33。75
空燃比 14。30 17。16
着火温度/℃ 327 537
火焰传播速度/cm·s-1 39。0~47。0 33。8
根据以上对LNG作为船舶动力燃料的综合分析可知,LNG凭借安全可靠,运行状 况优良,成本较低等优势,是未来船舶业最理想的燃料。
目前,LNG动力船舶获得成功的案例已经有了许多。2011年,世界第一艘使用双 燃料发动机直接推进的25000DWT级的成品油船“Bit Viking”号,瓦锡兰公司对这艘 油船的主机以及一些相关设备进行了改建,并且试航任务也十分顺利的完成[3]。2010 年7月,内河首艘柴油/LNG双燃料动力船武汉“轮渡302号”的成功试航,实现了我 国内河动力船从无到有的质的变化;2010年8月,江苏省宿迁市地方海事局,对3000 吨级的“苏宿货1260”进行了改造;2010年,长航重庆凤凰公司对3000吨级的“长迅 3号”散货船进行了LNG改造,并取得了成功[4-6]。
虽然 LNG 动力船的数量在迅速增加,但以 LNG 为船舶动力燃料的应用依旧还存 在很多需要研究解决的技术难题。目前,大部分 LNG 动力船都是通过吸收海水的热 量为 LNG 的汽化提供动力,所以,大量的冷量则被直接排入海中,这将造成大范围 的水体污染,以及能源的浪费。船舶动力装置中的主机冷却水系统为保障主机的正常 稳定运行,通常也是利用海水带走主机运行过程中未能转化成机械能的热量。海水温
度升高,大量热量被排放到海中。因此,本文将对 LNG 使用过程中汽化方面的问题 进行研究分析。
1。3 国内外研究现状
1。4 LNG 汽化器类型
随着国内外LNG产业的快速发展,各国大兴LNG接收站建设。目前国际上通用的 汽化器总体分为四类:开架式汽化器、空温式汽化器、LNG中间介质汽化器(IFV)、 浸没式燃烧汽化器。
空温式汽化器是通过利用液化天然气(LNG)、液化石油气(LPG)等燃气减压汽化 的特性实现气体汽化的装置。目前国内厂家生产的空温式汽化器的换热装置多采用防 绣铝合金翅片管。空温式汽化器的汽化原理是依靠自身显热和吸收外界大气环境热量 而实现汽化功能的,但其汽化量受气温的影响较大,在气温较低时汽化器的汽化量较 低,无法满足供应需求,而且,外设备会出现结冰现象,从而导致汽化效率的降低。 此外,还有设备较大的占地体积、造价过高、产品流量不足等缺点。
开架式汽化器(ORV)是以海水为能量来源的大型LNG汽化装置,海水喷淋装 置安装在汽化器的顶部,海水喷淋设置在管板外表面,凭借重力从上向下流动,LNG 则自下而上逆向流动,整个过程通过管壁进行热量交换。其中, LNG 汽化为NG 的 场所为由若干根翅片管组成的换热管束板,翅片管两端分别与LNG 歧管和NG 歧管 焊接。每片管束板的翅片管数量和每组汽化器的管束板数量(即LNG 歧管和NG 歧 管的数量)决定了于汽化器汽化能力的大小。但由于外界气候等因素的存在,LNG 开架式汽化器的汽化效率会随着水温的降低而降低,此外,LNG开架式汽化器对水质 也有要求,在进行喷淋之前,需要对海水进行预处理[10]。
图 1-1 开架式汽化器工作原理示意图和基本结构
浸没燃烧式汽化器(SCV)是使用最多的一种燃烧加热型汽化器。燃烧器向水中 喷射大量烟气,水与烟气直接进行接触,烟气充分地搅拌着水,并且将热量传递给水, 因此它的传热效率也十分地高。获得大量热量的水则沿着汽化器的管路从下向上流动, 汽化管内的LNG。浸没燃烧式汽化器具有传热效率高、初始成本低、结构紧凑、节省 空间等特点,适合于快速启动,用来满足突然增加的负荷需求,但是高昂的运行成本 问题却导致浸没燃烧式汽化器无法全面投入实际运用中[11]。 LNG动力船LNG汽化工艺研究与设计(4):http://www.youerw.com/jixie/lunwen_101006.html