一种利用余废热的移动式lng供气装置制造方法
【专利摘要】本发明公开一种利用余废热的移动式LNG供气装置，包括LNG储存设备和车载气化调压集装箱两部分；所述车载气化调压集装箱内安设有蓄热式气化器；所述蓄热式气化器内部设置有第一换热管和第二换热管，所述第一换热管和第二换热管的进出口均安装在同一管板上，两端封头被隔板分成两室；所述LNG储存设备通过管道与蓄热式气化器连接。本发明供气时无需外接电源或其他动力源，通过蓄热式气化器回收的余废热气化LNG，气化量受环境的影响极小，设备供气量大且气化速度快，同时设置的电控柜和安全装置保证了供气的安全可靠性，具有结构紧凑、移动方便、节能环保、启动速度快、供气能力强、环境适应性强、安全可靠性高的特点。
【专利说明】一种利用余废热的移动式LNG供气装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及液化天然气供气领域，具体涉及一种利用余废热的移动式LNG供气装置。
【背景技术】
[0002]在节能减排的大背景下，天然气即将成为我国城市燃气的主导气源。随着城市天然气供气的普及，如何保障用户在检修改造过程中及用气高峰的连续稳定用气，成为燃气公司面临的一个重要问题。发明专利CN102606880A及实用新型专利CN201057357Y和CN201310744Y公开的技术方案能够在一定程度上缓解这一问题，但上述技术方案在供气安全性上均有所欠缺，且其所采用的气化器存在气化速度慢、占地面积大及环境适应性差等缺点，无法实现长时间稳定供气，更不能在管网大范围检修或管网长期供气不足的情况下使用。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就在于解决上述技术方案中存在的不足，而提供一种利用余废热的移动式LNG供气装置。
[0004]本发明的技术方案如下所述:
一种利用余废热的移动式LNG供气装置，包括LNG储存设备和车载气化调压集装箱两部分；所述LNG储存设备为LNG槽车、罐式集装箱等常规设备。车载气化调压集装箱内安设有蓄热式气化器、电控柜、过滤器、调压器、流量计、THT加臭机、第一温度传感器、第二温度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器以及防过液装置、可燃气体报警器、报警探头、手提式干粉灭火器、截止阀、紧急切断电磁阀、超压切断阀和安全放散阀等安全装置；所述LNG储存设备通过管道与蓄热式气化器连接；所述蓄热式气化器内部设置有用于取热的第一换热管和用于气化LNG的第二换热管，所述第一换热管和第二换热管的进出口均安装在同一管板上；蓄热式气化器两端的封头被隔板分成两室，分别作为供热流体的进出口及LNG的进出口 ；所述换热管配置于管束支撑隔板上，换热管周围填充有相变材料并浸没在导热介质中；所述换热管包括第一换热管和第二换热管；蓄热式气化器的外壁上设有一层保温材料和用于测量相变材料温度的温度表。
[0005]上述设备中，所述LNG储存设备通过管道与LNG入口法兰、截止阀、紧急切断电磁阀和蓄热式气化器液相入口顺次相连，所述蓄热式气化器气相出口通过管道与防过液装置、过滤器、超压切断阀、调压器、安全放散阀、流量计、THT加臭机、截止阀和天然气出口法兰顺次相连，蓄热式气化器气相出口与防过液装置之间的连接管道上还依次设置有测量气化器后温度和压力的第一温度传感器和第一压力传感器、THT加臭机与截止阀之间的连接管道上还依次设置有测量出站气体温度和压力的第二温度传感器和第二压力传感器。
[0006]进一步地，本发明所有设备均采用不锈钢或合金等防腐材料进行制造。
[0007]进一步地，所述车载气化调压集装箱管路上设置有位于不同方位的LNG入口法兰和天然气出口法兰，便于在不同地段通过不锈钢软管与LNG储存设备和燃气管网相连接。
[0008]进一步地，所述电控柜内自带车载电瓶，通过电线与传感器、流量计及报警探头相连，接收传入的气化器后温度压力、出站气体温度压力流量及泄漏报警信号，通过电路向可燃气体报警器及紧急切断电磁阀输出控制信号实现泄漏声光报警和事故紧急切断。
