大型LNG汽化器的选材和结构研究

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大型LNG气化站气化工艺及冷能利用的探讨

大型LNG气化站气化工艺及冷能利用的探讨摘要：天然气是一种燃烧热值高、洁净、污染小的重要能源资源，深受各国的关注和欢迎。

为了解决长距离运输问题，原产地的业主均要花费大量的投资和能耗，把天然气液化为LNG再进行运输，所以我们在引进LNG时，不仅引进了清洁、高热值的天然气，同时也引进了潜在于其中来之不易的冷能。

通常LNG 需要重新气化成气态的天然气才能获得利用，国内LNG气化站普遍采用空温式气化器对LNG进行气化，其好处是不用耗能可以完成LNG的气化过程，但因空温式气化器占地面积大、投资金额大、生产过程雾气弥漫等问题而限制LNG 气化站的规模，同时LNG冷能随着空温式气化器的热交换而被舍弃在大气中，造成能源的浪费。

本文介绍了大型LNG气化站气化工艺选择的优劣，阐述各种不同气化工艺对气化站建设以及冷能利用的影响，重点探讨冷能在冷冻水、制冰及空气液化分离等方面的利用的分析对比，得出冷能利用方案的优劣性，有利于LNG气化站项目合理研究选择气化工艺并充分进行冷能的利用。

关键词：LNG气化站气化器冷能利用一、气化工艺选择以及对气化站建设的影响气化器热源有自然热源(空气、海水)与人工热源(热水、蒸汽、电、冷冻水、冷媒)。

利用自然热源的气化器体积较大，投资较大，运行成本接近为零；利用人工热源的气化器体积较小，投资较小，运行成本偏高。

空温式气化器的连续工作时间一般为6～8小时，如若超过8小时，则出气温度会降低，长时间使用，会导致气化器结霜严重气化效率降低，出口温度达不到要求，需要另外备用一套切换使用，让工作后气化器进行自然化霜。

在夏季，热交换充分，运行情况良好；在冬季或雨季，由于环境温度或湿度的影响，气化器气化效果大大降低，影响气化量和出站气温度，同时气化过程造成雾气弥漫的情况，影响安全操作。

空温式气化器由于体积过大或因冬季热交换管结冰不能运行，只适用于气化量较小，气温比较高的地方。

例如气化能力在50万方/天以上的大型气化站，若采用空温式气化器作为LNG气化设备，其气化站用地将达到30亩以上。

大型LNG汽化器的选材和结构研究_陈永东

技　术　综　述　大型LNG汽化器的选材和结构研究陈永东(合肥通用机械研究院国家压力容器与管道安全工程技术研究中心,安徽合肥　230031)摘　要:基于中国某LNG接收站内大型汽化器的设计参数,从液体加热型汽化器和空气加热型汽化器的对比入手,确定了大型L NG汽化器的热源。

详细分析了各种水加热型汽化器的结构和特性,对海水加热型LNG汽化器的材料进行了研究,并对设计条件下采用缠绕管式换热器作为汽化器进行了初步计算。

最后,对该接收站内大型汽化器的介质流程、选择材料和结构的适应性进行了分析,提出了可以采取的几种方案。

关键词:LNG汽化器;热源;材料;结构中图分类号:TQ051.5;TQ050.3 文献标识码:A 文章编号:1001-4837(2007)11-0040-08Material Choice and Structure Research of Large LNG VaporizerCHEN Yong-dong(Hefei General Machiner y Research Institute,National Engineering Research Center on Safety of Pr essure Ves-sels and Pipes,Hefei230031,China)A bstract:In this paper,the heating source of large vaporizer of L NG terminal in our country is ascertainedfrom the comparison between air-heating vaporizer and liquid-heating vaporizer on the basis of design data.Structures and characteristics of several types water-heating vaporizers are detailed analysed.The materials us-ing in sea water-heating vaporizer are investigated and the primar y thermal design of spiral wound heat exchang-er as LNG vaporizer is finished.At last,adaptabilities of fluid passage,chosen material and structure of lar ge LNG vaporizer are discussed and some suggestions which can be adopted are put for ward.Keywords:LNG vaporizer;heating source;material;structure1　引言据国际石油天然气工艺研究所预计,世界天然气总储量为255～280万亿m3,其中海洋天然气储量为140万亿m3,天然气资源储量可满足将来人类70年供应。

