一种LNG接收站冷量置换及梯级利用的工艺方法及装置
技术领域
本发明涉及LNG接收站冷能利用技术领域,具体地说是一种LNG接收站冷量置换及梯级利用的工艺方法及装置。
背景技术
LNG ( Liquefied Natural Gas) 是液化天然气的简称,由于其能源清洁性,目前在大力发展,其中LNG接收站的建设在国内如火如荼。根据国家能源规划,天然气在能源消费中的比例逐年上升,预计到2020年站整个能源结构的10%左右。
LNG是超低温的液态天然气,沸点约为-162℃。在常温常压下,LNG气化过程中最大可利用的冷能约为240 kW·h/t。如每年进口400万吨的LNG,相当于同时蕴含约8亿度电。
利用LNG冷能,符合国家能源战略的要求,符合建立节约型社会的要求,促进社会经济可持续发展。合理利用LNG的冷能,不仅可以减少电能等能源消耗、降低投资,而且可以降低生产经营成本,为投资企业带来良好的经济效益。
目前LNG冷能利用以冷能空分为主,但是鉴于液态空分市场逐渐趋于饱和,所以冷能用于空分也有所受限。相反,民用生活中的冷库、空调等呈现出较大增长,基于此提出一种LNG冷量置换及梯级利用的方法迫在眉睫。
发明内容
本发明的技术任务是提供一种LNG接收站冷量置换及梯级利用的工艺方法及装置。
本发明的技术任务是按以下方式实现的,该方法步骤如下:
1)海水:将9~22oC来自环境的海水与-25~10oC的供冷剂进行换热,经过与海水换热之后,供冷剂的温度升高至2~17oC,之后供冷剂进入缓冲罐缓存,继续进入下一工段;
2)LNG气化:来自缓冲罐的供冷剂进入LNG/供冷剂换热器,LNG温度升高气化之后外输,供冷剂温度降低至-35~-50oC,然后降温的供冷剂进入冷量用户处,为其提供冷量;
3)冷能利用:降温后的供冷剂,首先进入冷能梯级利用一,为要求温度较低的用户提供冷量,经过冷量释放,供冷剂温度升至-10 ~ -24 oC;之后供冷剂进入缓冲罐缓存,再进入冷能梯级利用二,为要求温度较高的用户提供冷量,经过释放冷量,供冷剂温度升至-25~10oC,之后供冷剂继续与海水换热,依此循环。
所述的供冷剂为盐水溶液或醇/水溶液。
该LNG接收站冷量置换及梯级利用的装置包括LNG/供冷剂换热器和海水/供冷剂换热器,所述的LNG/供冷剂换热器上安装有LNG入口和NG出口,LNG/供冷剂换热器的LNG/供冷剂换热器供冷剂出口通过管道与冷能梯级利用一连接,冷能梯级利用一的冷能梯级利用一供冷剂出口通过管道与缓冲罐二连接,缓冲罐二的缓冲罐二出口通过管道与冷能梯级利用二连接,冷能梯级利用二的出口通过管道与海水/供冷剂换热器供冷剂入口连接,海水/供冷剂换热器的海水/供冷剂换热器供冷剂出口通过管道与缓冲罐一连接,缓冲罐一的缓冲罐一出口通过管道与LNG/供冷剂换热器连接;所述的海水/供冷剂换热器上安装有海水入口和海水出口。
所述的LNG/供冷剂换热器为两段或多段换热器。
本发明的一种LNG接收站冷量置换及梯级利用的工艺方法及装置和现有技术相比,具有以下特点:使得换热器操作压力降低,换热面积减少,节约了设备投资,有效避免了LNG复热过程中,出现两相流引起振动等问题,增加了供冷工艺的安全性;在下游冷量市场充足条件下,可以代替传统气化器,降低海水用量,大大节省海水泵的电耗;对于冷量需求波动的工况,又可以通过海水对冷剂进行复热,进一步保证气态天然气的外输需求,最终保障LNG接收站的供气稳定运行;操作灵活多变,可用范围广阔,通过适当改变整体设备负荷能力,即可适用于其他小型LNG气化站等的冷量置换及利用。
附图说明
图1为一种LNG接收站冷量置换及梯级利用的工艺方法及装置的结构示意图。
图中:1、LNG入口,2、NG出口,3、LNG/供冷剂换热器,4、海水入口,5、海水出口,6、缓冲罐一,7、冷能梯级利用一,8、缓冲罐二, 9、冷能梯级利用二,10-1、海水/供冷剂换热器供冷剂入口,10-2、海水/供冷剂换热器供冷剂出口,10-3、缓冲罐一出口,10-4、LNG/供冷剂换热器供冷剂出口,10-5、冷能梯级利用一供冷剂出口,10-6、缓冲罐二出口,11、海水/供冷剂换热器。
具体实施方式
实施例1:
组装该LNG接收站冷量置换及梯级利用的装置:
该装置包括海水/供冷剂换热器11和两段的LNG/供冷剂换热器3,所述的LNG/供冷剂换热器3上安装有LNG入口1和NG出口2,LNG/供冷剂换热器3的LNG/供冷剂换热器供冷剂出口10-4通过管道与冷能梯级利用一7连接,冷能梯级利用一7的冷能梯级利用一供冷剂出口10-5通过管道与缓冲罐二8连接,缓冲罐二8的缓冲罐二出口10-6通过管道与冷能梯级利用二9连接,冷能梯级利用二9的出口通过管道与海水/供冷剂换热器供冷剂入口10-1连接,海水/供冷剂换热器11的海水/供冷剂换热器供冷剂出口10-2通过管道与缓冲罐一6连接,缓冲罐一6的缓冲罐一出口10-3通过管道与LNG/供冷剂换热器3连接;所述的海水/供冷剂换热器11上安装有海水入口4和海水出口5。
