CN103382930A - 一种用常温压缩机处理低温气体的系统 - Google Patents
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Abstract
一种用常温压缩机处理低温气体的系统，用于船舶机舱动力设备气体燃料供给、装卸货气相操作、LNG燃料加注气相操作、储存舱或货舱之间液货驳运等。该系统采用常温压缩机压缩来自LNG液舱的LNG蒸发气，常温压缩机的进气是来自LNG液舱的经换热器加热后的LNG蒸发气，常温压缩机的排气进入所述换热器加热来自LNG液舱的LNG蒸发气，来自LNG液舱的LNG蒸发气可以采用一级加热和压缩、二级加热和压缩或三级加热和压缩。该系统采用常温压缩机的排出气加热来自LNG液舱的低温LNG蒸发气，使在P-H图上的绝热压缩工况线右移，降低设备的投资和维护成本。既保证了压缩机吸入常温气体，又能保证系统的出口参数与使用低温气体压缩机时的相同或相近。
Description
技术领域
本发明涉及一种用常温压缩机处理低温气体的系统，用于船舶机舱动力设备气体燃料供给、装卸货气相操作、LNG燃料加注气相操作、储存舱或货舱之间液货驳运等。
背景技术
近年来，随着大气污染日益严重，全球对船舶的气体排放的控制日益严重格。欧美等发达国家已经建立了自己的控制区，在规定时间内达到TierII和TierIII排放标准。为解决长江和珠江水域的严重污染问题，中国政府在十二五规划中，规划了“气化长江”和“气化珠江”工程。
船舶燃用天然气可减少30%以上的碳排放和氮氧化物排放、98%以上的硫化物排放和30%左右的燃料费用。因此，船舶改用天然气为燃料是节能减排、提高运输效益最为直接有效的措施。近年来，几乎所有的船东都在考虑将其现有船改造成以LNG为主要燃料的船舶，至少改造成以LNG为辅助燃料的船舶，以便能在各国排放控制区内燃用LNG，达到排放标准。几乎所有的船厂都在考虑建造以LNG为燃料的各种船舶，且中国第一个以LNG为主要燃料的双燃料拖轮项目已经开始建造，由本公司提供LNG燃料储存供给系统，采用本公司的低压系统。随着LNG燃料在船舶上应用的增加，LNG海上运输量和海上LNG加注作业量也将大大增加。
液化天然气是一种易燃、易爆、易泄漏物质，船舶能否安全、高效地使用、运输、储存液化天然气，关系到船舶运输业节能减排、降低运输成本，这也是各国家海事当局极为关心和重视的问题。
能直接吸入低温气体压缩机是一种专门的压缩机，低温端材料需要满足低温要求，制造成本很高。
发明内容
为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种用常温压缩机处理低温气体的系统。该系统应采用常温压缩机的排出气加热来自LNG液舱的低温LNG蒸发气，使在P-H图上的绝热压缩工况线右移，降低设备的投资和维护成本。既保证了压缩机吸入常温气体，又能保证系统的出口参数与使用低温气体压缩机时的相同或相近。
本发明采用的技术方案是：一种用常温压缩机处理低温气体的系统，采用压缩机压缩来自LNG液舱的LNG蒸发气，所述压缩机选用常温压缩机，常温压缩机的进气是来自LNG液舱的经换热器加热后的LNG蒸发气，常温压缩机的排气进入所述换热器加热来自LNG液舱的LNG蒸发气，所述来自LNG液舱的LNG蒸发气采用一级加热和压缩、二级加热和压缩或三级加热和压缩。
所述来自LNG液舱的LNG蒸发气采用一级加热和压缩，LNG蒸发气从LNG蒸发气进口流过第一换热器后，进入一级常温压缩机被压缩，经压缩升温后的LNG蒸发气受一级进气温度调节阀的控制，或流过第一换热器加热从LNG蒸发气进口进入的LNG蒸发气后，再进入后换热器，或直接进入后换热器，在后换热器中再次冷却后排出。
所述来自LNG液舱的LNG蒸发气采用二级加热和压缩，第一换热器串联连接一个第二换热器，所述来自LNG液舱的LNG蒸发气从LNG蒸发气进口流过第一换热器和第二换热器后，进入一级常温压缩机被压缩，经压缩升温后的LNG蒸发气受二级进气温度调节阀的控制，或流过第一换热器加热从LEG蒸发气进口进入的LNG蒸发气后，再进入二级常温压缩机，或直接进入二级常温压缩机，在二级常温压缩机中再次被压缩后，经压缩升温后的LNG蒸发气受一级进气温度调节阀的控制，或流过第二换热器加热从第一换热器进入的LNG蒸发气后，再进入后换热器，或直接进入后换热器，在后换热器中再次冷却后排出。
所述常温压缩机采用活塞式压缩机、螺杆式压缩机或离心式压缩机。
所述后换热器采用空气或防冻液强制冷却。
本发明的有益效果是：这种用常温压缩机处理低温气体的系统采用常温压缩机压缩来自LNG液舱的LNG蒸发气，常温压缩机的进气是来自LNG液舱的经换热器加热后的LNG蒸发气，常温压缩机的排气进入所述换热器加热来自LNG液舱的LNG蒸发气，来自LNG液舱的LNG蒸发气可以采用一级加热和压缩、二级加热和压缩或三级加热和压缩。该系统采用常温压缩机的排出气加热来自LNG液舱的低温LNG蒸发气，使在P-H图上的绝热压缩工况线右移，降低设备的投资和维护成本。既保证了压缩机吸入常温气体，又能保证系统的出口参数与使用低温气体压缩机时的相同或相近。
附图说明
图1是一种用常温单级压缩处理低温气体的系统。