LNG气化器的分类及选型设计_梅鹏程

2016年第5期化学工程与装备2016年5月 Chemical Engineering & Equipment 65 LNG气化器的分类及选型设计梅鹏程，邓春锋，邓欣（洛阳双瑞特种装备有限公司，河南洛阳 471000）摘要：本文主要对目前常见的LNG气化器进行分类，介绍了大型LNG接收站和内陆LNG卫星站中几种常用的LNG气化器的结构、工作原理、特点及使用环境等，并对不同类型的LNG气化器进行分析比较，为实际工程的需要提供借鉴；同时着重介绍了LNG卫星站中使用的空温式气化器，介绍了空温式气化器常见的规格型号及选型方法；最后介绍了目前空温式气化器的研究进展。

关键词：LNG气化器；分类；选型设计引言我国经济的快速增长，对能源的需求越来越大，但是我国石油资源短缺，且石油对环境污染严重，天然气作为一种清洁能源，在此背景下必然得到广泛的应用。

其中天然气经过净化、冷却、分离等工艺后制得的液化天然气（LNG），其甲烷含量大大高于管道天然气，且能量密度大，1m3LNG≈600m3天然气，有效提高储存运输的经济性，因而得到了快速应用，目前全球LNG已进入一个崭新的时代。

天然气主要用于发电、化工工业、城镇居民燃气和工业燃气、汽车燃料等，其他用途包括LNG的冷能利用、天然气战略储备安全供气的需要等。

LNG气化器是种专门用于液化天然气气化的换热器，主要应用于沿海大型LNG接收站、LNG液化工厂、LNG气化站、LNG加液站等，是实现气化功能的关键设备。

本文主要介绍各种LNG气化器的分类，以及几种LNG气化器的的结构、工作原理、特点及使用环境等，并对不同类型的LNG气化器进行分析比较，为实际工程的需要提供借鉴；同时着重介绍了空温式气化器。

1 LNG气化器分类1.1 概述根据使用的频率，LNG气化器可以分为基本负荷型和应急调峰型。

基本负荷型使用频率高、气化量大，选型时主要考虑的是设备的运行成本。

应急调峰型是为了补充用气高峰时供气量的不足或应急需要，其工作特点是使用率低、工作时间是随机性的，具有紧急启动的功能，选型时要求设备投资尽可能低，而对运行费用则不太苛求。

大型LNG汽化器的选材和结构研究

（二）带有中间传热介质的汽化器
这种汽化器通过使用中间传热的介质，可以改变环境中结冰为汽化器带来的影响，而传热流体通常盼隋况下则是采用氟利昂、异丁烷、丙烷等介质。这种汽化器是通过两级进行传热，首先使用中间的传热流体
满足热源的供应。本就就假设热源选用海水，对ＬＮＧ汽化器的材料及
海水中会出现局部腐蚀，而铝及其合金的点蚀状况通常是出现在材料不均匀的地方，这些不均匀的地方常常会先受到损坏。但是铝锰合金的抗腐蚀性就较好，当铝镁合金在４ａ时基本上不会出现局部腐蚀的情况。
（四）双相的不锈钢
热量源头。通过上述的方法对海水加热型这种ＬＮＧ汽化器的材料进行探究，最后对大型ＬＩｑＧ汽化器的选材和结构的可行性进行分析，提供可以采用的方案。
都有一定程度的污损状况出现。但事实上确实是铜合金表面的氧化膜和铜溶解后产生的铜离子以及材料表面产生的腐蚀产物的自身性质以及粘附的程度都会影响材料抗污损的能力。除此之外，随着材料暴露时间
通过分析比较，为了汽化器的经济及适用性，其壳体和管板部分采用超级奥氏体的不锈钢制造，而管箱材料要求比壳体部分低，因此可以
ＬＮＧ汽化器的结构中，难免会出现曲率的变化，而在这种变化处
难免会出现残余应力及结构产生的应力，且在一些结构中出现的焊接点
随着社会和经济的不断发展，天然气在人们的生活中占据着越来越重要的位置。但是天然气在世界各地的分布很不均匀，在我国主要是中西部地区天然气储蓄量高，而东部沿海地区的储蓄量相对来说就较少。而且目前人们对天然气的需求量也是逐年增高，正是在这种状况下，我国的天然气接近一半左右需要从东南亚、中东等地区进口。而在天然气应用的各个环节中，起着重要作用的是ＬＮＧ接收站。因此在天然气不出也有残余应力及缺陷。就是这些残余应力及缺陷会使得处在海水中的设备会出现腐蚀。而双相不锈钢这种材料具有抗点蚀的特性，同时在查阅相关资料时得出，双相钢在天然的海水中会出现一定的缝隙腐蚀，而在流动及合成海水中出现的腐蚀程度较轻。而在天然海水中腐蚀情况的