该LNG接收站冷量置换及梯级利用的工艺步骤如下:
1)海水:将22oC来自环境的海水通过海水/供冷剂换热器11与温度-12oC,压力0.2MPag的供冷剂进行换热,经过与海水换热之后,供冷剂的温度升高至17oC,之后供冷剂进入缓冲罐一6缓存,继续进入下一工段;
2)LNG气化:来自缓冲罐一6的供冷剂进入LNG/供冷剂换热器3,此时LNG/供冷剂换热器3的LNG入口1的温度-155 oC,压力9.0MPag,NG出口2的温度9 oC;LNG温度升高气化之后外输,供冷剂温度降低至-50oC,然后降温的供冷剂进入冷量用户处,为其提供冷量;
3)冷能利用:降温后的供冷剂,首先进入冷能梯级利用一7,为要求温度较低的用户提供冷量,经过冷量释放,供冷剂温度升至-24 oC;之后供冷剂进入缓冲罐二8缓存,再进入冷能梯级利用二9,为要求温度较高的用户提供冷量,经过释放冷量,供冷剂温度升至-12oC,之后供冷剂继续与海水换热,依此循环。
实施例2:
组装该LNG接收站冷量置换及梯级利用的装置:
该装置包括海水/供冷剂换热器11和三段的LNG/供冷剂换热器3,所述的LNG/供冷剂换热器3上安装有LNG入口1和NG出口2,LNG/供冷剂换热器3的LNG/供冷剂换热器供冷剂出口10-4通过管道与冷能梯级利用一7连接,冷能梯级利用一7的冷能梯级利用一供冷剂出口10-5通过管道与缓冲罐二8连接,缓冲罐二8的缓冲罐二出口10-6通过管道与冷能梯级利用二9连接,冷能梯级利用二9的出口通过管道与海水/供冷剂换热器供冷剂入口10-1连接,海水/供冷剂换热器11的海水/供冷剂换热器供冷剂出口10-2通过管道与缓冲罐一6连接,缓冲罐一6的缓冲罐一出口10-3通过管道与LNG/供冷剂换热器3连接;所述的海水/供冷剂换热器11上安装有海水入口4和海水出口5。
该LNG接收站冷量置换及梯级利用的工艺步骤如下:
1)海水:将22oC来自环境的海水通过海水/供冷剂换热器11与温度10oC,压力0.3MPag的供冷剂进行换热,经过与海水换热之后,供冷剂的温度升高至16oC,之后供冷剂进入缓冲罐一6缓存,继续进入下一工段;
2)LNG气化:来自缓冲罐一6的供冷剂进入LNG/供冷剂换热器3,此时LNG/供冷剂换热器3的LNG入口1的温度-150 oC,压力6.0MPag,NG出口2的温度11 oC;LNG温度升高气化之后外输,供冷剂温度降低至-35oC,然后降温的供冷剂进入冷量用户处,为其提供冷量;
3)冷能利用:降温后的供冷剂,首先进入冷能梯级利用一7,为要求温度较低的用户提供冷量,经过冷量释放,供冷剂温度升至-10 oC;之后供冷剂进入缓冲罐二8缓存,再进入冷能梯级利用二9,为要求温度较高的用户提供冷量,经过释放冷量,供冷剂温度升至10 oC,之后供冷剂继续与海水换热,依此循环。
实施例3:
组装该LNG接收站冷量置换及梯级利用的装置:
该装置包括海水/供冷剂换热器11和四段的LNG/供冷剂换热器3,所述的LNG/供冷剂换热器3上安装有LNG入口1和NG出口2,LNG/供冷剂换热器3的LNG/供冷剂换热器供冷剂出口10-4通过管道与冷能梯级利用一7连接,冷能梯级利用一7的冷能梯级利用一供冷剂出口10-5通过管道与缓冲罐二8连接,缓冲罐二8的缓冲罐二出口10-6通过管道与冷能梯级利用二9连接,冷能梯级利用二9的出口通过管道与海水/供冷剂换热器供冷剂入口10-1连接,海水/供冷剂换热器11的海水/供冷剂换热器供冷剂出口10-2通过管道与缓冲罐一6连接,缓冲罐一6的缓冲罐一出口10-3通过管道与LNG/供冷剂换热器3连接;所述的海水/供冷剂换热器11上安装有海水入口4和海水出口5。
该LNG接收站冷量置换及梯级利用的工艺步骤如下:
1)海水:将15oC来自环境的海水通过海水/供冷剂换热器11与温度-5oC,压力0.3MPag的供冷剂进行换热,经过与海水换热之后,供冷剂的温度升高至10oC,之后供冷剂进入缓冲罐一6缓存,继续进入下一工段;
2)LNG气化:来自缓冲罐一6的供冷剂进入LNG/供冷剂换热器3,此时LNG/供冷剂换热器3的LNG入口1的温度-153 oC,压力7.0MPag,NG出口2的温度5 oC;LNG温度升高气化之后外输,供冷剂温度降低至-40oC,然后降温的供冷剂进入冷量用户处,为其提供冷量;
3)冷能利用:降温后的供冷剂,首先进入冷能梯级利用一7,为要求温度较低的用户提供冷量,经过冷量释放,供冷剂温度升至-16 oC;之后供冷剂进入缓冲罐二8缓存,再进入冷能梯级利用二9,为要求温度较高的用户提供冷量,经过释放冷量,供冷剂温度升至-5 oC,之后供冷剂继续与海水换热,依此循环。
通过上面具体实施方式,所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解,本发明并不限于上述的几种具体实施方式。在公开的实施方式的基础上,所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征,从而实现不同的技术方案。