一种用于LNG气化站抑制冷雾和节能的系统的制作方法

一种用于lng气化站抑制冷雾和节能的系统
技术领域
1.本技术属于天然气供应技术领域，具体涉及一种用于lng气化站抑制冷雾和节能的系统。


背景技术：

2.lng气化站是利用气化装置将储存的液化天然气(简称lng) 转变为气态天然气，并向下游用户输送供应的场所。lng气化站的设计和建设考虑到成本、占地等因素，通常采用空温式气化器作为 lng的主要气化设备，而空温式气化器的原理是通过和环境换热使 lng气化，因此在运行过程中会使周边空气中的水分冷凝从而产生冷雾，且冷雾在湿度大、温度低的情况下更易产生和聚集。
3.冷雾一方面会影响站场操作人员视野，从而影响生产运行安全；另一方面，当冷雾大量聚集并向外蔓延时，会进一步影响周边环境，造成不良社会的影响。
4.目前，针对lng气化站冷雾处理的方式有很多，总体有两种思路：一种是通过各种装置对产生的冷雾进行驱散和消除，如风机、丝网等，该方式安装便捷，使用灵活，但除雾效果受运行工况和外界环境影响较大，可靠性不足；另一种是在气化环节控制与环境的换热量从而直接减少冷雾的产生，如采用全水浴式气化器，这种方式除雾效果好，可靠性高，但会大大增加运行能耗。
5.因此，亟需寻求一种lng气化站抑制冷雾和节能的解决方案，能既不产生冷雾、同时能最大限度地减少运行能耗。


