[發(fā)明專利]基于IFV的LNG氣化和發(fā)電裝置及氣化和/或發(fā)電方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510917193.1
• 申請(qǐng)日: 2015-12-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106870937B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李明;李鳳奇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石化工程建設(shè)有限公司;中石化煉化工程（集團(tuán)）股份有限公司
• 主分類號(hào): F17C7/04
• 分類號(hào): F17C7/04;F17C13/00;F01D15/10
• 代理公司: 北京思創(chuàng)畢升專利事務(wù)所 11218
• 代理人: 孫向民;廉莉莉

一種基于IFV的LNG氣化和發(fā)電裝置及氣化和/或發(fā)電方法。該裝置包括LNG輸送入口、海水輸送入口、IFV(401)、冷凝器(101)、循環(huán)工質(zhì)泵(102)、膨脹發(fā)電機(jī)(104)、氣液分離器(106)，其中所述IFV(401)包括中間介質(zhì)氣化段(E1)、LNG氣化段(E2)和天然氣過(guò)熱段(E3)。該裝置將IFV與LNG冷能發(fā)電結(jié)合起來(lái)，可以實(shí)現(xiàn)一套系統(tǒng)兼具氣化和發(fā)電的功能，兩種工作模式可以自由切換，也可同時(shí)開(kāi)啟，操作控制更靈活。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及液化天然氣(LNG)接收站冷能發(fā)電，特別涉及一種基于中間介質(zhì)海水氣化器(IFV)的LNG氣化和發(fā)電裝置及氣化和/或發(fā)電方法。

背景技術(shù)

LNG是一種優(yōu)質(zhì)能源，具有熱值高、燃燒污染小的特點(diǎn)。LNG接收站的主要功能是接收遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船運(yùn)輸來(lái)的LNG，并對(duì)其進(jìn)行儲(chǔ)存和氣化，以獲得氣態(tài)天然氣(NG)產(chǎn)品，并通過(guò)天然氣管網(wǎng)向城市居民和/或工業(yè)用戶供氣。

LNG在約-162℃低溫下以液態(tài)形式存在的天然氣，其氣化過(guò)程需要大量的熱量。一般而言，LNG接收站的氣化設(shè)施主要有開(kāi)架式海水氣化器(ORV)、中間介質(zhì)海水氣化器(IFV)以及浸沒(méi)燃燒式氣化器(SCV)。通常，浸沒(méi)燃燒式氣化器作為中間介質(zhì)氣化器的備用以及天然氣調(diào)峰應(yīng)急而使用。LNG接收站臨海而建，海水是天然熱源，通常均采用海水來(lái)加熱氣化。

在LNG氣化過(guò)程中會(huì)釋放大量的冷能，應(yīng)予以充分回收。LNG冷能發(fā)電是LNG冷能回收利用的一個(gè)重要方面。LNG冷能發(fā)電主要有直接膨脹法和低溫朗肯循環(huán)兩種方式。其中，直接膨脹法由于冷能利用效率較低，系統(tǒng)發(fā)電功率較小，往往與朗肯循環(huán)聯(lián)合使用。

如圖1所示，現(xiàn)有有機(jī)朗肯循環(huán)LNG冷能發(fā)電系統(tǒng)主要包括冷凝器1、循環(huán)工質(zhì)泵2、海水蒸發(fā)器3、膨脹發(fā)電機(jī)4和過(guò)熱氣化器5。

LNG在冷凝器中與膨脹后的循環(huán)工質(zhì)換熱，進(jìn)入過(guò)熱氣化器與海水換熱，LNG被進(jìn)一步加熱氣化并過(guò)熱，氣化后的LNG進(jìn)入下游用戶。膨脹做功后的循環(huán)工質(zhì)進(jìn)入冷凝器中，將熱量傳遞給LNG，自身則被冷卻。冷卻后的循環(huán)工質(zhì)進(jìn)入循環(huán)工質(zhì)泵加壓，然后進(jìn)入海水蒸發(fā)器與過(guò)熱氣化器出口的海水進(jìn)一步換熱，從海水吸熱后的循環(huán)工質(zhì)再進(jìn)入膨脹發(fā)電機(jī)膨脹做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)組發(fā)電，完成一個(gè)朗肯循環(huán)。循環(huán)工質(zhì)通常選擇丙烷、乙烷、乙烯或者它們的混合物。

如圖2所示，現(xiàn)有IFV工作原理如下：在中間介質(zhì)氣化段E10中，用海水(管程)加熱殼層中的中間介質(zhì)，被加熱氣化后的中間介質(zhì)在LNG氣化段E20段中與管程中的LNG進(jìn)行熱交換，LNG受熱氣化，而中間介質(zhì)則被冷凝。在天然氣加熱段E30段中，管程中的海水加熱天然氣，使輸出的天然氣溫度達(dá)到要求。中間介質(zhì)在E10殼體中進(jìn)行氣——液態(tài)的相變循環(huán)。

現(xiàn)有技術(shù)通常分別單獨(dú)實(shí)現(xiàn)LNG的氣化和LNG冷能發(fā)電的功能，功能單一、設(shè)備占地較大、操作復(fù)雜、投資和能耗相對(duì)較高，因此期待一種更加理想的LNG氣化發(fā)電裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于中間介質(zhì)海水氣化器(IFV)的液化天然氣(LNG)氣化和發(fā)電裝置及氣化和/或發(fā)電方法，其能夠克服現(xiàn)有設(shè)備功能單一、操作復(fù)雜、投資和能夠高的缺陷。

本發(fā)明的一方面提供一種基于中間介質(zhì)海水氣化器(IFV)的液化天然氣(LNG)氣化和發(fā)電裝置，包括LNG輸送入口、海水輸送入口、IFV、冷凝器、循環(huán)工質(zhì)泵、膨脹發(fā)電機(jī)、氣液分離器，其中所述IFV包括中間介質(zhì)氣化段、LNG氣化段和天然氣過(guò)熱段；

其中，所述LNG輸送入口通過(guò)第一管線與所述IFV的LNG氣化段的LNG入口連通，且所述第一管線上設(shè)置有LNG第一切斷閥；所述LNG輸送入口通過(guò)第二管線與所述冷凝器的LNG入口連通，且所述第二管線上設(shè)置有LNG第二切斷閥；所述IFV的LNG氣化段的LNG出口通過(guò)第三管線與所述天然氣過(guò)熱段的NG入口連通，且所述第三管線上設(shè)置有NG第一切斷閥；所述冷凝器的LNG出口通過(guò)第四管線與所述IFV的天然氣過(guò)熱段的NG入口連通，且所述第四管線上設(shè)置有NG第二切斷閥；