图2是一种用常温双级压缩处理低温气体的系统。
图中：1、第一换热器，1a、第二换热器，2、一级常温压缩机，2a、二级常温压缩机，3、电机，4、一级进气温度调节阀，4a、二级进气温度调节阀，5、后换热器，6、蒸发气进口，7、排出口。
具体实施方式
图1示出了用一级加热和压缩处理低温LNG蒸发气的系统。图中，来自LNG液舱的LNG蒸发气从LNG蒸发气进口6流过第一换热器1后，进入一级常温压缩机2被压缩，经压缩升温后的LNG蒸发气受一级进气温度调节阀4的控制，或流过第一换热器1加热从LNG蒸发气进口6进入的LNG蒸发气后，再进入后换热器5，或直接进入后换热器5，在采用风冷的后换热器5中再次冷却后，从LNG出口7排出。
LNG蒸发气进气参数为-140℃，1.10bar绝对压力（设计工况），经过第一换热器1加热后，出口参数为+5℃，1.08bar绝对压力，经过一级常温压缩后，压缩后参数为+175℃，7.0bar表压力，一级常温压缩机2的出口气体进入一级换热器1，利用一级常温压缩机2压缩后的热能加热LNG蒸发气进气。一级进气温度调节阀4的作用：当LNG蒸发气进气温度偏离高于设计工况时，如环境温度较高、热舱过程、除气过程等，一级进气温度调节阀4直接调节一级常温压缩机2的出口气体进入后换热器5的量，使压缩机进气温度不至于高过压缩机的允许温度。后换热器5的容量满足当LNG蒸发气进气温度为+45℃ 时的满负荷容量。后换热器5可采用空冷、水冷、WG冷等。系统中的所有换热器根据工况不同，有时是加热器，有时是冷却器。压缩机型式可为往复式、螺杆式、离心式等。
图2示出了一种用常温双级压缩处理低温气体的系统。图中，来自LNG液舱的LNG蒸发气采用二级加热和压缩，第一换热器1串联连接一个第二换热器1a，所述来自LNG液舱的LNG蒸发气从LNG蒸发气进口6流过第一换热器1和第二换热器1a后，进入一级常温压缩机2被压缩，经压缩升温后的LNG蒸发气受二级进气温度调节阀4a的控制，或流过第一换热器1加热从LNG蒸发气进口6进入的LNG蒸发气后，再进入二级常温压缩机2a，或直接进入二级常温压缩机2a，在二级常温压缩机2a中再次被压缩后，经压缩升温后的LNG蒸发气受一级进气温度调节阀4的控制，或流过第二换热器1a加热从第一换热器1进入的LNG蒸发气后，再进入后换热器5，或直接进入后换热器5，在采用风冷的后换热器5中再次冷却后，从出口7排出。
LNG蒸发气进气参数为-140℃、1.10bar绝对压力（设计工况），经过两级换热器加热后出口参数为+5℃、1.08bar绝对压力，经过一级压缩后，压缩机出口参数为+60℃、2.1bar表压力，二级进气温度调节阀4a用于调节二级常温压缩机2a的进口温度，一级进口温度调节阀4用于调节一级常温压缩机2的进口温度。其它同上。
根据上述的一级、二级加热和压缩的技术方案，还可采用三级或更多级的加热和压缩方案，这里不再赘述。
Claims (5)
1.一种用常温压缩机处理低温气体的系统，采用压缩机压缩来自LNG液舱的LNG蒸发气，其特征是：所述压缩机选用常温压缩机，常温压缩机的进气是来自LNG液舱的经换热器加热后的LNG蒸发气，常温压缩机的排气进入所述换热器加热来自LNG液舱的LNG蒸发气，所述来自LNG液舱的LNG蒸发气采用一级加热和压缩、二级加热和压缩或三级加热和压缩。
2.根据权利要求1所述的一种用常温压缩机处理低温气体的系统，其特征是：所述来自LNG液舱的LNG蒸发气采用一级加热和压缩，LNG蒸发气从LNG蒸发气进口（6）流过第一换热器（1）后，进入一级常温压缩机（2）被压缩，经压缩升温后的LNG蒸发气受一级进气温度调节阀（4）的控制，或流过第一换热器（1）加热从LEG蒸发气进口（6）进入的LNG蒸发气后，再进入后换热器（5），或直接进入后换热器（5），在后换热器（5）中再次冷却后，从LNG蒸发气出口（7）排出。
3.根据权利要求2所述的一种用常温压缩机处理低温气体的系统，其特征是：所述来自LNG液舱的LNG蒸发气采用二级加热和压缩，第一换热器（1）串联连接一个第二换热器（1a），所述来自LNG液舱的LNG蒸发气从LNG蒸发气进口（6）流过第一换热器（1）和第二换热器（1a）后，进入一级常温压缩机（2）被压缩，经压缩升温后的LNG蒸发气受二级进气温度调节阀（4a）的控制，或流过第一换热器（1）加热从LNG蒸发气进口（6）进入的LNG蒸发气后，再进入二级常温压缩机（2a），或直接进入二级常温压缩机（2a），在二级常温压缩机（2a）中再次被压缩后，经压缩升温后的LNG蒸发气受一级进气温度调节阀（4）的控制，或流过第二换热器（1a）加热从第一换热器（1）进入的LNG蒸发气后，再进入后换热器（5），或直接进入后换热器（5），在后换热器（5）中再次冷却后，从LNG蒸发气出口（7）排出。
4.根据权利要求1所述的一种用常温压缩机处理低温气体的系统，其特征是：所述常温压缩机采用活塞式压缩机、螺杆式压缩机或离心式压缩机。
5.根据权利要求1所述的一种用常温压缩机处理低温气体的系统，其特征是：所述后换热器（5）采用空气或防冻液强制冷却。
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