氣化器
液態(tài)氣體在氣化器中加熱直到氣化(變成氣體)的設(shè)備。簡單的說,就是冰冷的液態(tài)氣體通過“引引氣化器”之后就變成氣態(tài)的氣體了。加熱可以是間接的(蒸氣加熱式氣化器,熱水水浴式氣化器,自然通風(fēng)空浴式氣化器,強(qiáng)制通風(fēng)式氣化器,電加熱式氣化器,固體導(dǎo)熱式氣化器或傳熱流體),也可以是直接的(熱氣或浸沒燃燒)。引右圖就是氣化器的一種,空浴式氣化器。
中文名氣化器外文名gasifier本 意蒸餾器,噴霧器行業(yè)分類貿(mào)易、航天等功能分類電加熱、空溫式等應(yīng) 用三類
目錄
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1 分類
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2 鏈鋸上的氣化器
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? 簡介
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? 應(yīng)用于三種情況
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3 LNG 氣化器
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? 開架式氣化器(ORV)
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? 浸沒燃燒式氣化器(SCV)
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? 中間介質(zhì)式氣化器(IFV)
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? 纏繞管式氣化器
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? 空溫式氣化器
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? 水浴式氣化器
節(jié)能型液化氣化器使液化氣分子鍵充分氣化飽和后再燃燒,達(dá)到提高熱值、增加火力強(qiáng)度、節(jié)能環(huán)保的使用效果。節(jié)能型液化氣氣化器發(fā)明**填補(bǔ)了國內(nèi)該項技術(shù)空白,簡單、易行、科學(xué)、安全、有效的解決了石油液化氣使用領(lǐng)域四十多年行業(yè)使用難題。
電加熱氣化器用于工業(yè)、民用、航天、電子等行業(yè)。作用是把“液態(tài)氣體”轉(zhuǎn)化為“氣態(tài)氣體”,從而有效的節(jié)約能源,是一個節(jié)能設(shè)備。
空溫式氣化器是利用液化石油氣(LPG)、液化天然氣(LNG)等燃?xì)鉁p壓氣化的特性實現(xiàn)氣體氣化的新型高效環(huán)保節(jié)能氣化裝置。
電加熱水浴式氣化器屬于氣化器的子類水浴式氣化器,是水浴式氣化器的一種。作用分為兩種:一種是加熱液態(tài)氣體(如液氮,液氧,液化石油氣,液化二氧化碳等)使之轉(zhuǎn)化為氣態(tài)氣體的設(shè)備。另一種是作為低溫氣體的加熱器,低溫氣體通過電加熱水浴式氣化器后,溫度升高為需要的溫度。電加熱水浴式氣化器也叫電熱式氣化器、電加熱氣化器、低溫氣體電加熱器等等。
直燃式氣化器是直接燃燒介質(zhì)來獲取氣化時所需要的熱量,是通過內(nèi)部的熱交換使用明火來氣化液化石油氣的,可廣泛的應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和工業(yè),包括畜禽飼養(yǎng),谷物干燥,建筑供暖,工業(yè)制造,餐館酒店和水電短缺的環(huán)境,尤其是對于修路,架橋,石油開采等偏遠(yuǎn),惡劣的環(huán)境中,直燃式氣化器的優(yōu)勢明顯,特點不需要用水,也不需要用電可通過簡單的開啟按鈕就可以點火。[1]
簡介
氣化器 (Carburettor )是汽油機(jī)上的部件,它的作用是把汽油變成霧狀,按一定比例和空氣混合,形成供汽缸燃燒的混合氣,也叫化油器。化油器見右圖。
化油器carburettor
鏈鋸上的氣化器非常簡單,其工作原理與汽車上的氣化器一樣,但它也不是全無內(nèi)容。氣化器的作用是準(zhǔn)確地量取較少量的燃料,將其與進(jìn)入發(fā)動機(jī)的空氣混合,以使發(fā)動機(jī)正常運轉(zhuǎn)。如果沒有足夠的燃料跟空氣混合,發(fā)動機(jī)會運轉(zhuǎn)無力,可能導(dǎo)致停轉(zhuǎn),或?qū)е聝?nèi)部損壞(二沖程發(fā)動機(jī)也靠燃料進(jìn)行潤滑)。如果過多燃料跟空氣混合,發(fā)動機(jī)會過分蠔油,可能導(dǎo)致停轉(zhuǎn)(被淹)、大量冒煙、效率不高(受阻,易停轉(zhuǎn)),或至少浪費燃料。氣化器負(fù)責(zé)產(chǎn)生適當(dāng)?shù)幕旌衔铩?
