CN108151419A - 梯级利用lng冷能冷库系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及LNG利用技术领域，尤其涉及一种梯级利用LNG冷能冷库系统，充分地利用了不同能级的LNG冷能，极大地节约了冷库动力成本，又节约了自然资源；改善了LNG冷量产生不均的缺陷，保证了冷库的正常运行；检测输入城市管网的燃气温度，避免了冻结城市管网的风险，延长了城市管道的使用寿命，节省了管道周期性更换的成本。

Description

梯级利用LNG冷能冷库系统

技术领域

本发明涉及LNG利用技术领域，尤其涉及一种梯级利用LNG冷能冷库系统。

背景技术

天然气是三大主要能源之一，为了便于远洋运输，往往把气态的天然气进行液化处理，成为液化天然气LNG，而LNG气化成常温气体供给用户使用的过程中将释放出大量的冷能。从能量有效利用的角度看，各种单一利用LNG冷能的方法，只是考虑了冷能的回收，而没有考虑冷能利用的能级，从而造成大量高品位冷能的损耗，这里设计了如下的三级LNG冷能的梯级利用：液化分离空气—制取液化CO₂及干冰—LNG冷能冷库。经二级冷能利用后的LNG温度约为-65℃，完全符合冷库正常运行的温度区间要求，本发明主要对LNG冷能在第三级的冷库应用中进行设计。

传统的冷库大都采用电动压缩式制冷设备维持冷库的低温，电耗很大，在一般食品生产企业中，冷库动力消耗约占全厂总耗电量的50％～60％。现常用冷库的温度区间，主要有速冻库(-30℃以下)、低温库(-22℃～-25℃)、冷藏库(-5℃～-15℃)、保鲜库(0-5℃)四种。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：解决LNG冷量梯级利用不充分而浪费冷能资源、LNG冷量产生不均而导致冷库不能正常运行的问题，以及有可能因输向城市管网的燃气温度过低而冻结城市管道的现象，本发明提供了一种新的冷库系统，进一步细化LNG冷能的梯级利用，并确保冷库系统的正常运行以及向城市管网输送温度适宜的燃气。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种梯级利用LNG冷能冷库系统，包括稳压装置、速冻库、低温库、冷藏库、保鲜库、气化装置和温度调节阀，所述速冻库、低温库、冷藏库和保鲜库从前往后依次设置，速冻库、低温库、冷藏库和保鲜库从前往后依次通过主管路串联的线路为线路A，低温库、冷藏库和保鲜库之间相并联后分别和速冻库串联的线路为线路B，速冻库、低温库、冷藏库和保鲜库内均设置有换热器，线路A和线路B不同时开通，上述各个库之间均安装有阀门和液体循环泵，

主管路初始端为进口，主管路的末端为和城市管网连接的出口，稳压装置安装在主管路上靠近进口处，稳压装置上还设置有自动化控制仪表，气化装置和温度调节阀设置在出口上。

为了保证输入城市管网的燃气温度适宜，在出口管道上安装温度调节阀，当输出燃气温度低于5℃的时候，将燃气输出到气化装置进行气化，达到温度要求后输往城市管网；当温度高于或者等于5℃的时候，将燃气直接输入城市管网。

自动化控制仪表采用温度感应元件，可以根据检测到的进口管道内LNG温度来分别打开对应的阀门和循环泵：

当温度低于零下60℃，冷量足够，打开线路A上的阀门和液体循环泵，系统线路A工作，线路B不工作；

当温度高于或等于零下60℃，冷量不足够，打开线路B上的阀门和液体循环泵，系统线路B工作，线路A不工作。

为了控制线路A和线路B的运行，在LNG进口的稳压装置的管道上安装自动化控制仪表，来控制各个阀门和循环泵运行与否。

本发明的有益效果是，本发明的梯级利用LNG冷能冷库系统，充分地利用了不同能级的LNG冷能，极大地节约了冷库动力成本，又节约了自然资源；改善了LNG冷量产生不均的缺陷，保证了冷库的正常运行；检测输入城市管网的燃气温度，避免了冻结城市管网的风险，延长了城市管道的使用寿命，节省了管道周期性更换的成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明最优实施例的结构示意图。