[0009]进一步地，所述调压器为轴流式调压器或自力式调压器，范围可调。
[0010]进一步地，所述过滤器为筒型过滤器或Y型过滤器。
[0011]进一步地，所述流量计为带温度、压力补偿的涡轮流量计、罗茨流量计或超声波流量计，且其信号传送到电控柜。
[0012]进一步地，所述THT加臭机为手动加臭机或自动加臭机。
[0013]进一步地，所述换热管呈U型、S型或螺旋式，其内外表面为光滑面或翅片表面。
[0014]进一步地，所述相变材料为一种或几种储能密度大、导热系数高、腐蚀性较小、成本较低、性能稳定的无机相变材料、有机相变材料或复合相变材料，其相变温度介于45?350°C，所述利用余废热的移动式LNG供气装置的工作原理及过程如下:
(I)蓄热过程:将供热流体(这部分流体主要来自于工业废热、余热等暂时不用的热，而且该流体的温度要高于蓄热相变材料的相变温度)通过第一换热管，与周围的导热介质及相变材料发生热量交换，相变材料吸热而不断升温，当达到一定温度时发生相变，从而将能量储存。
[0015](2)供气过程:LNG储存设备与车载气化调压集装箱经城市道路运至供气现场，LNG经管路从LNG储存设备进入蓄热式气化器后吸收其储存的热量升温气化、再依次经过调压、计量及加臭处理后，通过气相出口输出到燃气管网。
[0016]本发明具有如下有益效果:
该装置供气时无需外接电源或其他动力源，通过蓄热式气化器回收的余废热气化LNG，气化量受环境的影响极小，设备供气量大且气化速度快，同时设置的电控柜和安全装置保证了供气的安全可靠性，具有结构紧凑、移动方便、节能环保、启动速度快、供气能力强、环境适应性强、安全可靠性高的特点，可应用在局部地区管网及流动作业单位的应急供气，气源补充调峰，局部管网补压以及独立小区用户正常供气、新用户的前期供气服务。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明的利用余废热的移动式LNG供气装置结构示意图；
图2为蓄热式气化器结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
[0019]实施例:
如图1所示为本发明提供利用余废热的移动式LNG供气装置结构示意图，图中所示为:LNG储存设备1，车载气化调压集装箱2，LNG入口法兰201，天然气出口法兰202，液相入口法兰203，气相出口法兰204，供热流体入口法兰205，供热流体出口法兰206，截止阀(21、21’、217、217’)，紧急切断电磁阀22，蓄热式气化器23，电控柜24，手提式干粉灭火器25，第一温度传感器26，第一压力传感器27，防过液装置28，过滤器29，超压切断阀210，调压器211，安全放散阀212，流量计213，THT加臭机214，第二温度传感器215，第二压力传感器216，可燃气体报警器218、报警探头219，报警探头219’，管道3。
[0020]图2为蓄热式气化器结构示意图；图中所示为:蓄热式气化器23，第一换热管231，相变材料232，导热介质233，第二换热管234，保温材料235和温度表236，管束支撑隔板237，隔板238。
[0021]作为本发明的一种优选实施例，所有设备均采用不锈钢进行制造，LNG储存设备I通过一根2m长的不锈钢软管3与车载气化调压集装箱2管路上设置的LNG入口法兰201相连接，LNG入口法兰通过管路与截止阀(21或21’)、紧急切断电磁阀22及蓄热式气化器23的液相入口法兰203顺次相连，蓄热式气化器的内部设置有用于取热的第一换热管231和用于气化LNG的第二换热管234，换热管的进出口均安装在同一管板上，两端封头被隔板238分成两室并设置有供热流体入口法兰205、供热流体出口法兰206、液相入口法兰203及气相出口法兰204，分别作为供热流体的进出口及LNG的进出口，换热管配置有管束支撑隔板237，周围