lng气化器工作原理

lng气化器工作原理
一个简单的工作原理是：液化天然气（LNG）经过减压阀进入气化器内部，在气化器中通过加热作用，将LNG转化为天然气（NG）。

具体来说，LNG进入气化器后，首先通过传热机构与加热介质（可以是水蒸汽、热油等）进行热交换。

通过热交换，加热介质的热量传递给LNG，使其温度升高。

随着温度的升高，LNG内部的分子间力减弱，分子之间距离增大，从而使LNG 由液态转变为气态。

在气化器内部，还通常设置有增加气化效率的装置，如塔板、管束等。

这些装置可以增加液体与加热介质的接触面积，促进热量传递，从而提高气化效率。

最终，LNG在气化器内部经过热交换和增加气化效率的作用下，完全转化为天然气。

天然气在气化器的顶部被收集起来，通过管道传输到需要使用的地方。

需要注意的是，气化器的设计和工作参数需要根据具体情况来确定，以确保有效的气化效果和安全运行。

这些参数包括LNG的压力、温度、流量，加热介质的温度、流量等等。

不同的气化器可能采用不同的设计方案和设备，但其基本工作原理是相似的。

lng水浴式汽化器内部结构

lng水浴式汽化器内部结构
lng水浴式汽化器的内部结构主要包括以下部分：
1. 加热块：通常使用金属材料制成，其作用是提供给蒸发皿充足的热量，将样品加热到液态。

2. 蒸发皿：蒸发皿是水浴式汽化器中最重要的组成部分之一，用于盛载待处理的液态样品。

蒸发皿通常是用玻璃材料制成，具有较好的化学稳定性和高温抗性。

3. 冷凝管：冷凝管处于蒸发皿的下方，其作用是将蒸发皿中的气态样品重新转化为液态。

冷凝管通常是由玻璃等材料制成，需要通过水冷却来保持冷却效果。

此外，lng水浴式汽化器的进液口和出气口也是重要的组成部分。

LNG通过进液口进入汽化器，高温冷却水通过进出水口循环流入和流出汽化器的壳体，LNG经过高温冷却水吸热后气化，从出气口流出，供发动机燃烧。

以上是lng水浴式汽化器的内部结构的大致信息，如果需要了解更多信息，建议咨询专业人士。

LNG气化器的对比与选型

1　概述近些年来，中国的LNG技术已经起步，在LNG工业链条上的各个环节都有所发展。

我国现已建成的气化站的处理能力有大有小，在实际运行工况中，液化天然气是-162℃的低温液体，想要满足用户的用气需求，就必须将LNG气化成常温天然气，LNG气化器就是一种专门用于LNG气化的换热器。

2　LNG气化器类型当下LNG气化器常见的种类主要有：LNG开架式气化器（ORV）、LNG浸没燃烧式气化器（SCV）、LNG中间流体式气化器（IFV）及LNG空温式气化器（AAV）[1]，如下对各个不同种类的LNG气化器进行对照分析。

2.1　开架式气化器LNG开架式气化器以易获得的海水为热源为其提供LNG气化所需的能量，相比与昂贵而且稀缺的淡水资源，海水作为气化器的热源有诸多优点，比如成本低，易获取等。

LNG是直接进入气化器内部，考虑到气化器本身的抗低温性能，工程上一般将换热管束做成铝合金的以满足工程需要。

以海水作为直接热源，需要考虑海水的质量，并且在管束外壁做好相应的防腐措施。

2.2　浸没燃烧式气化器燃烧室、水箱、加热管和其他附件这四大部分共同构成了浸没燃烧式气化器，实际运行工况中烟气是与水直接接触的，换热过程中伴随着水的激烈搅动，而管内的液化天然气与被搅拌的热水再进行热交换，热效率随之极大提高。