應(yīng)用于三種情況
鏈鋸上的氣化器比大部分氣化器簡單,因為它只需要應(yīng)用于三種情況:
在發(fā)動機(jī)冷啟動時工作。發(fā)動機(jī)怠速時工作。發(fā)動機(jī)全負(fù)荷時工作。沒人對空轉(zhuǎn)和全開之間的擋位感興趣,所以這兩種情況之間的漸進(jìn)性能不太重要。對汽車來說,中間的許多擋位十分重要,因此汽車的氣化器要復(fù)雜得多。在以下兩張圖片中,可以看到鏈鋸的氣化器:
下面是氣化器的各個部件:
氣化器本質(zhì)上是一根管子。
管子中有一個可調(diào)節(jié)板,稱作節(jié)流板,它控制著通過管子的氣流量。上圖1中可以看到該圓形銅板。
管子中有一段較窄,稱作文丘里管,在此窄道中會產(chǎn)生真空。文丘里管見圖2。
該窄道中有一個小孔,稱作噴嘴,氣化器通過它在真空時吸入燃料。圖2中文丘里管的左端是噴嘴。
1)在節(jié)流閥全開狀態(tài)下,氣化器“正?!边\轉(zhuǎn)。這種情況下,節(jié)流板與管子的方向平行,允許較大氣流通過氣化器。氣流在文丘里管中產(chǎn)生良好的真空,通過噴嘴吸入定量的燃料。圖1中可見氣化器右上方有一對螺釘。其中一個螺釘(在鏈鋸中標(biāo)記為“Hi”)控制著節(jié)流閥全開狀態(tài)下流入文丘里管的燃料量。
2)發(fā)動機(jī)空轉(zhuǎn)時,節(jié)流板幾乎關(guān)閉(圖中節(jié)流板的位置即為空轉(zhuǎn)狀態(tài)下的位置)。沒有足夠氣流通過文丘里管從而產(chǎn)生真空。然而,節(jié)流板后面存在大量真空(因為節(jié)流板限制著氣流)。如果在氣化器管子一端鉆一小孔,燃料可以通過節(jié)流閥真空吸入管子。這個小孔稱為空轉(zhuǎn)噴嘴。圖1中另一個螺釘標(biāo)記為 “Lo”,它控制著經(jīng)過空轉(zhuǎn)噴嘴的燃料流量。如果在發(fā)動機(jī)冷卻時嘗試用拉繩啟動它,發(fā)動機(jī)將以較低的轉(zhuǎn)數(shù)運轉(zhuǎn)。它也是處于冷卻狀態(tài),因此需要大量燃?xì)饣旌衔飦韱印_@時阻風(fēng)板開始工作。
3)處于活動狀態(tài)時,阻風(fēng)板完全覆蓋文丘里管(您可以觀看阻風(fēng)板視頻了解其運轉(zhuǎn)過程)。如果節(jié)流閥大開并且文丘里管被覆蓋,發(fā)動機(jī)的真空將通過主噴嘴和空轉(zhuǎn)噴嘴吸入大量燃料。通常,這些豐富的燃?xì)饣旌衔飳⒃试S發(fā)動機(jī)點火一到兩次,或非常慢地運轉(zhuǎn)。如果接著打開阻風(fēng)板,發(fā)動機(jī)將開始正常運轉(zhuǎn)。 [2]
天然氣主要用于發(fā)電、化工工業(yè)、城鎮(zhèn)居民燃?xì)夂凸I(yè)燃?xì)?、汽車燃料等,其他用途包?LNG 的冷能利用、天然氣戰(zhàn)略儲備安全供氣的需要等。LNG 氣化器是種專門用于液化天然氣氣化的換熱器,主要應(yīng)用于沿海大型 LNG 接收站、LNG 液化工廠、LNG 氣化站、LNG 加液站等,是實現(xiàn)氣化功能的關(guān)鍵設(shè)備。
根據(jù)使用的頻率,LNG 氣化器可以分為基本負(fù)荷型和應(yīng)急調(diào)峰型。基本負(fù)荷型使用頻率高、氣化量大,選型時主要考慮的是設(shè)備的運行成本。應(yīng)急調(diào)峰型是為了補(bǔ)充用氣高峰時供氣量的不足或應(yīng)急需要,其工作特點是使用率低、工作時間是隨機(jī)性的,具有緊急啟動的功能,選型時要求設(shè)備投資盡可能低,而對運行費用則不太苛求。根據(jù) LNG 氣化的熱媒不同來對 LNG 氣化器進(jìn)行分類,常見的 LNG 氣化熱媒有空氣、河水或海水、天然氣燃燒、電加熱、工廠廢熱等。美標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn) NFPA 59A 將 LNG 氣化器分為加熱氣化器、環(huán)境氣化器和工藝氣化器 3 類。
