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低温贮罐自增压汽化器的设计计算

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低温贮罐自增压汽化器的设计计算

陈叔平

兰州真空设备厂炼化科甘肃兰州市龚家

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摘要吸热量讨论了低温液休贮槽自增压汽化器的有关设计问题给出了液体耗量对流换热系数及换热面积的计算公式,并以实例加以说明图

主题词低温贮榴自增压汽化器耗液最传热系数换热面积

用气体挤压的方式将低温液体由贮槽或槽车向外供液是目前普遍采用的一种输液方式挤压用的气体可由单独的外气源供给,也可由贮槽自备的汽化器产生汽化器的种类很多,其汽化量不仅受汽化器本身的结构因素的影响,而且也受各种环境因素的影响本文主要讨论星形管自增压汽化器的有关设计问题一自增压汽化舒的耗液量预增压阶段的耗液量

用自增压汽化器增压排液的过程如图所示预增压阶段是指在排液阀关闭的情况下在一定

时间内将罐顶气相压力增加到某一要求值的过程在此阶段,液体经汽化器汽化后全部用来增压顶部气体满足气态方程,即天—气相压力—气相容积,—气体压缩因子—气体温度,—气体常数,。声二。代入式得。丁机。”丫圈汽化告自增压系统圈增压阀排液阀汽化器一扰一产。一。。一。二—单位时间内被汽化的液体量—与二相对应的液体体积,—在。下液体的密度,。一一在下气体的密度,打“尸。—增压前的气相压力。。—增压前的饱和温度—增压时间,。—增压前的气相容积“中式是中式将于

式中。。及为已知数,值由设计者自定在确定值时应考虑一定的过热度从式中可以看出值大,值就小,也减少有利于降低低温液体的损耗但值也不能过大否则一方面将使汽化器尺寸增大,另一方面也会引起贮罐内低温液休的严重分层现象

© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net深冷技术年第期正常排液阶段的增压耗液量

此阶段排液阀打开贮罐开始向外排液排液量与增压耗液量存在如下关系

“

二。一

在设计汽化器取爪的值时应按式式计算结果的较大值选取这样既能满足预增压的需要又能满足正常排液的

需要

二汽化器的吸热量在稳定汽化过程中按热力学第一定律可得

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式中口—汽化器单位时间的吸热量阮—在状态气体的烩—在。状态下过冷液体的

烩

二。—单位时间内汽化器进出口的质量流量两者相等二叽

式忽略了进出口处动能及位能的影响查有关图表由可查出肠由尸可查出式可转换成下面的式子,二一。式中几。—定压平均比热

三汽化器的传热系数汽化器由星形管按一定的型式组合而成为简单起见仅计算单根管的传热系数单根管的截面形状如图所示低温液体在管内流动吸热汽化管外为空气自然对流热量由空气通过翅片及管壁传给低温液体其传热系数可写成〔,占凡

口

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〕

式中—总传热系数“—低温流体与管壁的对流换热系数

久—铝的导热系

数

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—空气与翅片管的自然对流换热系数

口—肋化系数夕几

,—翅片管的内外表面积

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图星形管截面形状

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—肋化效率

—翅片高度二—肋片长或管长

因管内汽化换热系数及铝的导热系数远大于管外的自然对流换热系数故在实际计

算中可将式中及占八略去不计于是式可简化为内

由式可见如要求应先求出对于星形翅片管可按空气对平壁的自然对流换热准则方程求。层流时产工一‘乙

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深冷

技术

紊流时一”入“计算时定性温度为环境温度史定性尺寸为翅片高度百求以准则数后下式求出自然对流换热系

数

二久岁

式中—努谢尔特准则数

口乙界犷沪刁二—对数平均温差—格拉晓夫准则数—运动粘

度

厅一一齐积膨胀系数—普朗特准则数

—亚力加速度“久一一空气的导热系数

四汽化器的换热面积

根据传热关系可褂刁。将式代入式后可得二粉刁

式中的对数平均温差刁,刁,一刁刁刁其

件

刁一。刁一如要求翅片管的总长度,则将式转换整理后可得

即可根据

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刀刁达,军夕。封式中—翅片管总长伶—翅片数五计算示例

要求设计一液氮汽化器已知条件如下相当于的供气量火。又‘。,。翅片管尺寸为。了二

工岑。在一。℃下空气的物性参数为

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二

根据以上条件求解过程如下确定爪由。表知,

由表知

。二夕二二二

预增压时按式得

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正常排液时按式得

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比较两种工况下算出的值,取

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年第

期

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按式判断为层流并代入值可得

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先算肋化系数刀,取万,“

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由可求出翅片管的总

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前面已假定单根翅片管长故需要根翅片管并联而成才能满足要求