这一类型的气化器热效率最高可以达到98%左右，快速启动也是这一气化器的亮点之一，使其能够应对各种突发工况做事应有的反应。

浸没燃烧式气化器的特点是对场地要求不高，操作简单，前期投资费用很低。

同时由于烟气经过水浴使得排烟温度较低，并且降低了烟气中的NO x含量，节能环保，非常适用于在燃气紧急调峰方面[2]。

2.3　中间流体式气化器（IFV）一般采用丙烷、N2、氟利昂等作为IFV的中间介质。

其工作原理就是以容易获取的海水或者是其他工厂的热水作为热源，来加热中间介质，再用中间介质去加热LNG来达到气化LNG的目的。

这类气化器解决了海水（或其他热源流体）影响传热效率的冰点问题，在海上浮动储存与气化、冷能发电、循环加热等得到广泛的应用。

关于LNG接收站气化器选择分析

关于LNG接收站气化器选择分析摘要：随着当今社会的不断发展和进步，人们对于生活的要求也在不断地提高之中，而作为当今社会中非常重要的能源来说同样也是如此。

社会中的科技在不断提高，作为推动科技发展的能源来说，人们对其需求量也在增加，但是依靠传统的方式已经无法有效地提供给各个行业对应的能源和资源，因此相关人员也就发明和创新了新的设备来获取能源。

其中LNG接收站就是一种较为高新的设备，能够通过其来获得良好的液化天然气能源。

本文也就侧重于对当前LNG接收站中气化器的选择进行分析，希望能够帮助到有需要的人。

关键词：LNG接收站；气化器；类型选择引言：LNG是如今社会中一种十分重要的能源，利用LNG接收站能够有效地对这类能源进行采集，并且通过接收站能够有效地对海上LNG进行运输以及接收和气化等，运输过程的气体则是传输到下游天然气管网之中。

气化器作为其中一个非常重要的组成部分来说，其类型的选择和质量的良好能够从很大程度上决定了LNG资源的质量良好，因此工作人员在LNG接收站的建设过程之中应当选择对应的气化器，才能够更好地获取LNG。