填充有相变材料232并浸没在导热介质233中，蓄热式气化器23的外壁上设有一层保温材料235和用于测量相变材料温度的温度表236,蓄热式气化器23的气相出口法兰通过管道与防过液装置28、过滤器29、超压切断阀210、调压器211，安全放散阀212，流量计213，THT加臭机214、截止阀(217或217’)和天然气出口法兰202顺次相连，蓄热式气化器气相出口与防过液装置之间的连接管道上还依次设置有测量气化器后温度和压力的第一温度传感器26和第一压力传感器27、THT加臭机与截止阀之间的连接管道上还依次设置有测量出站气体温度和压力的第二温度传感器215和第二压力传感器216，车载气化调压集装箱还配备有电控柜24和手提式干粉灭火器25，电控柜通过电线与传感器、流量计及报警探头219、219’相连，接收传入的温度、压力、流量及泄漏报警信号，通过电路向可燃气体报警器218及紧急切断电磁阀22输出控制信号实现泄漏声光报警和事故紧急切断。
[0022]进一步地，所述的LNG储存设备I采用有效容积为40 m3 (气态体积约24000 Nm3)的罐式集装箱，所述的LNG入口法兰201、液相入口法兰203的通径为25mm，所述气相出口法兰204和天然气出口法兰202的通径为100 mm，所述蓄热式气化器23的气化能力为1000Nm3/h，其换热管结构采用U型，内外表面为翅片表面，周围填充有稀土相变蓄热材料40吨，其相变温度为75°C°C，相变潜热为21(T315 KJ/kg，导热介质采用导热油，气化器的整体尺寸为5500X2100X 1600mm，占地面积比空温式气化器减小了约30%。
[0023]进一步地，LNG在气化后依次流过防过液装置、Y型过滤器进入轴流式调压器211，调压后压力为2.5即&?0.35 MPa，供气能力均满足1000 Nm3/h的流量要求，再经带温度、压力补偿的罗茨流量计计量，自动加臭机加臭后通过通径100 _的天然气出口法兰连接到燃气管网。
[0024]作为本发明的一种具体实施例，应用所述利用余废热的移动式LNG供气装置回收一热电厂锅炉排烟气的废热对中压管网进行应急供气，最大供气量为1000 Nm3/h，出口压力为0.35 MPa,出口温度为0?35°C，可实现24小时连续供气。
[0025]利用余废热的移动式LNG供气装置，其工作过程如下:
(O蓄热过程:将温度为22(T250°C的高温烟气通入第一换热管，与导热油及相变材料发生热量交换，相变材料因吸热而不断升温，在未达到相变温度以前，相变材料存储显热，获得足够的热量后会逐渐发生相变储存潜热，相变结束并达到设定温度100°C时蓄热过程完成，蓄热量为显热(6(TlO(rC)加潜热，40吨蓄热材料一次蓄热储存总热量约为362万千卡。
[0026](2)供气过程:LNG储存设备与车载气化调压集装箱经城市道路运至供气现场，连接好管路后，-160°C的LNG经管路从LNG储存设备进入蓄热式气化器。在供气初期，LNG迅速吸收相变材料存储的显热升温气化；随着供气时间变长，相变材料逐渐发生晶格变化并释放所存的潜热；最终，其温度下降达到规定的温度(5(T60°C)并释放出剩余显热，释热结束。在此过程中，LNG迅速气化，气化后的天然气再依次经过调压、计量及加臭处理后，通过气相出口输出到燃气管网。
[0027]应当理解，以上借助优化实施例对本发明的技术方案进行的详细说明是示意性的而非限制性的，不能认定本发明的【具体实施方式】仅限于此，对于本发明所属【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，对各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，都应当视为属于本发明提交的权利要求书确定的专利保护范围。
【权利要求】
