本書主要講述液化天然氣(LNG)及天然氣領域內(nèi)12類通用換熱裝備的設計計算方法。主要涵蓋不同類型換熱器的換熱工藝計算過程及結(jié)構設計過程,包括LNG氣化器、板翅式換熱器、螺旋折流板式換熱器、空氣冷卻器、板式換熱器、浮頭式換熱器、螺旋板式換熱器、U形管式換熱器、板殼式換熱器、燃燒式氣化器、纏繞管式換熱器、蒸發(fā)式冷凝器12個類別,內(nèi)含低溫換熱基礎研究與產(chǎn)品設計計算過程。涉及產(chǎn)品可應用于液化天然氣、天然氣、石油化工、煤化工、空氣液化與分離、制冷及低溫工程等領域。
本書不僅可供從事天然氣、液化天然氣、化工機械、制冷及低溫工程、石油化工、動力工程及工程熱物理領域內(nèi)的研究人員、設計人員、工程技術人員參考,還可供高等學校化工機械、能源化工、石油化工、低溫與制冷工程、動力工程等專業(yè)的師生參考。
在LNG工業(yè)領域,大力發(fā)展LNG產(chǎn)業(yè),提高天然氣能源在消費中的比例是調(diào)整我國能源結(jié)構的重要途徑,LNG既是天然氣遠洋運輸?shù)闹饕椒ǎ彩翘烊粴庹{(diào)峰的重要手段。隨著國內(nèi)眾多LNG工廠的相繼投產(chǎn)及沿海LNG接收終端的建設,我國LNG工業(yè)進入了高速發(fā)展時期,與之相關連的LNG通用換熱器裝備技術也得到相應快速發(fā)展。
本書涉及液化天然氣(LNG)、化工機械、制冷及低溫工程領域內(nèi)通用換熱裝備12類,是目前液化天然氣(LNG)及天然氣領域內(nèi)可通用互換的換熱設備。這12類換熱器屬換熱設備領域內(nèi)通用的具有有一定技術設計難道的換熱裝備系列化產(chǎn)品研發(fā)項目,主要應用于液化天然氣(LNG)、天然氣、煤化工、石油化工、低溫制冷、空間低溫制冷等多個領域,也可用于大型LNG液化系統(tǒng)、低溫甲醇洗、低溫液氮洗等重點工藝系統(tǒng)中的主要換熱設備。
《液化天然氣裝備設計技術:通用換熱器卷》共收集張周衛(wèi)、蘇斯君、張梓洲、田源等主持設計研發(fā)的液化天然氣通用換熱裝備12項,主要涵蓋換熱器工藝換熱工藝計算過程及結(jié)構設計過程,包括液化天然氣(LNG)氣化器、天然氣板翅式換熱器、天然氣螺旋折流板式換熱器、空氣冷卻器、天然氣板式換熱器、天然氣浮頭式換熱器、天然氣螺旋板式換熱器、天然氣U 形管式換熱器、天然氣板殼式換熱器、LNG 燃燒式氣化器、天然氣纏繞管式換熱器、天然氣蒸發(fā)式冷凝器12 個類別,內(nèi)含低溫換熱基礎研究與產(chǎn)品設計計算過程。涉及產(chǎn)品可應用于液化天然氣、天然氣、石油化工、煤化工、空氣液化與分離、制冷及低溫工程等領域。
本書共分13章,其中,第2章、第11章所列研發(fā)產(chǎn)品主要涉及LNG氣化器的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化內(nèi)容,主要包括LNG氣化器、LNG燃燒式氣化器2類低溫換熱器,主要應用于-162℃LNG氣化領域,將液化后的LNG氣化為天然氣。
第3章、第4章、第6~10章、第12章所列研發(fā)產(chǎn)品主要涉及天然氣板翅式換熱器、天然氣螺旋折流板式換熱器、天然氣板式換熱器、天然氣浮頭式換熱器、天然氣螺旋板式換熱器、天然氣U 形管式換熱器、天然氣板殼式換熱器、天然氣纏繞管式換熱器8 類通用換熱器,主要用于壓縮后的天然氣換熱過程,也可作為LNG低溫換熱器使用,書中主要給出了各類換熱器工藝計算過程及結(jié)構設計過程。
第5章、第13章涉及天然氣空氣冷卻器、天然氣蒸發(fā)式冷凝器的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化內(nèi)容,主要應用于壓縮后高溫天然氣的冷卻過程,主要用途是將高溫天然氣通過空冷的方式降溫至常溫天然氣。其中,天然氣蒸發(fā)式冷凝器采用噴漆水表面蒸發(fā)加空氣強制對流換熱模式,可加速天然氣的冷卻過程,適用于氣候干燥的西北部地區(qū)。