一、气化器的类型（一）开架式气化器首先就是开架式气化器，此类气化器通常是利用热交换的方式来收集LNG，在进行热交换的过程之中则是将海水作为主要热源。

开发出此类气化器的一个重要原因是因为当前大部分的LNG接收站都是建立在靠近海边的沙滩上，这种建设的方式能够方便大型船舶停靠从而对LNG能源进行运输和传递。

建立在靠近海边的沙滩上也就代表接收站能够充分利用大量的海水作为资源，而海水的导热性相对来说比较强，因此利用海水来作为整体的热源是一种非常合适的选择。

与传统的淡水资源相比，利用海水则可以花费较少的成本，并且资源相对来说也更加充足，因此作为接收站的热源也能够从一定程度上降低气化的成本。

气化器在进行制作的过程之中需要考虑到LNG是否会直接通过，因此材料应当选择一些耐低温的材料，如今采用的最多的就是铝合金材料[1]。

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目前，中海油、中石油、中石化三大能源巨头在ＬＧ项目建设上竞争激烈，Ｎ中海油获得５个ＬＧ项Ｎ目，中石油、中石化各获得３个ＬＧ项目。中海油Ｎ获得的５个ＬＧ项目分别位于广东、建、江、Ｎ福浙上
ＡｂｔａｔＩｈｓｐｐｒｔｅｈａｉｇｓｕｃｆｌｒｅｖｐｒｚｒｏｓｒｃ：ｎｔｉａｅ，ｈｅｔｏｒｅｏａｇａｏｅｆＬＮＧｅｍｉａｎｏｒｃｕｔｓａｃｒｉｅｎｉｔｒｎｌｉｕｏｎｒｉｓｅｔｎｄｙａｆｏｔｅｃｍｐｒｓｎｅｗｅｎａｒｈａｉｇｖｐｒｅｎｄｌｕｄｈａｉｇｖｐｒｚｒｏｈｂｓｓｏｅｉｎｄｔｒｍｈｏａｏｂｔｅｉ－ｅｔａｏｚｒａｉｉ — ｅｔａｏｅｎｔｅａｉｆｄｓｇａａ．ｉｎｉｑｎｉ
海和海南。文中对其中一个ＬＧ项目（在省份用Ｎ所
气总储量为２５～２０万亿ｍ，中海洋天然气储５８３其量为１０万亿ｍ，然气资源储量可满足将来人类４。天７０年供应。天然气资源在世界分布很不平衡，约８％的天然气分布在独联体、０中东、东南亚、大洋洲。
器的对比入手，定了大型ＬＧ汽化器的热源。详细分析了各种水加热型汽化器的结构和特性，确Ｎ对海水加热型ＬＧ汽化器的材料进行了研究，对设计条件下采用缠绕管武换热器作为汽化器进Ｎ并
行了初步计算。最后，对该接收站内大型汽化器的介质流程、选择材料和结构的适应性进行了分
Ｓｒｃｕｅｎｈｒｃｅｓｉｓｏｅｅａｙｅａｅ— ｅｔｎａｏｚ￣ａｅｄｔｉｄａａｙｅｔｕｔｒｓａｄｃａａｔｒｔｆｓｖｒｌｔｐｓｗｔｒｈａｉｇｖｐｒｅｉｃｉｒｅａｌｎｌｓｄ．ＴｅｍａｅａｓＵ－ｅｈｔｒｌＳｉｉｇｉｅａｅ－ｅｔｇｖｐｒｚｒａｅｉｖｓｉａｅｎｈｒｍａｈｒｌｅｉｆｓｒｌｗｕｄｈａｘｈｎ — ｎｎｓａｗｔｒｈａｉａｏｅｒｎｅｔｔｄａｄｔｅｐｎｉｇｉｒｔｅｍａｄｓｇｏｐｉｏｎｅｔｃａｇｙｎａｅ
ＬＮＧａｏｚｒａｅｄｓｕｓｄａｄｓｍｅｓｇｅｔｏｓｗｈｉｈｃｎｂｄｐｅｒｕｏｗｒｖｐｒｅｒｉｃｓｅｎｏｕｇｓｉｎｉｃａｅａｏｔｄａｅｐｔｆｒａｄ．Ｋｅｗｏｄｙｒｓ：ＬＮＧａｏｚｒｈａｉｇｓｕｃｍａｅａ；ｔｃｕｅｖｐｒｅ；ｅｔｎｏｒｅ；ｔｒｌｓｒｔｒｉｉｕ
中国经济增长率，天然气消费中近一半需要从中亚、
１引言
东南亚、中东等地区进口＿。在天然气应用的诸多１Ｊ
环节中，ＮＬＧ接收站扮演着重要的角色。
据国际石油天然气工艺研究所预计，界ｓ，ｄｐａｉｉｅｆｆｉａｓｇｃｏｅｔｒａｎｔｃｕｅｏａｇｖｐｒｅｓｆｎｓｅｉａｔａａｔｂｌｉｓｏｕｄｐａｅ，ｈｓｎｍａｅｌａｄｓｒｔｒｆｌｒｅｔｌｓｉｕ
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大型ＬＧ汽化器的选材和结构研究Ｎ
陈永东
（肥通用机械研究院国家压力容器与管道安全工程技术研究中心，合安徽合肥
２０３）３０１
摘要：基于中国某ＬＧ接收站内大型汽化器的设计参数，液体加热型汽化器和空气加热型汽化Ｎ从
ＭａｅｉｌＣｈｉｅａｄＳｒｃｕｒｓａｃｆＬａｇｔｒａｏｃｎｔｕｔｅＲｅｅｒｈｏｒｅＬＮＧｐｒｚｒＶａｏｉｅ
ＣＨＥＮｎ－ＯＹｏｇｄｎｇ
（ｆｉｅｅａｃｉｅｙＲｅｅｒｈＩｓｔｔ，ｔｎｌｎｉｅｒｇＲｓａｃｅｔｒｏａｅｙｏｒｓｕｅＶｓＨｅｅＧｎｒｌＭａｈｎｒｓａｃｎｔｕｅＮａｉａｇｎｅｎｅｅｒｈＣｎｅｎＳｆｔｆｅｓｒｅ－ｉｏＥｉＰｓｌａｄＰｐｓｅｅ３０，ｈｎ）ｅｓｎｉｅ，Ｈｆｉ０３Ｃｉａ２１
析，出了可以采取的几种方案。提关键词：Ｎ汽化器；源；料；构ＬＧ热材结
中图分类号：Ｑ５．；Ｑ５．Ｔ０１５Ｔ００３文献标识码：Ａ文章编号：０ — ８７２０）１０４０１１４３（０７１ — ００— ８０