[发明专利]一种LNG浸没燃烧式气化器用烟气分布器及其设计方法

说明书

本发明提出了一种LNG浸没燃烧式气化器用烟气分布器及其设计方法，属于化工技术领域。所述烟气分布器采用管式分布器结构；所述烟气分布器包括进气主管、多个分支管、喷气孔、堵板和盲板；所述分支管一端固定安装在所述进气主管的一侧管壁上；所述分支管沿进气主管的轴向方向一字型等距排列安装，并与所述进气主管相互连通；所述进气主管的末端管口处设有堵板；所述分支管的上管壁设有喷气孔，所述分支管的盲端设有盲板。本发明设计方法主要以烟气分布器压降和喷气孔临界流量为控制指标确定烟气分布器。本发明所述烟气分布器具有结构形式简单，制造方便和布气性能良好的特点。

技术领域

本发明涉及一种LNG浸没燃烧式气化器用烟气分布器及其设计方法，属于化工技术领域。

背景技术

近年来，随着国际能源供应紧张局势加剧和全国气候日益恶化，大力开发和高效利用天然气成为各个国家的优先战略措施。在整个天然气产业链中，LNG浸没燃烧式气化器是高效的涉及气-液等多相体系的传热传质设备。由于其具有占地面积小、结构紧凑和换热效率高等特点，因此被广泛应用于LNG接收站调峰系统。

烟气分布器是LNG浸没燃烧式气化器系统中的一个重要零部件，其主要作用是均匀分布由浸没燃烧器产生的烟气，从而维持气化器壳程水浴中良好的气液两相流状态。可以说，烟气分布器的布气性能，直接决定着壳程气含率分布、气液两相流的流型、气泡的大小、气泡群的换热时间以及循环水浴的流动速度等，进而直接影响着整体气化器系统换热性能。

目前，国内化工设备领域中多采用管式气体分布器和板式气体分布器两种。然而由于上述两种气体分布器内气体流动均属于变质量流动，进而导致分支管上各个喷气孔的气体流量和压降不尽相同，具体表现为分支管上游排气孔的出口流量小于设计流量，下游排气孔的出口流量高于设计流量，即气体分布器整体布气性能具有很强的不均匀性。

上述气体分布器布气性能的不均匀性不仅与气体的流场相关，还与连接管道、喷气孔的结构参数密切相关。因此，研究这类典型气体分布器的布气机理，以及结构参数之间的无量纲关联关系，对于提高相应化工设备的运行效率是十分必要的。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的烟气分布器中的气体存在严重偏流的问题，提出了一种LNG浸没燃烧式气化器用烟气分布器极其设计方方法，通过优化烟气分布器的结构参数和气体流动流场，解决气体在此类设备中存在的严重偏流问题，进而改善烟气分布器的布气性能。

一种LNG浸没燃烧式气化器用烟气分布器，所述烟气分布器采用管式分布器结构；所述烟气分布器包括进气主管、多个分支管、喷气孔、堵板和盲板；所述分支管一端固定安装在所述进气主管的一侧管壁上；所述分支管沿进气主管的轴向方向一字型等距排列安装，并与所述进气主管相互连通；所述进气主管的末端管口处设有堵板；所述分支管的上管壁设有喷气孔，所述分支管的盲端设有盲板。

进一步地，所述进气主管采用变径结构，所述进气主管的前段管体直径大于所述进气主管1的后段管体直径。

进一步地，所述进气主管的前段管体直径为进气主管的整体管体长度的0.13—0.18倍；所述进气主管的后段管体直径为进气主管的整体管体长度的0.1—0.15倍。

进一步地，所述进气主管的前段管体直径为进气主管的整体管体长度的0.13、0.15或0.17倍；所述进气主管的后段管体直径为进气主管的整体管体长度的0.11、0.13或0.15倍。

进一步地，所述分支管采用椭圆管，所述分支管直径远小于所述进气主管的管径。

进一步地，所述分支管的直径为分支管盲端距离中心长度的0.04—0.06倍；相邻的两个分支管之间的中心线距离为分支管直径的9.5—11.5倍。

进一步地，所述分支管的直径为分支管盲端距离中心长度的0.04、0.05或0.06倍；相邻的两个分支管之间的中心线距离为分支管直径的9.5、10或11.5倍。