LNG空温式气化器管束传热特性

液化天然气(LNG)空温式气化器由翅片管管束组成,以节能环保的优势在LNG中小型气化站得到广泛应用。空温式气化器管束中的单根翅片管传热会受到相邻翅片管的影响,与大空间中的单根翅片管的传热过程存在差异,传统的传热设计中往往忽略管束中翅片管的传热差异,带来较大误差。针对空温式气化器管束传热特性展开研究,对涉及流固耦合传热问题的翅片管管束进行整场建模与求解,采用混合物模型和Lee模型求解管内LNG气化传热,得到了管束中不同位置翅片管的空气侧温度场分布及传热系数,建立了空气侧传热差异系数拟合公式,并用管束空气侧传热特性实验对拟合公式进行了验证。     

LNG空温式气化器的换热计算

对LNG空温式气化器的单根翅片管进行模拟换热计算,计算时将翅片管分为单相液、两相以及单相气3区,得出了管外壁温度、管内流体温度以及管内流体表面传热系数沿管长的分布。     

LNG空温式气化器支腿高度数值模拟研究

以QQ-5000G-01型LNG空温式气化器为例,不研究空温式气化器翅片管内换热及管壁导热,只研究翅片管外壁面与周围空气的自然对流换热情况。该空温式气化器立式安装,长3.287 m,宽2.715 m,高9.387 m,由10×12排列的120根星型铝合金翅片管构成。单根翅片管的翅片数量为8,翅片高度为63 mm,翅片厚度为2 mm,翅片长度为8 m,两翅片之间夹角分别为36.87°和53.13°,圆管外直径为32 mm,圆管壁厚2 mm。将每根翅片管都简化为长方体,该长方体的长为0.141 m,宽为0.141 m,高为8 m。长方体与长方体之间按对应边平行排列,相邻长方体最近侧外壁面之间的间距为0.145 m。环境温度为300 K,环境绝对压力为101 325 Pa。在Geometry19.0中建立传热几何模型,将该模型导入ICEM 19.0软件划分结构化网格,采用Fluent 19.0软件对支腿高度为0.8～2.0 m的空温式气化器与周围环境换热过程进行数值模拟。选取空温式气化器底部平面为温度场计算平面,提出空温式气化器底部温度场评价指标和工程上支腿高度最优值判断指标,分析不同支腿高度对空温式气化器底部温度场分布的影响规律以及工程上支腿高度最优值。研究结果表明:空温式气化器与周围环境换热达到平衡时,空温式气化器周围空气形成了自上而下的流动,温度较低的空气向下流动,一部分滞留在气化器底部,一部分向四周扩散。支腿高度过低,导致空温式气化器底部空间温度过低,不利于设备的底部换热。在设定的研究和设备选型条件下,支腿高度从0.8 m提高到2.0 m,其计算平面的温度场评价指标的绝对值提高了29.7%。支腿高度的提高对计算平面温度场的改善效果呈幂函数分布,即在工程支腿高度最优值前,提高支腿高度,能较明显地提高空温式气化器计算平面的温度;在工程支腿高度最优值后,提高支腿高度,不能明显地提高计算平面的温度。在设定的研究和设备选型条件下,在工程上空温式气化器的支腿高度最优值出现在1.50～1.55 m范围。     

不同气化方式的气化器工艺流程及选型探讨

介绍了5种气化器(蒸汽加热式气化器、热水式气化器、电加热式气化器、空温式气化器、直燃式气化器)的工艺流程及特点。结合工程实例,探讨了气化器的选型。     

空温式气化器在LPG气化站的应用

论述了选择液化石油气气化器需要考虑的因素,结合实例比较了空温式气化器相对于电热式和热水式气化器在节能、运行费用等方面的优势.     

LNG空温式气化器气化过程的数值分析

根据传热机理的不同,将低温LNG在空温式气化器内的流动过程分为3段,建立了各段内天然气传热的模型,进行了数值计算.建立的模型可为LNG气化站气化器选型及运行管理提供理论依据.     

空温式气化器及应用浅析

空温式气化器是利用液化石油气等液化气体通过减压后自身吸热气化的特性而制成的,它的生产和应用在国外尤其是日本已十分成熟,而它的兴起在国内仅是近几年的事,还没有得到广泛的生产和应用,笔者在此作简单的分析。1空温式气化器在国内的应用国内使用的气化器有电热式、电热水浴     

液化天然气供应站气化器的选型

阐述LNG气化器的分类和特点。以西北某LNG调峰储气中心为例,对浸没燃烧式气化器、整体式气化器、水浴式气化器、空温式气化器的占地面积、投资、运行成本、总成本费用进行比较,给出合适的LNG气化器选型。     

LNG加压气化调峰站运行实践的研究

结合实际的LNG加压气化调峰站的生产运行实践,论述了LNG加压气化调峰站的工艺流程、低温烃泵及高压空温式气化器的配置与运行中存在的问题,分析了5种安全事故,提出了防范措施。     

波纹翅片管空气侧流场与换热量数值模拟

介绍均匀倾角波纹翅片管、倾角渐增波纹翅片管的结构.采用FLUENT软件,对两种波纹翅片管空气流道中心面上的温度场、压力场、换热量、阻力进行了数值模拟.     

