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1、第28卷第2期煤气与热力Vol.28No.22008年2月GAS&HEATFeb.2008液化天然气LNG空温式气化器气化过程的数值分析1121高华伟,段常贵,解东来,王(1.中燃哈工大燃气技术研究院,广东深圳518033;2.华南理工大学,广东广州510641)摘要: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。关键词:空温式气化器;传热模型;数值计算;LNG气化中图分类号:TU996文献标识码:A文
2、章编号:1000-4416(2008)02-0B19-04NumericalAnalysisofVaporizationProcessinLNGAir2heatedVaporizerGAOHua2wei,DUANChang2gui,XIEDong2lai,WANGXuanAbstract:Accordingtodifferentheattransfermechanisms,theflowprocessoflowtemperatureLNGinair2heatedvaporizerisdividedintothreesection
3、s.Themodelsfornaturalgasheattransferofeachsectionareestablished,andthenumericalcalculationisperformed.Theestablishedmodelcanprovidetheoreticalbasisforlectotype,operationandmanagementofvaporizersinLNGvaporizationstation.Keywords:air2heatedvaporizer;heattransfermodel;n
4、umericalcalculation;LNGvaporiza2tion1概述2空温式气化器气化过程的分析我国已建成的LNG气化站规模不一,供应用户空温式气化器包含蒸发部与加热部,蒸发部由有居民用户,也有工业用户和商业用户。在实际应端板管连接并排的导热管构成,加热部由用弯管接用中,液化天然气总是要气化并恢复到常温以后才头串联成一体的导热管组成。导热管是将散热片和使用,空温式气化器是整个供应系统的核心设备。管材挤压成型,其横截面一般为星形翅片,翅片材质空温式气化器的优点是直接吸收大气中热量,采用铝合金。LNG空温式气化器的安装形式
5、为立不消耗水、电等,运行成本低;缺点是气化器体积大,式、露天。在冬季气化器出口天然气温度较低。目前,对于气化器中LNG的气化过程是一个以沸腾换热LNG空温式气化器的研究还比较少,一般是依据现为主的传热传质过程。LNG在翅片管内流动吸热有的相关经验来进行设计制造,实际使用偏差较大。气化,管外传热为自然对流换热,热量由空气通过翅研究空温式气化器的传热是一项十分重要的技术基片及管壁传给LNG。当LNG温度达到泡点时,液体础性工作,可为合理选择空温式气化器及其经济评开始沸腾气化,气相与液相处于平衡;随后气相中各价提供理论依据,也可作为工
6、程设计的参考,具有现组分所占比例随时间不断变化,并趋近于原料液化实意义。天然气中各组分所占比例,最终气体中各组分的比·B19·©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第28卷第2期煤气与热力www.watergasheat.com例与原料液体中各组分所占比例相同,此时的温度相段的对流换热计算。LNG的物性参数(黏度、热称为露点。泡点是液相段和气液平衡段的分界点,导率、密度等)的计算,可
7、采用《气液热物性估算手[1]露点是气液平衡段和气相段的分界点,二者是气化册》中推荐的公式。器传热模拟中的关键参数。①空气与管壁间的对流换热量由于LNG在气化器内的气化过程较复杂,为了关于自然对流换热的计算,有研究者在整理大更好地分析气化器的传热性能,本文仅研究干空气量文献数据的基础上推荐了竖壁的自然对流准则关条件下的气化器传热情况[2],且对气化器的传热进行联式:如下简化:1/620.387Ra0.825+-8/27①刚进入气化器的低温LNG与气化器中原Nu=9/161+(0.492/Pr)有LNG的混合是在一瞬间完成的,即气化
8、器中LNG(1)的温度与各组分的比例在液体内部处处均匀。②沿管程分为3段:液相段、气液平衡段和气式中Nu———努塞尔数相段,各段天然气的热物性参数采用相应公式计算。Ra———瑞利数③在气液平衡段,气化器中液化天然气液体Pr———普朗特数与气体任意时刻均处于气液平
