LNG设备

第四章、LNG相关设备李兆慈中国石油大学（北京）1、压缩机往复式：处理量较小装置离心式：大液化装置，广泛采用轴流式：混合制冷剂冷循环小体积螺杆式：撬装式小型液化装置压缩机型式电力驱动汽轮机燃气轮机驱动型式良好密封性防爆装置材料的低温特性润滑方式——无油润滑（低温）技术要求1.1往复压缩机运转速度较慢，中、低速运转新型可改变活塞行程，适应不同负荷情况适应范围广，海洋、内陆效率高，超过95%可靠性高，容易维护立式：无油润滑卧式：排量大，运转平稳1.2离心压缩机转速高、排量大、体积小新型流线型叶轮确保气体流道平滑、运转平稳效率80%~90%壳体型式：整体型、分开型单级、多级轴封型式：机械接触密封、气体密封、浮动碳环密封1.3压缩机正确选用进口流量排出压力根据压力—流量曲线，确定结构形式确定名义工作速度2换热器绕管式大多数基本型液化装置使用，效率高，维修方便板翅式主要用于调峰型的LNG装置，成本低、结构紧凑汽化器专门用于液态天然气转变为气态的换热器。加热方式：空气加热、海水加热、燃烧加热等。不同型式LNG换热器的比较等级型式投资维护阻塞承压紧凑性壳管式41135板翅式34421套管式55513绕管式33312注：最好的等级为1，最差的等级为5。2.1绕管式换热器又称螺旋管式广泛应用于空分设备，LNG初期已广泛使用混合制冷剂液化流程铝管绕成螺旋型效率高，维修方便总液化效率L—换热系统效率C—压缩机与冷却系统效率WLNG—液化所消耗功WR—制冷剂消耗的功WC—压缩机的压缩功CLCRRLNGCLNG2.2板翅式换热器铜、铝结构结构紧凑、重量轻翅片厚度0.15~0.41mm，板厚1.0~2.0mm，普通翅片高度6.3~19mm，翅片间距约1.6mm，传热面积率达1300m/m3流动形式交叉流相向流多股流翅片形式平板型打孔型间断型渔叉型2.3LNG汽化器专门用于液化天然气汽化的换热器空气加热型水加热型燃烧加热型蒸汽加热型中间传热流体型加热型式空气加热型汽化器又称空温式汽化器多为翅片管型用于汽化量较小场合受环境条件影响大结构简单、运行费用低单位容量投入费用高水加热型汽化器应用广泛，特别是海水作为热源投资较大，运行费用低操作、维护容易受气候等因素影响较大管外易结冰，降低汽化能力对海水有要求：防腐蚀开架式汽化器Openrackvaporizer简称ORV又称为：液膜下落式汽化器fallingfilm中间传热流体型汽化器采用丙烷、丁烷或氟利昂等介质作中间传热流体改善结冰带来的影响对海水质量要求不高可利用废热产生的热水广泛应用于基本负荷型LNG汽化系统燃烧加热型汽化器浸没式燃烧加热型使用最多结构紧凑、节省空间初始成本低传热效率非常高适合于负荷突然增加的要求，可快速启动适合于紧急情况或调峰使用蒸汽加热型汽化器主要在LNG船上使用急状态天然气供应紧急卸货效率高、结构紧凑、可靠性好、运行范围宽温度控制容易注意大温差换热材料的热应力2.4换热器传热过程存在的问题1.流动不均匀性2.流道受阻3.纵向导热4.环境漏热3LNG泵压力LNG泵：量大、阻力大LNG输送方法LNG泵的要求承受低温气密性电器安全防爆平衡要求船用泵汽车燃料泵高压泵大型储罐的罐内泵潜液式电动泵非潜液式低温泵3.1潜液式LNG泵汽车燃料泵LNG高压泵罐内泵安装非潜液低温泵柱塞泵应用4膨胀机膨胀机是天然气液化装置中获取冷量的关键设备，一般采用透平膨胀机。透平膨胀机是一种高速旋转的热力机械，气体在透平膨胀机中进行绝热膨胀，对外做功，能量降低，产生焓降，温度下降体积小、重量轻、结构简单、气体处理量大、运行效率高、维护方便、使用寿命长透平膨胀机提供冷量的同时可以用于驱动压缩机或发电设备