[发明专利]一种高效天然气定向流动加热系统

说明书

本发明公开了一种高效天然气定向流动加热系统，涉及加热系统技术领域，该装置包括调节模块以及缠绕在换热管外侧的感应线圈，所述换热管包括天然气进口和天然气出口，所述换热管在天然气出口处设有温度检测仪表，所述调节模块依据温度检测仪表的检测温度，调节感应线圈的工作电流、功率等参数，所述换热管内部设有用于将天然气导流至换热壁面位置的定向流动装置。本方案同其他从外部加热的方法相比，具有加热速度快，加热时间仅为其他加热方法的10%‑20%，加热均匀化程度高，热效率高的优点。

技术领域

本发明涉及加热技术领域，特别是涉及一种高效天然气定向流动加热系统。

背景技术

LNG复热器又称LNG二次加热系统，一般是安放于LNG空温式气化器后，调压撬前的一种复热（二次加热或补热）设备。LNG理论温度约-192℃，利用空温式气化器转化成气态天然气后，因受环境温度等因素影响，天然气气化后的温度较低，不满足用户使用，采用复热器对NG和BOG进行补热（二次加热），提高天然气温度，使其满足用户需求。

现行业生产的LNG复热器一般分为：电加热水浴式复热器（气化器）、蒸汽加热复热器和热水循环复热器，其分别采用电加热器或蒸汽为热源，以水为热传媒，或直接采用循环热水加热，紧凑式换热管内是低温介质（LO2、LN2、LAr、LCO2、LNG、NG等），热源通过紧凑式换热管对管内的天然气进行加热，利用控制系统可以对热源的温度进行控制，保证低温液体气化效果充分且稳定。

由于现有的LNG复热器采用电加热器为热源，以水为热传媒介质，即先用电加热把水加热到60℃，再用60℃的热水把换热管内的天然气加热到约20℃，因此先把电能转化为热能，再通过热水作为媒介传递给天然气，能量进行了多次转化与传递，故LNG复热器热效率极低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的LNG复热器先把电能转化为热能，再通过热水作为媒介传递给天然气，能量进行了多次转化与传递，加热效率极低。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种高效天然气定向流动加热系统，包括调节模块以及缠绕在换热管外侧的感应线圈，所述换热管包括天然气进口和天然气出口，所述换热管在天然气出口处设有温度检测仪表，所述调节模块依据检测的温度调节感应线圈的输出功率；

所述换热管内部设有用于将天然气导流至换热壁面位置的定向流动装置。

技术效果：本方案设置的换热管可以选择具有导磁性的金属材料，当感应线圈通过交流电时，在感应线圈周围产生交变磁场，这交变磁场中的磁力线从一个磁极经过被加热物体到另一个磁极形成回路，磁力线会切割材料，在被加热物体中产生感应电动势，从而产生涡流，由于被加热物体具有电阻特性，根据焦耳--楞次定律，产生的涡流使材料发热，即使得换热管自身发热，从而对换热管内部的天然气进行加热，本方案同其他从外部加热的方法相比，具有加热速度快，加热时间是其他加热方法的10%-20%，还具有加热均匀，热效率高的优点，此外，本方案设置的调节模块可依据天然气出口处的温度来调节感应线圈的电流，即调节其输出功率，能使其满足于用户的使用要求，另外，由于天然气在换热管内部流动、升温过程中，会在管道近壁面位置形成气流附面层，即边界层，这主要是因为天然气在近壁面流动过程中受到粘性剪切力的作用，从而速度逐渐减小，紧贴壁面的天然气速度为零，这也就是天然气在管道内流动时，会使靠近管道内壁面处的流动速度明显低于天然气的正常流动速度的原因，此时热效率也会受到影响，本方案设置的定向流动装置可以将天然气导流至换热壁面壁，可以有效的打破天然气在圆管内流动过程中所产生的边界层，进而提高换热管内天然气的换热效率，进一步提高对天然气的加热效率，使加热效率进一步提高20-30%，且本方案的整体组合体积很小，大大节省了设备空间。

本发明进一步限定的技术方案是：所述定向流动装置包括设置在换热管内的内套管，所述内套管与换热管内壁之间留有间隙，所述内套管一端与换热管的天然气进口连通，所述内套管侧壁上开设有数个开口，开口为通孔或狭缝。