根據(jù)氣化量不同來對 LNG 氣化器進(jìn)行分類,氣化量小于50t/h 的是小型 LNG 氣化器,一般用于氣化量較小的場合,如各種小型的 LNG 衛(wèi)星接收站、氣化站;而我國沿海都是大型的 LNG 接收站,必須采用氣化量大的 LNG 氣化器。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同進(jìn)行分類,常見的 LNG 氣化器類型如表1所示:
其中,①~④主要應(yīng)用于沿海大型的 LNG 接收站,而⑤~⑩主要應(yīng)用于各種小型的 LNG 衛(wèi)星接收站、氣化站。另外還有其他結(jié)構(gòu)類別如纏繞管式氣化器、煙氣沖擊旋水型 LNG氣化器、空氣熱源式氣化器等。
開架式氣化器(ORV)
開架式氣化器是一種水加熱型氣化器,以海水為熱源,其氣化量較大可達(dá) 180t/h,在 0~**的負(fù)荷范圍內(nèi)運行,同時根據(jù)需求的變化遙控調(diào)整氣化量。特點是投資較大,運行費用較低,操作和維護(hù)容易,比較適用于基本負(fù)荷型 LNG接收站。以海水熱源,對海水質(zhì)量要求高,同時在外表面應(yīng)做好涂層保護(hù)等防腐措施。開架式氣化器的基本單元是鋁合金傳熱管,傳熱管內(nèi)部有星形斷面、外部有翅片,同時管內(nèi)有螺旋桿,以增加 LNG傳熱;若干傳熱管按板狀排列后兩端與集氣管或集液管焊接形成管板,再由若干管板組成氣化器。工作原理是 LNG 在管內(nèi)向**動,由氣化器**部噴淋裝置噴淋的海水在管板外表面自上而下流動,將管內(nèi) LNG 氣化。
開架式氣化器運行時在板型管束的下部尤其是集液管外表面會結(jié)冰,影響氣化器的傳熱性能,Osaka Gas 和 KobelSteel 聯(lián)合研發(fā)采用了局部雙層結(jié)構(gòu)的傳熱管,有效改善了結(jié)冰的狀況,被稱為 Super ORV。
浸沒燃燒式氣化器(SCV)
浸沒燃燒式氣化器屬燃料加熱型氣化器,它以燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣為熱源,由于煙氣與水直接接觸,加熱水的同時激烈地攪動水,熱水再與管內(nèi) LNG 進(jìn)行熱交換,大大提高了傳熱效率。浸沒燃燒式氣化器的熱效率在 98%左右,可快速啟動,能對負(fù)荷的突然變化作出反應(yīng),適用于緊急情況或者調(diào)峰用氣。它的特點是整體投資和安裝費用很低,占地面積小,操作靈活;但是操作費用很高。
浸沒燃燒式氣化器的結(jié)構(gòu)是換熱管束浸泡在池水中,下部與 LNG 總管焊接,上部與 NG 總管焊接,LNG 下進(jìn)上出。工作時燃料氣體和空氣按比例混合均勻后進(jìn)入燃燒器內(nèi)充分燃燒,產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)分配管上的小孔噴射到池水中,煙氣進(jìn)入池水形成大量氣泡,迅速上升加熱并劇烈攪動池水,有效地加熱管束中的 LNG 使之氣化。
中間介質(zhì)式氣化器(IFV)
中間介質(zhì)式氣化器有不同的形式,包括管殼式氣化器(STV)和中間流體式氣化器(IFV),其共同之處就是用中間介質(zhì)作為熱媒,中間介質(zhì)可以是丙烷或醇(甲醇或乙二醇)水溶液,加熱介質(zhì)可為海水、熱水、空氣等,可以改善結(jié)冰帶來的影響。
(1)管殼式氣化器(STV)
采用管殼式換熱器作為氣化器,水或甲醇(或乙二醇)水溶液作為中間熱媒氣化 LNG,初始熱源可以用熱水、海水或空氣。先用初始熱源將中間熱媒加熱,再用已被加熱的中間熱媒通過管殼式氣化器去氣化 LNG。中間熱媒需用循環(huán)泵強(qiáng)制循環(huán),因此耗能較高。
(2)中間流體式氣化器(IFV)
