[发明专利]一种烟气冲击旋水式LNG加热气化炉的烟气循环系统

说明书

技术领域

本发明涉及烟气冲击旋水式LNG加热气化炉的改良装置，特别是涉及烟气冲击旋水式LNG加热气化炉的烟气循环系统的一种改良装置。

技术背景

天然气是清洁能源，具有热值高，燃烧产物污染小，储运方便等特点。在当今节能减排成为全球共识之时，天然气成为能源发展方向之一。在运输方面，天然气往往采用管道输送，如我国的西气东输管线，或将天然气冷凝液化成液化天然气（Liquefied Natural Gas，简称LNG），使其体积大大缩小（常压下，625M³天然气能冷凝成1 M³LNG），然后用船、车等运载工具运输，如我国从国外用大型LNG运输船装运进口LNG；在储藏方面，天然气一般采用地下储气、管道储气或大型球罐储气，而LNG更具有优势，只需较小的储液容器就能储藏大量的天然气。但在使用时，LNG仍须加热气化成工艺所需的压力、温度下的天然气，才能供工程实际使用，因此在LNG供气系统中，必须有加热气化LNG的装置，它是一种不可或缺的重要设备。

本发明人在2010年提出和取得了专利号ZL201010113494.6的《烟气冲击旋水式LNG加热气化炉》专利，是一种新颖的LNG加热气化装置，所述气化炉利用燃烧产生的烟气高速冲击浸没在水池中的气流旋水子，溅起并夹带水滴、水雾、水蒸汽，形成湿度较高的烟气流，通过盘管加热气化在盘管中流动的LNG，从而达到工艺要求的天然气供气参数。之所以要实现高温烟气冲击水面形成含湿气流，一是为了降低进入盘管的烟气温度，使直接接触盘管的烟气温度低于LNG的着火温度，保证LNG加热气化炉的安全运行；二是为了将烟气携带的部分热量传递给水池中的水，使水温提高，以加热在浸没在水池中的盘管内流动的天然气。

所述一种烟气冲击旋水式LNG加热气化装置的具体结构为：

在立式密闭圆筒形外壳的顶部安装燃烧室，燃烧室由内筒和外筒构成,内筒的顶部安装燃烧器,外筒的下端为锥形的烟气喷嘴；在外筒的外壁与圆筒形外壳的内壁之间形成换热面布置空间，在换热面布置空间的上部开设排烟管道；

在燃烧室外筒与内筒之间构成夹套结构的燃烧室,燃烧室的底部与锥形喷口连通，燃烧室的顶部经循环烟道与排烟管道连通；

在排烟管道中设置排烟管道调风门，在循环烟道中设置循环烟道调风门；

立式密闭圆筒形外壳的下部为积存水的水池，水池的水面部分浸没呈倒置伞状的气流旋水子，气流旋水子的中心为向上突起的尖顶，由尖顶向下并向四周扩展的是以某种曲线形状先向下至圆盘边缘后再略向上弯曲的曲面；

在换热面布置空间中布置了围绕燃烧室外筒呈螺旋上升排列的盘管；盘管的一端为LNG进口，另一端为天然气出口。

该气化炉利用燃料燃烧产生的烟气高速冲击浸没在水池中的气流旋水子，溅起并夹带水滴、水雾、水蒸汽，形成湿度较高的烟气流，流经盘管加热气化在盘管中流动的LNG，使LNG气化并达到工艺要求的天然气供气参数。之所以要实现高温烟气冲击水面形成含湿气流，一是为了降低进入盘管的烟气温度，使直接接触盘管的烟气温度低于LNG的着火温度，保证LNG加热气化炉的安全运行。二是因为烟气中的水蒸汽冷凝时的凝结传热有利于提高烟气与盘管间的传热效率。三是为了将烟气携带的部分热量传递给水池中的水，以提高水温加热流过浸没在水池中的盘管内的天然气。因此，使烟气有效地溅起并夹带水滴、水雾、水蒸汽是该类加热气化炉的关键技术。

烟气有效溅起并夹带水滴、水雾、水蒸汽的主要因素取决于烟气速度，而烟气速度取决于烟气流量及其流通截面，当所需加热气化的LNG额定量确定时，所需燃料量及随之产生的烟气量也已确定，这样，当烟气流通截面积，即喷口面积确定后，采用烟气循环增加烟气量是一行之有效的方法，该方法既能保证所需烟气量，又能保证较高的入炉气体温度，利于炉内运行，因此，烟气循环装置是一个很重要、敏感的工作部件。

现有技术烟气循环装置的结构如前所述，燃烧室的顶部经循环烟道与下部的外壳相通，循环烟道的侧部接出排烟管道，经风机向大气排出，在循环烟道中设置循环烟道调风门，在排烟管道中设置排烟管道调风门。

通过实践证明如此结构并不好，如此安装风机及配置管路、调风门，无论风机工作与否，无论风机的抽吸力大或小，无论循环烟道调风门或排烟管道调风门如何开闭，对循环烟道中的烟气作用、影响都不大，整个烟气循环系统难以调节再循环烟气量，对加热气化装置的运行效果大受影响，有时甚至无法运行，亟待改善和解决。

发明内容