六小结汽化器的耗液量在预增压阶段和正常排液阶段是不一样的,应取两者中的较大值

在增压过程中汽化器的进液为过冷状态,出口气体为过热状态利用两者的烙差

来

计算吸热量汽化器的传热系数近似等于空气相对翅片管的对流换热系数汽化器的设计还有其它一些问题如汽化器进出口管应满足条件出入粼又瓦而不

出口应略高于入口入口位置应低于贮罐内筒的底部,以满足自流液的需要等等详见

’

今文文献

符锡理液氢液氧挤压加注用汽化器的设计原理和计算低温工程天津大学等传热学北京中国建筑工业出版

社

潘俊兴低温槽车排液自增压汽化器的设计计算低温工程

午月日收稿

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不锈钢汽化器汽化量计算

不锈钢汽化器汽化量计算

不锈钢汽化器汽化量计算Calculation of Vaporization quantity in Stainless Steel Vaporizer不锈钢汽化器是一种常见的加热设备，主要用于将液体燃料转化为气体状态。

在设计和使用不锈钢汽化器时，计算汽化量是非常重要的。

本文将介绍关于不锈钢汽化器汽化量的计算方法。

汽化量指的是在特定条件下，单位时间内液体燃料转化为气体的量。

它的大小直接影响到汽化器的燃料消耗和使用效果。

因此，在选择不锈钢汽化器时，需要准确计算汽化量。

不锈钢汽化器的汽化量计算可以根据以下步骤进行：1. 首先确定液体燃料的流量。

这可以通过液体燃料进入汽化器的流量计或计量装置来测量。

流量的单位可以是升/分钟或升/小时。

2. 然后确定液体燃料的密度。

液体燃料的密度可以通过相关资料或实验室测试获得。

密度的单位可以是千克/立方米或克/毫升。

3. 接下来，计算液体燃料的质量流量。

将液体燃料流量与密度相乘即可得到质量流量，单位为千克/分钟或千克/小时。

4. 根据燃料的性质和汽化器的设计参数，计算质量流量对应的汽化率。

不同的燃料和汽化器具有不同的汽化率。

汽化率的单位可以是千克/分钟或千克/小时。

5. 最后，将汽化率转化为体积流量。

由于不锈钢汽化器主要将液体燃料转化为气体，因此需要将汽化率转换为体积流量。

这可以通过根据燃料的气体密度计算得到。

综上所述，不锈钢汽化器的汽化量计算需要考虑液体燃料的流量、密度，以及汽化器的设计参数等因素。

准确计算汽化量对于合理选择和使用不锈钢汽化器是非常重要的。

低温固定储罐培训

低温固定储罐培训

测真空装置
仪表：压力测量装置、液位测量装置、真空度测门、装卸接头等
支座
结构组成
支
承
腿
式
裙
式
支
座
支
座
座
结构组成
3支座 ≤33m
3
4支座 ≥40m
3
裙座
大型、装载重 一般达150方
结构组成
自增压器：将内容器中引出的冷冻液化 气体气化后返回内容器中，以提高内容 器自身压力的装置。
基本知识
储存介质
有效容积m3
工作压力MPa
5、10
1.0 /1.75
15、20
LO2、LN2、 LAr
30
50
0.8 /1.75
0.8 /1.6
0.8 /1.75
100
0.8 /1.6
LCO2 10、15、20、30、50、100 2.2
30、45、50、100、150 0.8气化站立式
LNG 20、27、54、60
结构组成
卧罐的外部采用两个鞍式支座支撑整个罐体，右端（管路端）的鞍座底板 上的地脚螺栓孔制作成圆形孔，作为固定端，左端的鞍座底板上的地脚螺栓 孔制作成腰形孔，作滑动端，当储罐的外壳壁温与安装环境有较大差别时， 需要根据外壳金属温度、两鞍座间距计算确定腰形孔的长度，以满足储罐外 壳热胀冷缩的需要。
吸附剂设置
气体储运
空分装置
O2 N2 Ar
气柜
气体高压 压缩机
充瓶
钢瓶运输 使用点
空分装置
液体储运
LO2 LN2 贮存 LAr 贮罐
用户接 收贮罐
汽化器 使用点
基本知识
低温储运的优点： 气液体积比大（标态）：氧810，氮643，氩780，使储存容积大大减少。 气体质量好：从空分出来的氧氮氩气体都是干燥、清洁的，并达到了一定的 纯度要求，如果钢瓶气体在压缩充瓶过程中会被油、水和钢瓶本身所污染， 用钢瓶运送高纯气体则更难。采用储罐，则可以做到使用点的气体质量与出 空分装置的气体质量（干燥度、纯度）基本相同，从而保证各种工艺过程对 气体纯度的要求。 辅助时间少，劳动效率高：正常情况下储罐不需要专人管理，而钢瓶则需要 接管、换瓶等手续。 可实现集中生产 安全可靠：液体能量比气体低得多，低温储罐设有安全防护装置。