技术实现要素：

6.本技术为了解决上述技术问题，提供了一种用于lng气化站抑制冷雾和节能的系统，能够避免lng气化过程产生大量冷雾对周边环境的影响，同时最大限度地减少气化所需能耗。
7.一种用于lng气化站抑制冷雾和节能的系统，包括lng储罐、空温式气化器、水浴式气化器、空温式复热器和天然气外输管道；
8.所述lng储罐的输出端通过管道与所述空温式气化器的输入端、所述水浴式气化器的输入端分别连通；
9.所述水浴式气化器的输出端通过管道与所述天然气外输管道的输入端、所述空温式复热器的输入端分别连通；
10.所述空温式气化器的输出端、所述空温式复热器的输出端分别通过管道与所述外输管道连通。
11.进一步地，所述空温式气化器共设置两台，且两台所述空温式气化器采用并联方式连接。
12.进一步地，所述水浴式气化器共设置两台，且两台所述水浴式气化器采用并联方式连接。
13.进一步地，所述空温式复热器共设置两台，且两台所述空温式复热器采用并联方式连接。
14.进一步地，所述lng储罐的输出端至所述空温式气化器的输入端之间的管道上设有用于控制管道开启或关闭的第一控制阀。
15.进一步地，所述lng储罐的输出端至所述水浴式气化器的输入端之间的管道上设有用于控制管道开启或关闭的第二控制阀。
16.进一步地，所述水浴式气化器的输出端至所述空温式复热器的输入端之间的管道上设有用于控制管道开启或关闭的第三控制阀；
17.所述水浴式气化器的输出端至所述天然气外输管道的输入端之间的管道上设有用于控制管道开启或关闭的第四控制阀。
18.进一步地，还包括与所述水浴式气化器配套的热水循环装置，所述热水循环装置包括热水炉和循环水泵，所述热水炉和循环水泵用于为所述水浴式气化 器提供热水作为换热介质，且可根据系统设置调节循环热水的给水温度。
19.进一步地，还包括仪表及控制器，所述仪表用于监测系统中的温度、压力及流量数据并反馈给所述控制器，所述控制器通过设定的逻辑控制系统中各路管道上控制阀的开启或关闭。
20.进一步地，还包括气候收集箱，所述气候收集箱用于采集所述 lng气化站周围的环境温度数据、相对湿度数据、风速数据。
21.与现有技术相比，本技术的有益效果如下：
22.1、本技术提供一种用于lng气化站抑制冷雾和节能的系统，将多种不同形式的气化装置配置成多个能耗不同的气化模式，气化模式按能耗由低至高包括：空温式气化器独立运行模式、水浴式气化器和空温式复热器联合运行模式、水浴式气化器独立运行模式。可根据现场环境和运行状况通过控制系统对气化模式进行切换，达到抑制冷雾和节能目的。
23.2、在风速高、气化量小、空气含湿量低等不易产生冷雾的环境条件下，系统将采用空温式气化器独立运行模式来实现lng气化；若系统判断该模式下运行会产生冷雾，则将切换气化模式，采用水浴式气化器+空温式复热器联合运行模式；若系统判断该模式下运行会在该模式下运行仍会产生冷雾，则切换采用水浴式气化器独立运行模式。系统通过对环境数据的监测和计算，判断冷雾产生的情况并切换相应的气化模式，以此可以有效控制冷雾的产生。
24.3、系统会优先选用空温式气化器独立运行模式，此时气化热量全部来自环境，无额外能耗；若该模式下产生冷雾，则切换到水浴式气化器和空温式复热器联合运行模式，此时水浴式气化器将lng气化至一定温度后，再通过空温式气化器进行复热，可降低水浴式气化器能耗负荷；若该模式下仍产生冷雾，则切换至水浴式气化器独立运行模式，此时通过设置在天然气外输管道上的信号检测监测天然气流量及出口温度，并反馈给控制器调节水浴式气化器循环热水的给水温度，控制能耗，避免浪费。通过此方式，系统始终优先选用能耗较低的气化模式用于气化，并在抑制冷雾产生的同时最大限度地减少气化所需能耗，以达到节能目的。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
26.图1是本技术一种用于lng气化站抑制冷雾和节能的系统的结构示意图。
具体实施方式
27.为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型做进一步详细说明。
28.如图1所示，一种用于lng气化站抑制冷雾和节能的系统，包括lng储罐1、空温式气化器2、水浴式气化器3、空温式复热器4 和天然气外输管道5；所述lng储罐1的输出端通过管道与所述空温式气化器2的输入端、所述水浴式气化器3的输入端分别连通；所述水浴式气化器3的输出端通过管道与所述天然气外输管道5的输入端、所述空温式复热器4的输入端分别连通；所述空温式气化器2的输出端、所述空温式复热器4的输出端分别通过管道与所述天然气外输管道5连通。
29.所述空温式气化器2共设置两台，且两台所述空温式气化器2采用并联方式连接；所述水浴式气化器3共设置两台，且两台所述水浴式气化器3采用并联方式连接；所述空温式复热器4共设置两台，且两台所述空温式复热器4采用并联方式连接。设计时会根据不同气化量确定设备的规格。
30.所述lng储罐1的输出端至所述空温式气化器2的输入端之间的管道上设有用于控制管道开启或关闭的第一控制阀20；所述lng 储罐1的输出端至所述水浴式气化器3的输入端之间的管道上设有用于控制管道开启或关闭的第二控制阀30；所述水浴式气化器3的输出端至所述空温式复热器4的输入端之间的管道上设有用于控制管道开启或关闭的第三控制阀40；所述水浴式气化器3的输出端至所述外输管道5的输入端之间的管道上设有用于控制管道开启或关闭的第四控制阀50。通过在各管路上设置控制阀，可实现气化模式的切换。
31.还包括与所述水浴式气化器3配套的热水循环装置，所述热水循环装置包括热水炉31和循环水泵32，所述热水炉31和热水循环泵 62用于为所述水浴式复热器3提供热水作为换热介质，且可根据系统设置调节循环热水的给水温度。
32.还包括仪表及控制器，所述仪表用于监测系统中的温度、压力及流量数据并反馈给所述控制器，所述控制器通过设定的逻辑控制系统中各路管道上控制阀的开启或关闭。
33.还包括气候收集箱，所述气候收集箱用于采集所述lng气化站周围的环境温度数据、相对湿度数据、风速数据。将收集的环境数据反馈至控制器，并通过仪表显示。
34.本技术提供一种用于lng气化站抑制冷雾和节能的系统，通过配置不同形式的气化装置，设置成3个能耗不同的气化模式，按能耗由低至高包括：空温气化器独立运行模式、水浴气化器和空温复热器联合运行模式、水浴气化器独立运行模式。
35.当处于空温气化器2独立运行模式时，所述lng储罐1的输出端通过管道与所述空温气化器2的输入端连通，所述空温气化器2的输出端通过管道与所述外输管道5连接；
36.当处于水浴气化器3和空温复热器4联合运行模式时，所述lng 储罐1的输出端通过管道与所述水浴气化器3的输入端连通，所述水浴气化器3的输出端与所述空温复热器4的输入端连通，所述空温复热器4的输出端通过管道与所述天然气外输管道5连通；
37.当处于水浴气化器3独立运行模式时，所述lng储罐1的输出端通过管道与所述水浴气化器3的输入端连通，所述水浴气化器3的输出端通过管道与所述天然气外输管道5连通。
38.系统优先选用能耗低的气化模式用于气化，此时若产生冷雾，则切换到能耗更高的气化模式，通过此方式可优先选用能耗较低的气化模式，最大限度地减少气化所需能耗以达到抑制冷雾产生和节能目的。
39.本设计方案在抑制冷雾和节能主要体现在几方面：
40.1.在风速高、气化量小、空气含湿量低等不易产生冷雾条件下，采用空温式气化器独立运行模式直接气化。此时换热热量全部来自环境热量，可实现系统无能耗。
41.2.若在第一种模式下运行产生冷雾，则切换气化模式，采用水浴式气化器和空温式复热器联合运行模式，启动热水循环，保障水浴气化器的天然气出口温度达到-90℃，再通过空温式气化器对天然气进行复热。此时能够有效减小水浴式气化器负荷，节约能耗。
42.3.当气化量较大或气象条件较差时，若在第二种模式下运行仍产生冷雾，则采用水浴式气化器独立运行模式，系统根据天然气外输管道反馈的流量和温度信号，自动调整循环热水的给水温度，保障水浴式气化器天然气出口温度为5℃，此时能有效控制能耗，避免浪费。
43.4.随着换热器入口天然气温度降低、含湿量(d)增加、空气流速减小，均可使换热后空气温度降低，当其降到露点温度时，将会产生冷雾。本技术可根据采集到的当地的环境温度、湿度、风速等因素，并结合当地特点，建立监控模型，收集环境数据后，计算热交换后空气干球温度，再判断热交换后空气干球温度是否大于或等于露点温度，若是则判定为产生冷雾，切换至能耗更高的气化模式，实现运行模式的自动切换。
44.效果说明：
45.在保证不产生冷雾的情况下，对采用水浴式气化器和空温式复热器联合运行模式和采用水浴式独立运行模式气化过程进行计算和对比，得到采用水浴式气化器和空温式复热器联合运行模式在各种流量下的均比采用水浴式独立运行模式的能耗节省30％左右。
46.另外，不同气化模式的设备布置和占地也会有所不同，如上述某站全部采用空温式气化器进行气化，则需布置10台空温式气化器，占地约750m2；如采用本方案中多种气化模式的系统，则需布置2台空温式气化器，2台水浴式气化器和2台空温式复热器，占地约450m2，节省比例约为40％。
47.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。