图中：1、稳压装置，2、速冻库，3、低温库，4、冷藏库，5、保鲜库，6、气化装置，7、换热器，8、自动化控制仪表，9、温度调节阀，10、阀门，11、循环泵。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，是本发明最优实施例，一种梯级利用LNG冷能冷库系统，包括稳压装置1、速冻库2、低温库3、冷藏库4、保鲜库5、气化装置6和温度调节阀9，所述速冻库2、低温库3、冷藏库4和保鲜库5从前往后依次设置，速冻库2、低温库3、冷藏库4和保鲜库5从前往后依次通过主管路串联的线路为线路A，低温库3、冷藏库4和保鲜库5之间相并联后分别和速冻库2串联的线路为线路B，速冻库2、低温库3、冷藏库4和保鲜库5内均设置有换热器7，线路A和线路B不同时开通，上述各个库之间以及主管路的进口和出口的各个装置的管路上均安装有阀门10和液体循环泵11，主管路初始端为进口，主管路的末端为和城市管网连接的出口，稳压装置1安装在主管路上靠近进口处，稳压装置1上还设置有自动化控制仪表8，气化装置6和温度调节阀9设置在出口上。

经二级冷能利用后的LNG温度约为-65℃，将LNG导入稳压装置1进行保压，然后输入主管道，LNG经过自动化控制仪表8，通过感温元件的判断，当冷量足够(温度低于零下60℃)的时候，打开线路A(线路A为：主管路进口、稳压装置1、串联的速冻库2、低温库3、冷藏库4和保鲜库5、温度调节阀9、气化装置6以及主管路出口)的阀门10和循环泵11，依次通过热交换将不同能级的冷量传入速冻库2、低温库3、冷藏库4和保鲜库5，保证冷库的温度区间在合适范围内；当冷量(温度高于或等于零下60℃)不足时，仅将二级利用后的冷能从稳压装置1导入速冻库2，运行线路B(线路B为：主管路进口、稳压装置1、并联的低温库3、冷藏库4和保鲜库5，再和速冻库2串联、温度调节阀9、气化装置6以及主管路出口)，打开线路B的阀门10和循环泵11，将速冻库2中的冷量依次导入低温库3、冷藏库4、保鲜库5，这样可以保证后面三个常用冷库的正常运行。

最后在管道出口处安装有温度调节阀9，用来判断出口处的燃气温度，当出口处燃气温度低于5℃的时候，将燃气导入到气化装置6进行气化处理后输往城市管网；当温度高于或者等于5℃的时候，导入到出口out直接进入城市管网。

传统的冷库大都采用电动压缩式制冷设备维持冷库的低温，电耗很大，在一般食品生产企业中，冷库动力消耗约占全厂总耗电量的50％～60％。本发明梯级利用了LNG的中品位冷能，既节省了经济成本，又节约了自然资源，而且系统不会产生对大气污染的物质，符合现代化绿色环保的要求。对各级冷库间采用串并联结合的形式，弥补了LNG气化时冷量产生不均的缺陷，保证了冷库的正常运行。对管道出口处燃气温度的检测，可以避免因燃气温度过低而冻结城市管网现象的出现，延长了城市管道的使用周期，节省了管道投资成本。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (2)

1.一种梯级利用LNG冷能冷库系统，其特征在于：包括稳压装置(1)、速冻库(2)、低温库(3)、冷藏库(4)、保鲜库(5)、气化装置(6)和温度调节阀(9)，所述速冻库(2)、低温库(3)、冷藏库(4)和保鲜库(5)从前往后依次设置，速冻库(2)、低温库(3)、冷藏库(4)和保鲜库(5)从前往后依次通过主管路串联的线路为线路A，低温库(3)、冷藏库(4)和保鲜库(5)之间相并联后分别和速冻库(2)串联的线路为线路B，速冻库(2)、低温库(3)、冷藏库(4)和保鲜库(5)内均设置有换热器(7)，线路A和线路B不同时开通，上述各个库之间均安装有阀门(10)和液体循环泵(11)，主管路初始端为进口，主管路的末端为和城市管网连接的出口，稳压装置(1)安装在主管路上靠近进口处，稳压装置(1)上还设置有自动化控制仪表(8)，气化装置(6)和温度调节阀(9)设置在出口上。

2.如权利要求1所述的梯级利用LNG冷能冷库系统，其特征在于：自动化控制仪表采用温度感应元件，可以根据管道检测到的进口内LNG温度来分别打开对应的阀门和循环泵：

当温度低于零下60℃，冷量足够，打开线路A上的阀门(10)和液体循环泵(11)，系统线路A工作，线路B不工作；

当温度高于或等于零下60℃，冷量不足够，打开线路B上的阀门(10)和液体循环泵(11)，系统线路B工作，线路A不工作。