卧式储罐设计参考

卧式储罐设计参考

目录1 绪论 .................................................................................................... 错误!未定义书签。

1.1 低温储罐的发展状况 ................................................................... 错误!未定义书签。

1.2 低温储罐的结构简介 ................................................................... 错误!未定义书签。

1.2.1 储罐的基本结构..................................................................... 错误!未定义书签。

1.2.2 储罐的强度要求..................................................................... 错误!未定义书签。

1.3 低温储罐的焊接工艺 ................................................................... 错误!未定义书签。

1.4二氧化碳的用途 .............................................................................. 错误!未定义书签。

1.5课题设计意义 .................................................................................. 错误!未定义书签。

1.6 低温卧式储罐的设计任务 (1)1.6.1 设计压力................................................................................. 错误!未定义书签。

LNG气化站的设计

LNG气化站的设计

LNG气化站的设计1 LNG气化站的工艺流程概述LNG由槽车运至气化站，利用LNG卸车增压器使槽车内压力增高，将槽车内LNG送至LNG低温储罐内储存。

当从LNG储罐外排时，先通过储罐的白增压系统，使储罐压力升高，然后打开储罐液相出口阀，通过压力差将储罐内的LNG送至气化器后，经调压、计量、加臭等工序送入市政燃气管网。

当室外环境温度较低，空温式气化器出口的天然气温度低于5℃时，需在空温式气化器出口串联水浴式加热器，对气化后的天然气进行加热。

2 LNG的潜在危险根据LNG的特性，在LNG储存和生产过程中，如操作不慎会产生如下危险。

①设备或管道低温脆断设备及管道在低温状态下，可能会发生材质脆断，如有LNG泄漏极容易冻伤操作者。

另外，LNG泄漏或溢流后会急剧气化，形成LNG蒸气云团使人窒息。

②受热超压由于LNG气液体积比很大，所以少量LNG受热就能转化为大量的气体，可使设备及管道内压力急剧上升而发生超压事故。

③爆炸若LNG泄漏、气化后与空气混合达到爆炸极限，此时遇到明火极易发生爆炸、燃烧，产生的热辐射会对人体及设备造成巨大危害。

3 LNG气化站的设计目前，我国颁布关于LNG气化站设计的相关规范，主要有《城镇燃气设计规范》GB 50028—2006、《石油天然气工程设计防火规范》GB 50183—2004、《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116—98、《建筑设计防火规范》GB 50016—2006等；常用的国外标准主要有美国标准《液化天然气(LNG)生产、储存和装运标准》NFPA 59A。

在这些规范中对LNG气化站的设计做了明确规定。

3.1 LNG气化站的选址及总图布置①LNG气化站选址气化站的位置与其安全性有着密切的关系，因此气化站应布置在交通方便且远离人员密集的地方，与周围的建构筑物防火间距必须符合《城镇燃气设计规范》GB 50028—2006的规定，而且要考虑容易接入城镇的天然气管网，为远期发展预留足够的空间。