Регазификация с искусственным испарением

Регазификация сжиженного газа с использованием в качестве теплоносителя горячей воды, водяного пара, электроэнергии называется регазификацией с искусственным испарением. Такие установки предусматриваются, когда подземные или надземные групповые резервуарные установки естественного испарения не обеспечивают расчётную потребность в газе; при необходимости подачи газа постоянного состава, при поставке газов с повышенным содержанием бутана (более 30%).

В зависимости от производительности, определяющей некоторые особенности технологического процесса, регазификационные установки (РУ) подразделяются по производительностям

1. 100-400 кг/ч;

2. 500-1000 кг/ч;

3. 1000-4000 кг/ч.

Расчёт РУ ведется на худшие условия зимнего периода года и на минимальные температурные параметры теплоносителя. Насыщенный водяной пар принимается давлением 0,15 МПа (T_n=383 К), горячая вода с начальной температурой Т_н= 353 К. Начальная температура жидкой фазы в регазификаторе определяется температурой окружающей среды, а конечная - величиной установившегося постоянного давления. Опыт эксплуатации показывает, что рабочее давление в регазификаторах, обслуживающих газоснабжение бытовых потребителей находится в пределах 0,15-0,20 МПа, что соответствует температуре, например, пропана от 253 до 243 К.

Испарительная и перегревательная части в регазификаторах разграничены, и теплообменная поверхность каждой части может быть определена в соответствии с заданной производительностью. Расчёт ведется на регазификацию пропана. Площадь поверхности теплообмена испарительной части, м²:

(9.4)

где Q_ucn. - количество тепла расходуемое на испарение жидкого пропана, Вт; DТ_исп — средняя разность температуры между теплоносителем и кипящим жидким пропаном, К; К_исп - общий коэффициент теплопередачи от теплоносителя к жидкому пропану, Вт/м²-К;

Q_ucn.=(i₂-i₁)g , (9.5)

где i₂ — энтальпия насыщенных паров пропана, кДж/кг; i₁ — энтальпия поступающего жидкого пропана; g - расчётная производительность регазификатора, кг/ч.

Средняя разность температур определяется температурными параметрами теплоносителя на входе и выходе регазификатора и температурой кипения жидкого пропана (Т_кип) Температура Т_кип обуславливается величиной давления в регазификаторе, которое отличается от давления в расходном подземной резервуаре на величину перепада давления, расходуемого на преодоление сопротивлений на пути потока жидкости (DР):

(9.6)

Значения общего коэффициента теплопередачи по практическим данным при использовании в качестве теплоносителя насыщенного водяного пара — К_исп =230-290 Вт/м²·К, а при использовании горячей воды 460-580 Вт/м²·К.

Площадь поверхности теплообмена нагревательной части регазификатора, м²:

(9.7)

где i_nep — энтальпия перегретого парофазного пропана, кДж/кг; i_нас - энтальпия насыщенных паров пропана, кДж/кг; DT - средняя разность температуры между теплоносителем и парофазным пропаном, К.

Перегреватель рассчитывается на осушку и перегрев насыщенных паров пропана с температурой Т_пер =303-313 К.

Геометрическая ёмкость резервуаров испарительной установки, м³, определяется:

(9.8)

где t - время работы установки, ч; п - время, на которое рассчитывается запас жидкого газа, сут.; j - коэффициент заполнения резервуаров; r- плотность жидкого газа, т/м³.

Количество резервуаров определяется в соответствии с рекомендуемыми единичными емкостями для конкретного типа РУ и наличием территории размещения их.