[發(fā)明專利]混合制冷劑壓縮機組余熱利用及循環(huán)制冷裝置在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010172750.2 | 申請日： | 2020-03-12 |
| 公開（公告）號： | CN111322830A | 公開（公告）日： | 2020-06-23 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 梁威;李忙剛;劉海軍;王斌;董博;程正剛;高旭俊;王小寧;劉曉梅;謝輝;趙姍姍;岳慶 | 申請（專利權(quán)）人： | 西安陜鼓動力股份有限公司 |
| 主分類號： | F25J1/02 | 分類號： | F25J1/02;F25J3/08 |
| 代理公司： | 西安恒泰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61216 | 代理人： | 王芳 |
| 地址： | 710075 陜*** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 混合 制冷劑 壓縮 機組 余熱 利用 循環(huán) 制冷 裝置 | ||
本發(fā)明公開了一種混合制冷劑壓縮機組余熱利用及循環(huán)制冷裝置，包括高溫制冷劑冷卻模塊、熱能回收模塊、原料氣冷卻模塊和高壓制冷劑冷卻模塊；高溫制冷劑冷卻模塊用于通過中溫?zé)崴畬⒒旌现评鋭┻M(jìn)行冷卻，輸出常溫高壓制冷劑；熱能回收模塊用于回收熱量，輸出冷凍水和中溫?zé)崴?；原料氣冷卻模塊用于輸入原料氣和冷凍水并將原料氣進(jìn)行換熱降溫；高壓制冷劑冷卻模塊用于將冷凍水與常溫高壓氣相制冷劑進(jìn)行換熱降溫得到制冷后的高壓制冷劑，并進(jìn)行冷量平衡輸出后液化天然氣。本發(fā)明通過有效的冷熱量轉(zhuǎn)化和匹配，能有效的回收工藝氣余熱中的高品位部分，大幅降低液化裝置的壓縮功耗和分子篩系統(tǒng)的吸附再生能耗，提高裝置的能源效率。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于天然氣液化和焦?fàn)t氣深冷分離領(lǐng)域，具體涉及一種混合制冷劑壓縮機組余熱利用及循環(huán)制冷裝置。
背景技術(shù)
近年來過高的煤炭消費量導(dǎo)致環(huán)境污染日益嚴(yán)重，使用天然氣等清潔能源逐步代替煤炭是改善環(huán)境質(zhì)量的有力舉措之一。進(jìn)入2017年之后，受到全國自上而下“煤改氣”政策的推動，國內(nèi)天然氣消費量大幅增長，2018年更是達(dá)到了2803億m3。LNG(液化天然氣)作為天然氣的一種有效補充，在生產(chǎn)過程中需要將焦?fàn)t煤氣、煤層氣、天然氣等原料進(jìn)行充分凈化、循環(huán)制冷分離制得LNG產(chǎn)品。
在LNG生產(chǎn)過程中，制冷液化所需的能量幾乎占了整個裝置的70％～85％，制冷劑壓縮過程中會產(chǎn)生大量的余熱被廢棄掉，這些熱量排放入空氣中不僅無法產(chǎn)生有效價值還需要額外花費能源(閉式循環(huán)水冷或空冷)進(jìn)行降溫。當(dāng)進(jìn)入制冷劑壓縮機的氣體溫度越高，制冷壓縮機功耗也越大，排放出的氣體溫度也越高，這將對生產(chǎn)造成很大的影響。實際生產(chǎn)中，主要采用循環(huán)水冷卻，不僅消耗大量的循環(huán)水和動力，而且造成余熱能、水資源的大量浪費和對環(huán)境的污染，這是造成當(dāng)前能源效率低下的一項重要原因。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種混合制冷劑壓縮機組余熱利用及循環(huán)制冷裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的LNG生產(chǎn)過程中資源浪費且能量損失嚴(yán)重的問題。
為了實現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種混合制冷劑壓縮機組余熱利用及循環(huán)制冷裝置，包括高溫制冷劑冷卻模塊、熱能回收模塊、原料氣冷卻模塊和高壓制冷劑冷卻模塊；
所述高溫制冷劑冷卻模塊用于通過中溫?zé)崴畬⒒旌现评鋭┻M(jìn)行冷卻，輸出常溫高壓制冷劑，所述高溫制冷劑冷卻模塊內(nèi)還包含氣液分離單元，所述氣液分離單元用于將高溫制冷劑冷卻模塊輸出的常溫高壓制冷劑分離為常溫高壓液相制冷劑和常溫高壓氣相制冷劑，所述混合制冷劑包括壓縮機壓縮后的高溫高壓制冷劑和高壓制冷劑冷卻模塊得到的低壓氣相制冷劑；
所述熱能回收模塊用于回收原料氣冷卻模塊換熱過后冷凍水的冷量、高壓制冷劑冷卻模塊換熱過后冷凍水的冷量和高溫制冷劑冷卻模塊中換熱過后高溫?zé)崴臒崃?，輸出冷凍水和中溫?zé)崴?/p>
所述原料氣冷卻模塊用于輸入原料氣并將熱能回收模塊產(chǎn)生的冷凍水和原料氣進(jìn)行換熱降溫，得到制冷后的原料氣；
所述高壓制冷劑冷卻模塊用于將熱能回收模塊產(chǎn)生的冷凍水與高溫制冷劑冷卻模塊獲得的常溫高壓氣相制冷劑進(jìn)行換熱降溫得到制冷后的高壓制冷劑，并將原料氣冷卻模塊產(chǎn)生的制冷后的原料氣和制冷后的高壓制冷劑進(jìn)行冷量平衡，節(jié)流得到低壓氣相制冷劑和液化天然氣，輸出液化天然氣。
進(jìn)一步的，所述高溫制冷劑冷卻模塊包括第一混合冷劑壓縮機和第二混合冷劑壓縮機，所述第一混合冷劑壓縮機的輸出端依次連接第一熱水換熱器和第一冷卻水換熱器，所述第二混合冷劑壓縮機的輸入端連接第一冷卻水換熱器，所述第二混合冷劑壓縮機的輸出端依次連接第二熱水換熱器和第二冷卻水換熱器。
更進(jìn)一步的，所述氣液分離單元包括設(shè)置在第一冷卻水換熱器與第二混合冷劑壓縮機之間的第一氣液分離器，還包括設(shè)置在第二冷卻水換熱器與高壓制冷劑冷卻模塊之間的第二氣液分離器。
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