以上12類換熱器屬換熱設備領域內(nèi)通用的具有一定技術設計難度的換熱裝備系列化產(chǎn)品研發(fā)項目,主要應用于液化天然氣(LNG)、天然氣、煤化工、石油化工、低溫制冷、空間低溫制冷等多個領域,也可用于大型LNG液化系統(tǒng)、低溫甲醇洗、低溫液氮洗等重點工藝系統(tǒng)中的主要換熱設備。從基礎研發(fā)及設計技術等方面來講均已成熟,從裝備設計制造層面來講,已能夠推進涉及各大工藝系統(tǒng)系列裝備的國產(chǎn)化及產(chǎn)業(yè)化進程。
本書第1~4章、第10章、第12章由張周衛(wèi)負責撰寫并整理,第5~7章由蘇斯君負責撰寫并整理,第8章、第9章、第11章、第13章由張梓洲、田源負責撰寫并整理,全書由張周衛(wèi)統(tǒng)稿,張梓洲、田源、殷麗、王軍強協(xié)助編輯校正,蘇斯君審定。
本書受國家自然科學基金(編號:51666008)、甘肅省財政廳基本科研業(yè)務費(編號:214137)、甘肅省自然科學基金(編號:1208RJZA234)等支持。
本書涉及項目產(chǎn)品由蘭州交通大學、蘭州蘭石換熱設備有限責任公司、甘肅中遠能源動力工程有限公司技術科研人員聯(lián)合開發(fā),按照目前項目開發(fā)現(xiàn)狀,文中重點列出LNG領域內(nèi)12類通用換熱裝備設計計算內(nèi)容,與相關行業(yè)內(nèi)的研究人員共同分享,以期全力推進LNG領域內(nèi)通用換熱技術裝備的創(chuàng)新研究及產(chǎn)業(yè)化進程。由于水平有限、時間有限及其他原因,本書中難免有不足之處,希望同行及廣大讀者批評指正。
蘭州交通大學
蘭州蘭石換熱設備有限責任公司
甘肅中遠能源動力工程有限公司
張周衛(wèi) 蘇斯君 張梓洲 田源
2017年11月16日
張周衛(wèi),蘭州交通大學,教授,男,國家“萬人計劃”領軍人才,創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才,國家科技專家?guī)鞂<遥h(huán)境科學博士后,動力工程及工程熱物理博士,畢業(yè)于西安交通大學能源與動力工程學院制冷及低溫工程系,高級工程師,教授,主要從事空間低溫制冷技術、壓縮機械、真空低溫設備、LNG過程控制裝備、多股流纏繞管式換熱裝備、螺旋壓縮膨脹制冷機等研究,涉及系統(tǒng)耦合傳熱及傳熱數(shù)值模擬計算,低溫節(jié)流減壓裝置、低溫系統(tǒng)換熱裝備、低溫冷屏蔽系統(tǒng)、高超聲速飛行器空間低溫制冷機理研究等;先后參與北京航空航天大學863系統(tǒng)項目子項目“天然氣渦旋壓縮機”、清華大學航天航空學院973系統(tǒng)子項目“空間氣流組織測試模擬環(huán)境室”、總裝備部“空間低溫紅外輻射冷屏蔽系統(tǒng)研究”、真空低溫國防重點實驗室“空間低溫流體流動特性實驗研究”、國家重點實驗室“空間低溫流體自密封加注系統(tǒng)研究”等,先后參與項目20多項,主持國家自然基金及國家創(chuàng)新基金等6項、甘肅省創(chuàng)新基金4項、甘肅省自然基金等項目4項,與企業(yè)合作4項等;主持申報發(fā)明專利46項,發(fā)表論文30多篇,出版學術專著3部等;帶領創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團隊獲得省級二等以上獎勵54人次,廳級以上獎勵80多人次,2013年入選江蘇省啟東市“東疆英才扶持計劃”,2014年入選“國家創(chuàng)新人才推進計劃”,2016年入選國家“特殊人才支持計劃”。