基于机器学习LNG空温式气化器传热性能预测

阐释环境条件下LNG空温式气化器动态耦合传热机理,针对传热过程的时变性、非线性及多因素影响性,提出利用机器学习对LNG空温式气化器的天然气出口温度进行预测。通过阐述最小二乘支持向量机的基本原理,指出最小二乘支持向量机模型的精度在于输入向量、惩罚因子和核函数的选取。基于厂站实测数据对模型的输入向量进行分析,得到输入向量为环境温度、运行时间、太阳辐射照度以及一段时间内的天然气出口温度实际监测值。采用粒子群优化算法对惩罚因子及核函数中的相关参数进行参数优化,通过均方根误差、平均绝对误差、平均相对误差和最大绝对误差对模型预测结果进行评估,结果表明采用线性核函数或者多项式核函数的最小二乘支持向量机模型能够很好地解决LNG空温式气化器整体耦合传热性能预测问题。     

LNG气化站安全保护系统

论述了LNG气化站的工艺流程,LNG的危险性,以及紧急切断系统、低温储罐液位控制系统、空温式气化器出口气体温度连锁系统、水浴式加热器后气体温度控制系统等安全保护系统的实现方法。     

LNG空温式气化器结霜机理及控制技术

分析LNG空温式气化器的结霜机理,将结霜过程分为霜晶生长期、霜层生长期、霜层充分生长期,应严格控制霜层生长期,防止气化器大面积结霜。在LNG气化站现场取样,通过实测,得到霜层孔隙率为6.13%。分析空气温度、空气相对湿度、气化器间距对气化器结霜的影响,通过实测霜层厚度,计算得出气化器霜层热阻随影响因素的变化规律,得出空气温度对气化器霜层热阻影响最大,因此要严格控制气化器周围空气温度。提出减少气化器结霜的控制措施(蒸汽加热气化器周围空气、机械排雾、气化器间距控制、SCADA智能监控),运行实践表明,采取控制措施后,有效控制了气化器的结霜现象,霜层厚度和结霜长度明显减小。     

空冷凝汽器三排管外空气流动和传热性能的数值研究

针对空冷凝汽器的椭圆管外绕椭圆翅片的三排管外空气侧的流动和传热进行数值计算。建立三维计算模型并选用计算结果优于标准k-模型的SST湍流模型,对不同迎面风速下,三排管外空气侧的速度场、温度场进行分析和研究。结果表明,迎面风速的增加使换热系数增大,阻力增大;外界环境温度越低,换热量越大。模拟的结果可为空冷凝汽器的优化设计及实验提供参考依据。     

海水开架式气化器运行工况研究

阐述了应用动态模拟软件建立开架式气化器(ORV)系统动态模型,研究LNG流量、天然气管网压力、海水温度等因素扰动变化时,天然气出口温度、海水出口温度、海水进出口温差、ORV换热量、换热器平均温差等主要操作参数的动态响应趋势。分析表明,动态模拟能够准确模拟ORV主要工艺参数随相关扰动因素的变化特性,可指导设计人员的选型设计和操作人员的安全运行实践。     

管排数对波纹翅片管换热器的性能影响研究

为解决换热器在不同区域运行时应采用的最优管排数缺乏技术参考这一问题,本文结合杭州,广州及西安地区六月份平均气候参数通过分排参数法建立波纹翅片管换热器的稳态模型研究了其管排数与换热量及除湿量之间的关系.结果表明,换热器的换热量及除湿量随着管排数的增加逐渐增加.横向管间距的增加及翅片间距的减小同样会使换热量增加.管排数越多...     

使用R407C冷媒的翅片管冷凝器的计算机模拟

本文针对R22的替代工质R407C,采用稳态分布参数法,对翅片管冷凝器进行了计算机模拟：对制冷剂整个流动方向的温度、饱和温度、干度、换热量、压力、管内换热系数进行了模拟计算并加以分析,并以回路为基本单位,比较了回路之间换热情况的差别,为系统的仿真以及使用R407C的翅片管冷凝器的设计打下基础。     

开缝肋片表面的数值模拟及特性分析

在不同雷诺数、不同开缝辐射角度下,应用SIMPLE算法对空调用辐射型开缝肋片表面的传热及流动阻力特性进行了数值模拟,根据场协同原理分析了计算结果,得出了换热量随雷诺数和开缝角度的变化规律。     

撬装LNG气化站在新农村的应用研究

撬装LNG气化站具有占地面积小、初投资低、建设周期短等特点,特别适用于没有管道天然气的农村地区,结合农村地区的用气特点,本文设计加工了一台撬装LNG气化站。通过监测运行过程中各节点的温度和压力,分析得出空温式气化器出口天然气温度比环境温度低约10℃~20℃。另外,在水浴式天然气加热器的加热功率计算时,需考虑调压器降压带来的温降,以保证最终的供气温度在管道和设备的设计温度范围之内。     

过热度对翅片管蒸发器性能影响的模拟研究

利用EVAP-COND软件对三排管翅片管蒸发器进行模拟计算。选取3种制冷剂R22、R134a和R410A,4种不同的流路布置方式,分别计算不同制冷剂出口过热度下蒸发器的总换热量,对模拟结果进行分析对比,研究出口过热度对翅片管蒸发器换热性能的影响,得出有利于指导蒸发器优化设计的结论。蒸发器出口制冷剂过热度越大,制冷量越小;设计的4种流路布置方案中第二种方案最为合理;制冷剂R410A换热性能最佳,可以替代R22。