[實用新型]適用于不穩定氣源的快速啟動天然氣液化裝置

有效

• 申請號: 201520830752.0
• 申請日: 2015-10-26
• 公開（公告）號: CN205102509U
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 代吉雨;瞿贈名;涂巧靈
• 申請（專利權）人: 重慶鮑斯可燃氣工程有限公司
• 主分類號: F25J3/00
• 分類號: F25J3/00
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 張小雪

技術領域

本實用新型涉及天然氣液化裝置，尤其涉及一種適用于不穩定氣源的快速啟動天然氣液化裝置。

背景技術

當前，我國城鎮居民的主要燃料為電、煤氣、瓶裝液化氣、煤和天然氣等。從環保、節能、價格、安全等方面做大量對比，天然氣在所有燃料中性價比最為優越。但是，我國在一次性能源消費中天然氣比例僅為3％，不僅遠遠低于發達國家30％左右的比例，而且和世界平均水平的20％也相去甚遠。我國城市人口中使用天然氣的不到城市人口的10％，城鎮和農村地區的比例更低。因此，大力發展天然氣有利于保障能源供給、改善能源結構。由于地理條件的限制，眾多城鎮遠離氣源或輸氣管線，利用管道遠距離輸送天然氣效益較差，敷設天然氣長輸管道投資高、施工難度大、工期長，管道線路長、壓力損失大、運行成本高，運行管理困難、人為破壞嚴重、維護費用高、安全隱患大；由于LNG（液化天然氣）體積約為同量氣態天然氣體積的1/625，采用LNG技術是目前實現城鎮氣化的非管道輸送的供氣方式，通過汽車將LNG運到用氣城鎮，作為過渡氣源或永久性氣源將進一步提高城鎮居民燃氣普及率，進而改善市域、區域大氣環境。

另一方面，我國有眾多不穩定的天然氣氣源，比如煤層氣、雞窩氣、孤井氣、小型頁巖氣、石油伴生氣、焦爐煤氣、沼氣等氣源，此類氣源不能連續平穩的供氣，出氣壓力及出氣量均會出現一定的波動，且氣質組分也會出現波動。

天然氣工藝中，核心部分為制冷循環，目前世界上的天然氣液化裝置，其液化循環主要為：階式制冷循環、混合冷劑制冷循環和膨脹機制冷循環。

階式制冷循環、混合冷劑制冷循環液化工藝機組較多、流程復雜、附屬設備多、管路和控制系統復雜，導致系統啟動時間較長。正常生產時，熱啟動最快需8小時才能出產品，冷啟動也要4小時以上才能出產品。如果氣量和壓力經常波動，整個系統需花長時間重新平衡，混合制冷循環工藝中制冷劑配比也需要改變，導致以上工藝無法用于氣量及壓力、氣質組合經常波動的氣源

膨脹機制冷循環工藝機組相對較少，流程相對簡單，但膨脹機轉速較快（32000r/min），為確保高轉速設備安全，在設備啟動過程中前期工作及其他附屬工作較多，系統啟動時間也較長，熱啟動需4小時以上，冷啟動也需2小時才能出產品。

以上工藝中天然氣液化裝置在啟動到出產品這段時間內機組仍在運行，能耗白白浪費，直接提高了液化天然氣的制造成本。另外，實際生產中，以上工藝往往用于氣源比較平穩的管道天然氣氣源。而占有很大比例的煤層氣、雞窩氣、孤井氣、小型頁巖氣、石油伴生氣、焦爐煤氣、沼氣等不穩定的氣源則很少被開發利用，均受液化設備的制約而浪費掉。每年放空的煤層氣達到100億立方米以上，油田伴生氣年放空量也達到100億立方米，這些可燃氣體無法利用而放空至大氣層，對環境影響也不容小視。

因此，需要對現有的天然氣處理液化工藝進行改進，改變現有的系統結構，改變系統對不穩定氣源的適應性，縮短裝置啟動時間，提高制冷效率，從而相對提高裝置的處理能力，節約生產成本，為社會帶來更好的環保及經濟效益。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種適用于不穩定氣源的快速啟動天然氣液化裝置，它對流量、壓力、氣質組分波動的氣源具有高適應性，制冷效率高，啟動時間短，生產成本低。

本實用新型的技術方案是：一種適用于不穩定氣源的快速啟動天然氣液化裝置，包括通過管道相連接的凈化系統、壓縮系統、液化系統和儲存系統，所述液化系統包括預冷裝置、引射器和分離器，所述預冷裝置的輸出端分別與第一引射器和第二引射器的介質入口相連，第一、第二引射器的介質出口分別與第一分離器和第二分離器的輸入端相連，第一、第二分離器的液態出口分別與第二分離器和第三分離器的輸入端連接，第三分離器的液態出口通過泵之后與所述儲存系統連接；所述第一分離器的氣態出口分為兩條支路，一條支路經所述預冷裝置與壓縮系統輸入端連接，另一條支路與第二分離器內的冷凝器輸入端連接，冷凝器輸出端與第四分離器的輸入端連接，第四分離器的液態出口與第二分離器的輸入端連接；所述第二、第三分離器的氣態出口分別與第一、第二引射器的吸入口連接，所述第四分離器的氣態出口通過廢氣管經所述預冷裝置后與鍋爐連接。

進一步地，所述引射器包括介質進入管、介質輸出管、吸入管和杯形段，介質進入管和介質輸出管分別為漸縮管和漸擴管且小端相對設置，介質輸出管的入口端設有一段小直徑直管作為混合段，直管與所述杯形段連接使介質輸出管與杯形段相連接組成外殼，介質進入管從杯形段的開口端伸入并且與介質輸出管的入口端之間留有間隔，杯形段的壁上設置所述吸入管。