LNG系列板翅式换热器的研究与开发

LNG系列板翅式换热器的研究与开发①

苏斯君1一张周卫2a,3一汪雅红2b,3一张梓洲2a一田一源2a

(1.兰州兰石换热设备有限责任公司;2.兰州交通大学a.环境与市政工程学院;b.机电工程学院;

3.甘肃中远能源动力工程有限公司)

摘一要一介绍了一级制冷五股流板翅式换热器二二级制冷四股流板翅式换热器二三级制冷三股流板翅式换热器和混合制冷剂多股流板翅式主换热器的板束结构特征二制冷工艺与混合制冷剂制冷原理三展望了LNG系列板翅式换热器的重要研究方向以及需要进一步解决的关键科学问题三

关键词一板翅式换热器一液化天然气一混合制冷剂一板翅结构一传热制冷机理

中图分类号一TQ051．5一一一文献标识码一A一一一文章编号一0254-6094(2018)06-0662-06

一一液化天然气(LNG)板翅式换热器[1~4]包括LNG一级制冷五股流二二级制冷四股流二三级制冷三股流及LNG混合制冷剂多股流板翅式换热器等,它们均属于相变制冷型多股流低温换热器,主要应用于天然气(NG)低温液化领域三LNG板翅式换热器板束结构紧凑,具有二次换热特性,换热效率高[5],可用于36?-164?NG低温液化领域三液化流程主要包括36?-53?预冷段二-53?-120?再冷段二-120?-164?液化过冷段3个阶段,分别采用不同的制冷工艺二制冷剂和制冷设备三为了减少换热器数量,便于维护管理,也可将三段制冷过程融合为LNG板翅式主换热器并延长高度至30~40m,直接将NG从36?冷却至-164?液化并过冷三

LNG板翅式主换热装备涉及多元混合制冷剂多股流低温回热换热过程,需要研究系统制冷工艺二设计核心装备及复核计算制冷量等三此外,由于板束排列方法较多,换热过程复杂,还需要编制换热软件三20世纪80年代以来,国外有德国Linde研发的换热器,主要应用于LNG领域,具有换热效率高二集约化程度高等特点三国内的Zhao M和Li Y长期从事板翅式换热器换热机理研究[6],为板翅式换热器设计计算提供了大量可参考资料三在此,笔者针对-164?LNG系列板翅式换热器的换热和结构特点,研究开发了一级五股流二二级四股流二三级三股流及混合制多股流板翅式主换热器等三

1一一级制冷五股流板翅式换热器

1.1一一级板束结构特征及制冷工艺

一级制冷五股流板翅式换热器(图1)包括三股预冷制冷剂二一股NG和一股回流混合制冷剂,回流混合制冷剂预冷N2 CH4 C2H4和NG至-53?三C4H10 异C4H10在36?时被C3H8二C4H10 异C4H10和-63?的N2 CH4 C2H4过冷至-53?,然后进入回流侧与C3H8和N2 CH4 C2H4一并冷却NG侧二N2 CH4 C2H4侧二C3H8侧和C4H10 异C4H10侧,在26?时返回进气压缩机三C3H8在36?时被回流混合制冷剂侧-63?的N2 CH4 C2H4过冷至-53?,经节流阀节流为-53?并过冷,再进入回流混合制冷剂夹层,与节流后的C4H10 异C4H10和N2 CH4 C2H4混合,混合后向上流动冷却NG侧二N2 CH4 C2H4侧二C3H8侧和C4H10 异C4H10侧,在26?时返回进气压缩机三NG经由一级制冷并在

266一一一一一一一一化一工一机一械一一一一一一一一一一一一一一一一2018年

①基金项目:国家自然科学基金项目(51666008);甘肃省财政厅基本科研业务费(214137);甘肃省自然科学基金项目

(1208RJZA234)三

作者简介:苏斯君(1973-),高级工程师,从事高效强化换热装备与技术的研究三

通讯作者:张周卫(1974-),教授,高级工程师,从事LNG低温过程控制及换热装备的研究,zhangzwemail@https://www.360docs.net/doc/2d2318170.html,三万方数据