[發(fā)明專利]一種高效利用液化天然氣冷能的方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310144683.3
• 申請(qǐng)日: 2013-04-24
• 公開（公告）號(hào): CN103267394A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾蓬;蘇圣鈞;潘振;陳保東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)寰球工程公司遼寧分公司
• 主分類號(hào): F25D3/10
• 分類號(hào): F25D3/10;F03G7/00
• 代理公司: 沈陽(yáng)杰克知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21207
• 代理人: 李宇彤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于油氣儲(chǔ)存與運(yùn)輸工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高效利用液化天

然氣（LNG）冷能的方法和裝置。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)的發(fā)展，作為世界主要能源之一的液化天然氣（LNG）在當(dāng)今能源使用量中所占比例正在逐年提高，由于天然氣工業(yè)的蓬勃發(fā)展，近十年，我國(guó)所建天然氣接收站和氣化站的數(shù)量也在不斷增加。

天然氣氣化站是一種小型的接收和氣化站，它專門接收從天然氣接收站所運(yùn)來(lái)的天然氣。此后，天然氣氣化站便發(fā)揮其氣化功能，將低溫、液態(tài)天然氣氣化為常溫氣體送入用氣管網(wǎng)，天然氣在氣化過(guò)程中將產(chǎn)生數(shù)量非常可觀的冷能，這在我國(guó)也是一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，據(jù)測(cè)算，每噸天然氣氣化將釋放850MJ左右的能量，而這些冷能在氣化器中通常隨海水被舍棄，造成巨大損失，同時(shí)也對(duì)海洋環(huán)境造成了污染。

通過(guò)特定工藝技術(shù)合理利用天然氣冷能，可以達(dá)到節(jié)省能源、節(jié)能減排、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。而事實(shí)上，中小型天然氣氣化站的管網(wǎng)輸送距離短，氣化壓力低，相應(yīng)消耗的天然氣壓力火??用??少，可利用的冷能比大站還要多，且其潛在的冷能用戶種類繁多，溫位分布廣，更有利于梯級(jí)利用。

氣化天然氣需將-162^oC的低溫液化天然氣氣化至5~10^oC左右的氣態(tài)天然氣，并且在中小型天然氣氣化站的氣化壓力一般為0.6MPa，這樣可將天然氣冷能發(fā)電和冷庫(kù)作為冷能梯級(jí)利用的兩個(gè)組成部分。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高效利用液化天然氣（LNG）冷能的裝置。

在不影響天然氣氣化站正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上將天然氣氣化所釋放的冷能加以利用，既能降低其運(yùn)行成本，又能帶動(dòng)冷能使用行業(yè)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。

本發(fā)明技術(shù)方案如下：其特征在于：從天然氣儲(chǔ)罐出來(lái)的液化天然氣經(jīng)天然氣泵送至第一板式換熱器，在換熱器中與丙烷換熱溫度降至-69^oC左右，再流經(jīng)蓄冷系統(tǒng)中的第二板式換熱器，與丙烷循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)中的丙烷共同為蓄冷裝置儲(chǔ)存冷量，之后依次經(jīng)預(yù)熱器和鍋爐的冷凝式換熱器預(yù)熱至指定溫度后進(jìn)入天然氣管網(wǎng)。

工質(zhì)丙烷經(jīng)氣輪機(jī)發(fā)電后變?yōu)榈蜏亍⒌蛪簹怏w，流經(jīng)第一板式換熱器后冷卻為低溫飽和液體，并將部分冷能通過(guò)第二板式換熱器儲(chǔ)存到蓄冷裝置中，然后丙烷泵對(duì)工質(zhì)進(jìn)行加壓并在第三板式換熱器中升溫進(jìn)而再次變?yōu)楦邷亍⒏邏簹怏w，通過(guò)氣輪機(jī)發(fā)電完成一次循環(huán)。

水蒸氣通過(guò)蒸汽輪機(jī)發(fā)電后變?yōu)榈蜏亍⒌蛪核魵猓鬟^(guò)第三板式換熱器換熱降為低溫飽和水，再經(jīng)水泵加壓、鍋爐循環(huán)加熱系統(tǒng)加熱，重新變?yōu)楦邷亍⒏邏核魵猓魵饨?jīng)過(guò)蒸汽輪機(jī)發(fā)電以提高冷能利用效率。

蓄冷制冷系統(tǒng)其特征在于，蓄冷裝置通過(guò)第二板式換熱器為蓄冷池儲(chǔ)存冷量，在使用時(shí)通過(guò)第四板式換熱器為冷庫(kù)提供冷量，氨泵為載冷劑提供動(dòng)力開始循環(huán)放冷，氨在泵的作用下依次通過(guò)冷凍庫(kù)、冷藏庫(kù)、保鮮庫(kù)循環(huán)放冷，再經(jīng)預(yù)熱器將載冷劑降低到一定溫度后回到板式換熱器完成循環(huán)放冷。

如上所述的一種合理、高效利用液化天然氣（LNG）冷能的裝置，將常規(guī)LNG氣化站中的氣化器改換成兩處板式換熱器，通過(guò)第一處板式換熱器，即裝置中第一板式換熱器將LNG的低溫位冷量作為低溫?zé)嵩磦鬟f給冷媒工質(zhì)丙烷用以發(fā)電，LNG將低溫位冷量傳遞后，流經(jīng)第二處板式換熱器，即裝置中第二板式換熱器將LNG高溫位冷能傳遞給蓄冷介質(zhì)，將冷量?jī)?chǔ)存在蓄冷池中以起到冷量調(diào)節(jié)作用。由于中小型LNG氣化站小時(shí)氣化量并不穩(wěn)定，尤其在冬季和夜晚所使用的天然氣量較大，這樣就可把LNG釋放的多余冷量?jī)?chǔ)存在蓄冷池中，而在LNG氣化站正常供冷量小于冷庫(kù)用量時(shí)，蓄冷池便起到補(bǔ)充作用釋放冷量，以此來(lái)滿足冷庫(kù)用戶的要求。

將系統(tǒng)中第一板式換熱器的LNG出口溫度設(shè)定在-69^oC左右，以便將LNG冷火用?釋放徹底，提高冷火用?發(fā)電效率。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本裝置依據(jù)不同壓力下LNG氣化過(guò)程中冷火用??隨溫度的分布情況及其有關(guān)特性，構(gòu)建了兩組低溫郎肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)和一套冷庫(kù)用冷系統(tǒng)，不僅對(duì)以往效率較低的直接膨脹發(fā)電法作出替換，更重要的是對(duì)-162^oC至10^oC整體溫位作出更全面利用，以此提高冷能利用效率，并降低了中小型氣化站的總體運(yùn)行成本，這對(duì)社會(huì)未來(lái)發(fā)展具有實(shí)際意義。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明高效利用液化天然氣冷能的裝置和工藝流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明專利作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明：