工作原理是以海水或近鄰工廠的熱水作為熱源,并用此熱源去加熱中間介質(zhì)(丙烷)并使其氣化,再用丙烷蒸氣去氣化 LNG。該氣化器由三部分組成:① 海水(或其他熱源流體)和丙烷進(jìn)行換熱;② 丙烷和 LNG 進(jìn)行換熱;③ 天然氣過熱,即用海水對 LNG 氣化后的 NG 加熱。這種氣化器解決了海水(或其他熱源流體)的冰點問題,在海上浮動儲存與氣化、循環(huán)加熱、冷能發(fā)電等得到廣泛的應(yīng)用。
纏繞管式氣化器
纏繞管式氣化器工作原理是加熱介質(zhì)走殼程,LNG 走管程,管程為螺旋纏繞式換熱器結(jié)構(gòu);從底部管箱進(jìn)入的 LNG,在管程內(nèi)受熱氣化后從**部排出,循環(huán)水在殼程加熱管程內(nèi)天然氣。氣化器能力主要由殼程介質(zhì)的溫度和流量決定,主要特點是在相同的體積內(nèi)擁有較大的換熱面積,同時可實現(xiàn)多股流體一起換熱。
空溫式氣化器
空溫式氣化器是利用空氣自然對流加熱低溫 LNG 使其氣化成常溫氣體的換熱設(shè)備。其由鋁翅片管按一定的間距連接而成,一般是單程式;為了增大空氣側(cè)的換熱面積,在換熱管的外側(cè)加裝星形翅片,目前較常用的是 8 翅片結(jié)構(gòu),另外還有 12 翅片和 4 翅片結(jié)構(gòu)。
LNG 空溫式氣化器即為空氣源式氣化器(AAV),可以分為間接接觸式和直接接觸式兩類。
間接接觸式利用空氣加熱閉式管路的傳熱流體,再與 LNG 進(jìn)行換熱氣化;直接接觸式則利用空氣直接氣化 LNG。間接接觸式應(yīng)用較多的包括空氣翅片式換熱氣化和空氣冷卻塔氣化技術(shù);直接接觸氣化包括環(huán)境空氣氣化和強(qiáng)制通風(fēng)氣化。LNG 空溫式氣化器雖然換熱效率低,但是制造成本和運行成本也很低,經(jīng)常作為 LNG 衛(wèi)星站(指在中小城市及距離氣源地較遠(yuǎn)的小型天然氣接收站和氣化站)內(nèi)的主氣化器。缺點是其對環(huán)境溫度很敏感,冬天易結(jié)冰,在我國北方使用受到一定的限制;同時占地面積大,在土地資源少的區(qū)域也受到限制。
目前,LNG 衛(wèi)星站都離市區(qū)較遠(yuǎn),土地資源影響不大,同時可通過增加水浴式 LNG 氣化器來解決環(huán)境溫度的影響,所以 LNG 空溫式氣化器是小型 LNG 接收站、氣化站、加注站等的主要氣化器類型??諟厥綒饣鞲鶕?jù)用途可以分為增壓式和供氣式兩類,兩者結(jié)構(gòu)基本相同,只有些微差別。主要是增壓式空溫氣化器只具有蒸發(fā)部,而供氣式空溫氣化器包含蒸發(fā)部和加熱部。
國內(nèi)的空溫式氣化器主要應(yīng)用于 LNG 衛(wèi)星站,而目前國外也逐漸將空氣源式氣化器應(yīng)用于大型 LNG 接收站。如美國、印度就采用了幾種形式的 AAV,建成了幾座 LNG 接收站。
水浴式氣化器
水浴式氣化器是以水為熱媒的氣化器,在大型 LNG 接收站中,開架式氣化器、浸沒燃燒式氣化器以及管殼式氣化器中以海水為熱媒的氣化器,均屬于水浴式氣化器;在 LNG衛(wèi)星站中,水浴式氣化器主要包括電加熱式、燃料燃燒式等,它具有傳熱效率高,結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小等優(yōu)點。本文指的水浴式氣化器主要是用于 LNG 衛(wèi)星站的小型氣化器,它廣泛應(yīng)用于 LNG 衛(wèi)星站的天然氣加熱,在土地資源有限的地方還可以代替空溫式氣化器作為主氣化器。在以空溫式氣化器為主氣化器的 LNG 氣化站中,常常將BOG 氣化器和水浴式氣化器集成成撬,從而縮小了空間。水浴式氣化器的主要功能是當(dāng)空溫式氣化器及BOG 氣化器出口溫度不能滿足管網(wǎng)需求時,將開啟該裝置,將空溫式氣化器及 BOG 氣化器的天然氣加熱后送入下游裝置。
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