槽,排到海水明渠。LNG经过底部汇管进入开架式汽化器,直接进入翅管向上流动。海水流向与进入的LNG是逆流方向,这样增加了汽化器的传热效率。
开架式汽化器主要的参数如下:
LNG流量 18~180t/h
正常操作压力范围 8.14~9.2MPa
LNG最低入口温度 -156℃
天然气出口最低温度 2℃
海水入口温度 10~34℃
允许的海水进出口最大温差 5℃
基于接收站输出需求,可通过在每个汽化器进口的流量控制阀进行流量调节。开架式汽化器设计的流量范围是18~180t/h。汽化器(ORV和SCV)的出口天然气的最低温度是2℃,是为了保证输气干线计量站里有1℃的最低温度。一般海水流量维持在一个恒定流量。天然气的输出温度的变化,取决于海水温度和通过开架式汽化器的LNG流量。类似的原因,开架式汽化器的海水出口温度,将在一天的过程中发生少许变化。(www.xing528.com)
2.浸没式燃烧汽化器
浸没燃烧式汽化器是为快速提高汽化能力、满足高峰用气及有海水开架式汽化器维修而设一台,生产能力为120t/h,换热量为24MW,尺寸为17m×9m×11m,管束选用不锈钢,使用加热后的天然气作燃料,火焰直接加热经过反渗透处理过的水,再用水加热浸在水中的管束使LNG汽化。浸没式燃烧汽化器设计参数如下:
设计负荷 24090kW
LNG/NG设计流量 120t/h
设计压力 13.90MPa
设计温度 -170℃/60℃
浸没式燃烧汽化器包含一个燃烧器系统,这个系统间接加热浸没在汽化器混凝土罐水里的LNG热交换盘管。辅助系统如下:
1)用来给浸没式燃烧器提供燃烧空气的鼓风机。
2)给燃烧器提供燃料气的装置。
3)冷却水泵,用来冷却燃烧器的外壳。
4)水处理装置,通过树脂和反渗透膜来处理汽化器的用水。
5)pH值控制系统。
6)NOx控制系统。
浸没式燃烧汽化器使用天然气作为燃料气。燃料气消耗量大约是LNG输出质量流量的1.5%。一个在线的不间断操作系统用来控制水浴室的pH值。排放的污水和燃料气要符合中国排放法规。一般此装置的排放水的pH值保持在6~9之间。浸没式燃烧汽化器主要操作参数如下:
LNG流量 12~120t/h
正常操作压力范围 8.16~7.96MPa
LNG最低入口温度 -155℃
天然气出口最低温度 2℃
水浴室温度 5~55℃
水溢出流量 3.2m3/h
对于浸没式燃烧汽化器,天然气的输出温度是随着LNG的流量而变化,燃料气是依靠水浴室的温度来控制。天然气的最低输出温度是2℃。燃料气和来自鼓风机的空气直接送到燃烧器燃烧,燃烧产物火焰和气体直接喷入水浴里,LNG流经浸没在水浴里的盘管,从而被汽化。冷的废气经过烟囱排入大气。控制水浴内的酸性条件,以保持pH值中性来防止腐蚀。在操作过程中,水浴内的水被连续排放到海里。
浸没式燃烧汽化器配备有专门的精制水处理装置,以减少给水中含有的氯化物和溶解固体,并不断地补充精制水,以避免增加在汽化器和排放水中的酸性浓度。
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