1.一种利用余废热的移动式LNG供气装置，其特征在于，包括LNG储存设备(I)和车载气化调压集装箱(2)两部分；所述车载气化调压集装箱(2)内安设有蓄热式气化器(23);所述蓄热式气化器(23)内部设置有用于取热的第一换热管(231)和用于气化LNG的第二换热管(234)，所述第一换热管(231)和第二换热管(234)的进出口均安装在同一管板上；蓄热式气化器(23)两端的封头被隔板分成两室，分别作为供热流体的进出口及LNG的进出口 ；所述换热管配置于管束支撑隔板(237 )上，换热管周围填充有相变材料(232 )并浸没在导热介质(233)中；所述换热管包括第一换热管(231)和第二换热管(234);所述LNG储存设备(I)通过管道(3 )与蓄热式气化器(23 )连接。
2.根据权利要求1所述的利用余废热的移动式LNG供气装置，其特征在于，所述LNG储存设备(I)为LNG槽车或罐式集装箱；所述车载气化调压集装箱(2)还包括电控柜(24)、过滤器(29)、调压器(211)、流量计(213)、THT加臭机(214)、第一温度传感器(26)、第二温度传感器(215)、第一压力传感器(27)、第二压力传感器(216)以及安全装置；所述安全装置包括防过液装置(28)、可燃气体报警器(218)、报警探头(219、219’)、手提式干粉灭火器(25)、截止阀(21、21’、217、217’)、紧急切断电磁阀(22)、超压切断阀(210)和安全放散阀(212);所述LNG储存设备(I)通过管道与LNG入口法兰、截止阀(21、21’)、紧急切断电磁阀(22)和蓄热式气化器液相入口顺次相连，所述蓄热式气化器气相出口通过管道与防过液装置(28)、过滤器(29)、超压切断阀(210)、调压器(211)、安全放散阀(212)、流量计(213)、THT加臭机(214)、截止阀(217、217’ )和天然气出口法兰顺次相连，蓄热式气化器气相出口与防过液装置之间的连接管道上还依次设置有测量气化器后温度和压力的第一温度传感器(26)和第一压力传感器(27)、THT加臭机与截止阀之间的连接管道上还依次设置有测量出站气体温度和压力的第二温度传感器(215)和第二压力传感器(216);所述蓄热式气化器(23)外壁上设有一层保温材料(235)和用于测量相变材料温度的温度表(236)。
3.根据权利要求1所述的利用余废热的移动式LNG供气装置，其特征在于，所述车载气化调压集装箱(2)管路上设置有位于不同方位的LNG入口法兰和天然气出口法兰。
4.根据权利要求1所述的利用余废热的移动式LNG供气装置，其特征在于，所述电控柜(24)内自带车载电瓶，通过电线与传感器(26、27、215、216)、流量计(213)及报警探头(219、219’)相连，接收传入的气化器后温度压力、出站气体温度压力流量及泄漏报警信号，通过电路向可燃气体报警器(218)及紧急切断电磁阀(22)输出控制信号实现泄漏声光报警和事故紧急切断。
5.根据权利要求1所述的利用余废热的移动式LNG供气装置，其特征在于，所述调压器(210)为轴流式调压器或自力式调压器，范围可调；所述过滤器(212)为筒型过滤器或Y型过滤器。
6.根据权利要求1所述的利用余废热的移动式LNG供气装置，其特征在于，所述流量计(213)为带温度、压力补偿的涡轮流量计、罗茨流量计或超声波流量计，且其信号传送到电控柜(24);所述THT加臭机(214)为手动加臭机或自动加臭机。
7.根据权利要求1所述的利用余废热的移动式LNG供气装置，其特征在于，所述相变材料(232)为无机相变材料、有机相变材料或复合相变材料，其相变温度介于45~350°C。
8.根据权利要求1所述的利用余废热的移动式LNG供气装置，其特征在于，所述第一换热管和第二换热管呈U型、S型或螺旋式，其内外表面为光滑面或翅片表面。
【文档编号】F17C13/04GK103899913SQ201410110476
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年3月24日 优先权日:2014年3月24日
【发明者】樊栓狮, 孙超, 郎雪梅, 王燕鸿, 温永刚 申请人:华南理工大学