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[url=][/url]由中国矿业大学电力工程学院张保生老师指导，王浩楠，王华可儿，徐海宁，王治禹，李钟佳五位同学共同努力研究的LNG/LCNG加气站仪表风冷能干燥机项目入选节能减排大赛决赛，在此热烈祝贺！ 那么，有的同学就会有疑问了，这个项目看起来逼格好高，它究竟是什么呢？让我们一步步地来剖析。 众所周知，天然气主要成分是甲烷，易燃易爆。它从油田中开采出来之后，经净化处理在常压下深冷至-162℃。为方便运输都会将天然气在液化船运或车运到某天然气接收站或者加气站，加气站就是供应液化天然气的加注站。 LNG加气站 与我们项目密切相关的是加气站在运行过程中产生的BOG，它蕴含大量的冷能。 BOG？那又是什么？ 低温液化天然气储罐（约-160℃）受外界环境热量的入侵，LNG罐内液下泵运行时部分机械能转化为热能，这些会使罐内LNG气化产生闪蒸气，这些闪蒸气就 是BOG气体，温度可达-120°。BOG(蒸发气)难以利用，大多被直接排放到空气之中，有研究人员指出每一个加气站每月就会损失大约相当于5.16t LNG的冷能。 BOG的来源？ 图为LNG/LCNG加气站的工作流程图，而我们的BOG产生于卸车，储罐，管道，潜液泵及加气过程中。几乎每时每刻都有BOG的产生和浪费。 多么巨大的能量！在倡导节能减排的今天，有没有什么办法能够合理有效地利用BOG能量呢？ 首先，我们要进行气化显热的冷量计算，以及传统干燥机制冷所需冷量的计算，通过对各个部分产生的BOG进行整理计算，证明BOG冷量和传统干燥机冷量需求是完美匹配的。也就是达到了能量匹配。 在加气站内，有许多仪表以及阀门是需要压缩空气来吹扫或者驱动行程的，而为了保护仪表和阀门不被腐蚀，提高气源的干燥度和洁净度，同时也为了防止结冰，系统 内通常加装干燥机。而传统的干燥机采用压缩机制冷进行冷冻干燥，如果我们能把低温BOG气体嫁接到干燥机中，就可以取消整个制冷单元，达到节能效果。 这时候就是我们LNG/LCNG加气站仪表风冷能干燥机的作用啦！ 上图是传统冷冻干燥机， 如果我们把低温BOG气体嫁接到干燥机中，就可以取消整个制冷单元，达到节能效果。我们的研究目标就是把耗电的制冷系统PASS掉，变成这样 涉及到气气换热，换热器的设计选择可是让我们纠结了好久啊。BOG进出口的巨大温差；管壳结冰堵塞；产品体积成本是主要考虑的问题。 ······ 无论过程多么艰辛，我们最后还从一众佳丽中选出了嬛嬛——U型管式换热器（管壳式的一种）。随之便是换热器的选型，针对冷热气源的大温差问题、对材料具有 耐深冷的要求，以及干燥机体积小巧的要求，我们以现有的LNG汽车车载汽化器为蓝本，选择可以抗热应力的U型管壳式换热器，材料定为相对廉价而高强度的 OCr18Ni9奥氏体不锈钢（特种钢），这样的选择有以下优点：符合气气间壁换热、耐大温差、耐深冷、换热效率高、体积小巧。 找到了最适合的换热器，将之前的流程草图升级为彩图，标上图示，然后就开始开车，不不不，开始理论计算啦~省去中间无数算式稿纸，得下图——  这是是我们设计的仪表风冷能干燥机的系统图，我们通过换热器将压缩空气温度降低到露点温度（2°左右），而在水蒸气含量不变的情况下，由于温度的降低，能够使空气中水蒸气变成饱和蒸气，就会析出液态水，液态水随气流进入水分离器，进行物理分离，从而达到干燥的效果。 下面请看一下制作模型！ 这是最开始的低配版 什么？你问高配版？不好意思，请坐等比赛展览照吧，犹抱琵琶半遮面，美人总是千呼万唤始出来嘛。 这是我们系统集成图，主要结构是空气预热器，BOG空气主换热器以及汽水分离器。 这张图片是我们仪表风冷能干燥机并入加气站后的整个系统图。 Q:这个项目有什么创新特长呢？ A:最大的创新:直接利用加气站BOG（蒸发气）冷能驱动站内仪表干燥机，实现能源供给与需求的就地配对！取消压缩机工作，减少能耗损失，提高能源利用率！没有浪费，就是节能！ Q:它的推广性怎么体现？ A:首先，全国加气站分布广泛： 其次，加气站数量繁多且逐年递增：  综上所述采用我们设计的LNGLCNG加气站仪表风冷能干燥机，能源节省十分可观。既节省了电能，又利用了冷能，经济性强，完全符合国家节能减排的要求。
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发表于 2016-8-15 09:10:10
